DE102010036232B4 - Motorbaugruppe mit einer Nockenwelle mit integrierter Pumpe - Google Patents
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Abstract
Eine Nockenwellenbaugruppe kann eine Welle und eine mechanische Unterdruckpumpe umfassen. Die Welle kann ein erstes und ein zweites Ende definieren und einen ersten und einen zweiten Nocken sowie eine erste und eine zweite Lagerstützstruktur aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verteilt sind. Die Welle kann eine erste Schaufelöffnung definieren. Die mechanische Pumpe kann zwischen dem ersten und dem zweiten Ende mit der Welle gekoppelt sein. Die mechanische Unterdruckpumpe kann eine Abdeckung, ein Gehäuse, das mit der Abdeckung gekoppelt ist, um einen Hohlraum dazwischen zu definieren, und eine Schaufel aufweisen. Die Abdeckung kann eine Abdeckungsöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Das Gehäuse kann eine Gehäuseöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Eine Schaufel kann in dem Hohlraum angeordnet sein und in der ersten Schaufelöffnung derart verschiebbar aufgenommen sein, dass sich die Schaufel mit der Welle dreht.
Description
- QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 61/345,386, die am 17. Mai 2010 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Bezugnahme eingeschlossen.
- GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Motornockenwellen und spezieller eine Nockenwellenbaugruppe, die eine integrierte mechanische Unterdruckpumpe aufweist.
- HINTERGRUND
- Dieser Abschnitt liefert auf die vorliegende Offenbarung bezogen Hintergrundinformation, die nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellt.
- Eine Nockenwellenbaugruppe eines Motors kann mehrere Nocken und Lagerbereiche umfassen. Während des Betriebs des Motors wird die Nockenwellenbaugruppe gedreht, und die Nocken bewirken, dass die Einlass- und/oder Auslassventile des Motors geöffnet werden. Die Lagerbereiche schaffen eine Lagerfläche für die Halterung der Nockenwellenbaugruppe. Ein Ende der Nockenwellenbaugruppe kann mit einer mechanischen Unterdruckpumpe verbunden sein, die verwendet werden kann, um verschiedene Fahrzeugsysteme anzutreiben, wie beispielsweise ein Fahrzeugbremssystem. Eine montierte Nockenwellenbaugruppe und eine montierte mechanische Vakuumpumpe können die Größe und die Komplexität der Motorbaugruppe erhöhen.
- Aus der
DE 10 2008 007 283 A1 ist eine Motorbaugruppe, die eine Nockenwelle mit Unterdruckpumpe aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. - Die
DE 199 61 317 C1 beschreibt eine ähnliche Unterdruckpumpe für eine Nockenwelle einer Motorbaugruppe. - Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Motorbaugruppe mit einer Nockenwelle zu schaffen, die eine Unterdruckpumpe mit geringen Anforderungen bezüglich Bauraumbedarf und Komplexität aufweist.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Motorbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
- Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung, und er ist keine umfassende Offenbarung ihres vollen Umfangs oder aller ihrer Merkmale.
- Eine Nockenwellenbaugruppe kann eine Welle und eine mechanische Unterdruckpumpe umfassen. Die Welle kann ein erstes und ein zweites Ende definieren und einen ersten und einen zweiten Nocken sowie eine erste und eine zweite Lagerstützstruktur aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verteilt sind. Die Welle kann eine erste Schaufelöffnung definieren. Die mechanische Pumpe kann zwischen dem ersten und dem zweiten Ende mit der Welle gekoppelt sein. Die mechanische Unterdruckpumpe kann eine Abdeckung, ein Gehäuse, das mit der Abdeckung gekoppelt ist, um einen Hohlraum dazwischen zu definieren, und eine Schaufel aufweisen. Die Abdeckung kann eine Abdeckungsöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Das Gehäuse kann eine Gehäuseöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Die Schaufel kann in dem Hohlraum angeordnet sein und in der ersten Schaufelöffnung derart verschiebbar aufgenommen sein, dass sich die Schaufel mit der Welle dreht.
- Eine Motorbaugruppe kann eine Motorstruktur und eine Nockenwellenbaugruppe umfassen, die durch die Motorstruktur drehbar gelagert ist. Die Nockenwellenbaugruppe kann eine Welle und eine mechanische Unterdruckpumpe umfassen. Die Welle kann ein erstes und ein zweites Ende definieren und einen ersten und einen zweiten Nocken sowie eine erste und eine zweite Lagerstützstruktur aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verteilt sind. Die Welle kann eine erste Schaufelöffnung definieren. Die mechanische Pumpe kann zwischen dem ersten und dem zweiten Ende mit der Welle gekoppelt sein. Die mechanische Unterdruckpumpe kann eine Abdeckung, ein Gehäuse, das mit der Abdeckung gekoppelt ist, um einen Hohlraum dazwischen zu definieren, und eine Schaufel aufweisen. Die Abdeckung kann eine Abdeckungsöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Das Gehäuse kann eine Gehäuseöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Die Schaufel kann in dem Hohlraum angeordnet sein und in der ersten Schaufelöffnung derart verschiebbar aufgenommen sein, dass sich die Schaufel mit der Welle dreht.
- Eine Nockenwellenbaugruppe kann eine Welle und eine mechanische Unterdruckpumpe umfassen. Die Welle kann sich von einem ersten Ende bis zu einem zweiten Ende erstrecken. Die Welle kann ein erstes und ein zweites Ende definieren und einen ersten und einen zweiten Nocken sowie eine erste und eine zweite Lagerstützstruktur aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verteilt sind. Die Welle kann eine erste Schaufelöffnung definieren. Die mechanische Pumpe kann zwischen der ersten und der zweiten Lagerstützstruktur der mehreren Lagerstützstrukturen mit der Welle gekoppelt sein. Die mechanische Unterdruckpumpe kann eine Abdeckung, ein Gehäuse, das mit der Abdeckung gekoppelt ist, um einen Hohlraum dazwischen zu definieren, ein Schaufelgleitstück und eine Schaufel aufweisen. Die Abdeckung kann eine Abdeckungsöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Das Gehäuse kann eine Gehäuseöffnung definieren, welche die Welle drehbar aufnimmt. Das Schaufelgleitstück kann derart an der Welle befestigt sein, dass sich das Schaufelgleitstück mit der Welle dreht. Das Schaufelgleitstück kann eine zweite Schaufelöffnung definieren und eine erste Endführung, die in der Abdeckungsöffnung drehbar aufgenommen ist, sowie eine zweite Endführung aufweisen, die in der Gehäuseöffnung drehbar aufgenommen ist. Die Schaufel kann in dem Hohlraum angeordnet sein und in der ersten Schaufelöffnung derart verschiebbar aufgenommen sein, dass sich die Schaufel mit der Welle dreht.
- Weitere Anwendungsgebiete werden anhand der hierin vorgesehenen Beschreibung offensichtlich werden. Die Beschreibung und die speziellen Beispiele in dieser Zusammenfassung sind nur zu Darstellungszwecken gedacht und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu Darstellungszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
-
1 ist eine schematische Schnittansicht einer Motorbaugruppe, die eine beispielhafte Nockenwellenbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist; -
2 ist eine schematische Perspektivansicht einer beispielhaften Nockenwellenbaugruppe gemäß der vorliegenden Offenbarung; -
3 ist eine schematische, perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts der Nockenwellenbaugruppe von2 ; -
4 ist eine teilweise Perspektivansicht der Motorbaugruppe von1 ; und -
5 ist eine teilweise Schnittansicht der Motorbaugruppe von1 . - Entsprechende Bezugszeichen geben überall in den verschiedenen Zeichnungsansichten entsprechende Teile an.
- AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Beispiele der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständiger beschrieben. Die folgende Beschreibung ist nur beispielhafter Natur und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendungsmöglichkeit oder Verwendungen nicht einschränken.
- Beispielhafte Ausführungsformen sind derart vorgesehen, dass diese Offenbarung genau ist und Fachleuten den Umfang vollständig übermitteln wird. Zahlreiche spezielle Details werden dargelegt, wie etwa Beispiele spezieller Komponenten, Einrichtungen und Verfahren, um ein genaues Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu schaffen. Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass spezielle Details nicht verwendet werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen unterschiedlichen Formen verkörpert werden können und dass keine von diesen derart ausgelegt werden sollte, dass sie den Umfang der Offenbarung einschränkt. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Einrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
- Wenn ein Element oder ein Abschnitt als ”an”, ”in Eingriff mit”, ”verbunden mit” oder ”gekoppelt mit” bezüglich eines anderen Elements oder eines anderen Abschnitts bezeichnet wird, kann sich dieses direkt an dem anderen Element oder dem anderen Abschnitt befinden, mit diesem direkt in Eingriff stehen, mit diesem direkt verbunden oder gekoppelt sein, oder es können dazwischen liegende Elemente oder Abschnitte vorhanden sein. Wenn ein Element im Gegensatz dazu als ”direkt auf”, ”direkt in Eingriff mit”, ”direkt verbunden mit” oder ”direkt gekoppelt mit” bezüglich eines anderen Elements oder eines anderen Abschnitts bezeichnet wird, dürfen keine dazwischen liegende Elemente oder Abschnitte vorhanden sein. Andere Ausdrücke, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (z. B. ”zwischen” gegenüber ”direkt zwischen”, ”benachbart” gegenüber ”direkt benachbart” usw.). Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” eine beliebige und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgelisteten Gegenstände.
- Obwohl die Ausdrücke erster, zweiter, dritter usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Abschnitte und/oder Ausschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Abschnitte und/oder Ausschnitte nicht durch diese Ausdrücke beschränkt sein. Diese Ausdrücke werden lediglich verwendet, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, einen Abschnitt oder einen Ausschnitt von einem anderen Bereich, einem anderen Abschnitt oder einem anderen Ausschnitt zu unterscheiden. Ausrücke, wie beispielsweise ”erster”, ”zweiter” oder andere numerische Ausdrücke, implizieren dann, wenn sie hierin verwendet werden, keine Abfolge oder Reihenfolge, wenn dies nicht klar durch den Zusammenhang angegeben ist. Daher könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, ein erster Abschnitt oder ein erster Ausschnitt, die unten diskutiert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, ein zweiter Abschnitt oder ein zweiter Ausschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
- Unter Bezugnahme auf
1 kann eine Motorbaugruppe20 eine Motorstruktur30 , eine Kurbelwelle32 , die durch die Motorstruktur30 drehbar gelagert ist, einen oder mehrere Kolben34 , die mit der Kurbelwelle32 gekoppelt sind, eine Einlass- und eine Auslass-Nockenwellenbaugruppe36 ,38 , die an der Motorstruktur30 drehbar gelagert sind, Ventilhubbaugruppen44 , zumindest ein Einlassventil46 und zumindest ein Auslassventil50 umfassen. Eine oder beide der Nockenwellenbaugruppen36 ,38 können die Struktur einer unten beschriebenen Nockenwellenbaugruppe100 aufweisen. Die Motorstruktur30 kann einen Motorblock56 und einen Zylinderkopf54 aufweisen. Der Motorblock56 kann Zylinderbohrungen58 definieren. Der Zylinderkopf54 und die Zylinderbohrungen58 in dem Motorblock56 können zusammenwirken, um Verbrennungskammern60 zu definieren. In dem vorliegenden nicht einschränkenden Beispiel ist die Motorbaugruppe20 als ein Motor mit doppelter oben liegender Nockenwelle gezeigt, wobei die Motorstruktur30 mit dem Zylinderkopf54 die Einlass- und die Auslass-Nockenwellenbaugruppe36 ,38 drehbar lagert. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf Ausbildungen mit oben liegender Nockenwelle beschränkt ist. - Eine beispielhafte Nockenwellenbaugruppe
100 gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in2 –3 dargestellt. Die Nockenwellenbaugruppe100 kann eine Welle102 umfassen, die sich von einem ersten Ende103A bis zu einem zweiten Ende103B erstreckt. Die Welle102 kann eine hohle, röhrenähnliche Struktur sein und mehrere Lagerstützstrukturen104 sowie Nocken106 aufweisen, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende103A ,103B entlang der Welle102 verteilt sind. - Die Welle
102 kann eine erste Schaufelöffnung108 definieren, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende103A ,103B angeordnet ist. Die Lagerstützstrukturen104 schaffen die Lagerfläche für die Halterung der Nockenwellenbaugruppe100 in der Motorstruktur30 , z. B. in dem Zylinderkopf54 . Wenn die Nockenwellenbaugruppe100 gedreht wird, bewirken die Nocken106 , dass die Einlass- und/oder Auslassventile46 ,50 geöffnet werden. - Die Nockenwellenbaugruppe
100 kann ferner eine mechanische Unterdruckpumpe110 umfassen, die mit der Welle102 gekoppelt ist. Die mechanische Unterdruckpumpe110 kann zwischen dem ersten und dem zweiten Ende103A ,103B angeordnet sein. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die mechanische Unterdruckpumpe110 zwischen einer ersten und einer zweiten Lagerstützstruktur140A ,140B der mehreren Lagerstützstrukturen104 angeordnet sein. Ferner kann die mechanische Unterdruckpumpe110 zwischen einem ersten und einem zweiten Nocken160A ,160B der mehreren Nocken106 angeordnet sein. Die mechanische Unterdruckpumpe110 kann eine längliche oder elliptische Form aufweisen und eine Abdeckung111 umfassen, die mit einem Gehäuse113 gekoppelt ist, um darin einen Hohlraum119 zu definieren. Die Abdeckung111 kann eine Abdeckungsöffnung112 definieren, um die Welle102 drehbar aufzunehmen. Auf ähnliche Weise kann das Gehäuse113 eine Gehäuseöffnung114 definieren, um die Welle102 drehbar aufzunehmen. Eine Dichtung kann in jeder von der Abdeckungs- und der Gehäuseöffnung112 ,114 vorhanden sein, und/oder die Abdeckungs- und die Gehäuseöffnung112 ,114 können bemessen sein, dass die mit der Welle102 (oder mit Endführungen116A , B, die unten diskutiert werden) abdichtend in Eingriff zu stehen. Das Gehäuse113 kann einen Auslass115 aufweisen, um die verschiedenen Fahrzeugsysteme anzukoppeln, die mit der mechanischen Unterdruckpumpe110 angetrieben werden sollen. - Ein Schaufelgleitstück
116 kann zwischen der Abdeckung111 und dem Gehäuse113 angeordnet sein und eine zweite Schaufelöffnung117 definieren. Das Schaufelgleitstück116 kann an der Welle102 derart befestigt sein, dass sich das Schaufelgleitstück116 und die Welle102 zusammen drehen. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann sich das Schaufelgleitstück116 mit der Welle102 im Presssitz befinden. Ferner kann das Schaufelgleitstück116 derart an der Welle102 befestigt sein, dass die erste und die zweite Schaufelöffnung108 ,117 ausgerichtet sind. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Schaufelgleitstück116 eine erste und eine zweite Endführung116A , B aufweisen. Die erste und die zweite Endführung116A , B können derart bemessen sein, dass sie in der Abdeckungsöffnung112 bzw. in der Gehäuseöffnung114 drehbar aufgenommen sind. Auf diese Weise können die Endführungen116A , B für die radiale Anordnung der mechanischen Unterdruckpumpe110 sorgen. - Eine Schaufel
118 kann in dem Hohlraum119 , der durch die Abdeckung111 und das Gehäuse113 definiert wird, angeordnet sein und mit der ersten und der zweiten Schaufelöffnung108 ,117 verschiebbar in Eingriff stehen. Die Schaufel118 kann verschiebbar aufgenommen sein und daher in der ersten und der zweiten Schaufelöffnung108 ,117 frei gleiten, wenn sich die Welle102 und das Schaufelgleitstück116 drehen. Auf diese Weise gleitet und rotiert die Schaufel118 in der Kammer, die durch die Abdeckung111 und das Gehäuse113 definiert ist, um einen Unterdruck in der mechanischen Unterdruckpumpe110 zu erzeugen. Zusätzlich kann eine ölende Struktur119 in der Welle102 angeordnet sein, um eine Ölströmung zu der mechanischen Unterdruckpumpe110 zu steuern. Lediglich beispielhaft kann die ölende Struktur119 eine ringähnliche Struktur sein, die eine Öffnung zum Begrenzen des Öls definiert, das durch die Hohlwelle102 an die mechanische Unterdruckpumpe110 geliefert wird. - Nun auf
4 –5 Bezug nehmend, kann der Auslass115 der mechanischen Unterdruckpumpe110 verwendet werden, um eine Nockenabdeckung120 zu befestigen und abzudichten, die an der Motorstruktur30 befestigt ist. Auf diese Weise kann der Auslass115 eine Drehmomentreaktion für die mechanische Unterdruckpumpe110 liefern. Um eine Bewegung und/oder Fehlausrichtung zu kompensieren, kann eine Balgdichtung130 verwendet werden, um die Verbindung zwischen dem Auslass115 und der Nockenabdeckung120 abzudichten. Die Balgdichtung130 kann einen ersten Ring132 und einen zweiten Ring134 aufweisen, der in dem ersten Ring132 angeordnet ist. Der erste und der zweite Ring132 ,134 können aus einem belastbaren Material (wie beispielsweise Stahl oder einem anderen Metall) hergestellt sein und mit einem flexiblen, elastischen Material (wie beispielsweise Gummi) ummantelt sein. Ein Balgabschnitt136 kann zwischen dem ersten und dem zweiten Ring132 ,134 angeordnet sein. Der Balgabschnitt136 kann eine Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Ring132 ,134 ermöglichen, während eine abdichtende Verbindung zwischen der Balgdichtung130 und dem Auslass115 aufrechterhalten wird.
Claims (6)
- Motorbaugruppe (
20 ), die umfasst: eine Motorstruktur (30 ); und eine Nockenwellenbaugruppe (100 ), die durch die Motorstruktur (30 ) drehbar gelagert ist und aufweist: eine Welle (102 ), die ein erstes und ein zweites Ende (103A ,103B ) definiert und einen ersten und einen zweiten Nocken (160A ,160B ) sowie eine erste und eine zweite Lagerstützstruktur (140A ,140B ) aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (103A ,103B ) verteilt sind, wobei die Welle (102 ) eine erste Schaufelöffnung (108 ) definiert; und eine mechanische Unterdruckpumpe (110 ), die mit der Welle (102 ) an einem Ort zwischen dem ersten und dem zweiten Ende (103A ,103B ) gekoppelt ist, wobei die mechanische Unterdruckpumpe (110 ) eine Abdeckung (111 ), die eine Abdeckungsöffnung (112 ) definiert, welche die Welle (102 ) drehbar aufnimmt, ein Gehäuse (113 ), das mit der Abdeckung (111 ) gekoppelt ist, um dazwischen einen Hohlraum (119 ) zu definieren, wobei das Gehäuse (113 ) eine Gehäuseöffnung (114 ) definiert, welche die Welle (102 ) drehbar aufnimmt, und eine Schaufel (118 ) aufweist, die in dem Hohlraum (119 ) angeordnet ist und in der ersten Schaufelöffnung (108 ) derart verschiebbar aufgenommen ist, dass sich die Schaufel (118 ) mit der Welle (102 ) dreht, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Unterdruckpumpe (110 ) zwischen dem ersten und dem zweiten Nocken (160A ,160B ) angeordnet ist, dass die mechanische Unterdruckpumpe (110 ) ein Schaufelgleitstück (116 ) aufweist, das eine zweite Schaufelöffnung (117 ) definiert, wobei die Schaufel (118 ) in der zweiten Schaufelöffnung (117 ) verschiebbar aufgenommen ist und das Schaufelgleitstück (116 ) derart an der Welle (102 ) befestigt ist, dass sich das Schaufelgleitstück (116 ) mit der Welle (102 ) dreht, und dass das Schaufelgleitstück (116 ) eine erste Endführung (116A ), die in der Abdeckungsöffnung (112 ) drehbar aufgenommen ist, und eine zweite Endführung (116B ) aufweist, die in der Gehäuseöffnung (114 ) drehbar aufgenommen ist. - Motorbaugruppe (
20 ) nach Anspruch 1, wobei die mechanische Unterdruckpumpe (110 ) zwischen der ersten und der zweiten Lagerstützstruktur (140A ,140B ) angeordnet ist. - Motorbaugruppe (
20 ) nach Anspruch 1, wobei die Abdeckungsöffnung (112 ) mit der ersten Endführung (116A ) abdichtend in Eingriff steht und die Gehäuseöffnung (114 ) mit der zweiten Endführung (116B ) abdichtend in Eingriff steht. - Motorbaugruppe (
20 ) nach Anspruch 1, wobei die Abdeckungsöffnung (112 ) und die Gehäuseöffnung (114 ) mit der Welle (102 ) abdichtend in Eingriff stehen. - Motorbaugruppe (
20 ) nach Anspruch 1, die ferner eine Nockenabdeckung (120 ) umfasst, die an der Motorstruktur (20 ) befestigt ist, wobei das Gehäuse (113 ) einen Auslass (115 ) aufweist, der mit der Nockenabdeckung (120 ) gekoppelt ist. - Motorbaugruppe (
20 ) nach Anspruch 5, die ferner eine Balgdichtung (130 ) umfasst, die zwischen der Nockenabdeckung (120 ) und dem Auslass (115 ) angeordnet ist.
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