DE102011009705A1

DE102011009705A1 - Nockenwellenlagerung mit einem Wälzlager und einem Ölübergabebereich

Info

Publication number: DE102011009705A1
Application number: DE102011009705A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Forsbach Michael
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-02

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerung, die zur Lagerung einer Nockenwelle (11) zumindest eine Nockenwellenlagerstelle (10) aufweist, die ein Lager (12) und einen Ölübergabebereich (13) zur Versorgung eines Nockenwellenverstellers mit einem Betriebsmittelöl umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass das Lager (12) als ein Wälzlager ausgebildet ist, das axial benachbart neben dem Ölübergabebereich (13) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 20 2006 018 359 U1 ist bereits eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerung, die eine Nockenwellenlagerstelle zur Lagerung einer Nockenwelle und einen Ölübergabebereich zur Versorgung mit einem Betriebsmittelöl aufweist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die eine besonders vorteilhafte Lagerung der Nockenwelle aufweist und eine Ölübergabe nah an einem Nockenwellenversteller ermöglicht. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerung, die zur Lagerung einer Nockenwelle zumindest eine Nockenwellenlagerstelle aufweist, die ein Lager und einen Ölübergabebereich zur Versorgung eines Nockenwellenverstellers mit einem Betriebsmittelöl umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass das Lager als ein Wälzlager ausgebildet ist, das axial benachbart neben dem Ölübergabebereich angeordnet ist. Dadurch kann die Lagerung der Nockenwelle besonders vorteilhaft und verlustarm ausgebildet werden, und insbesondere eine Ölversorgung des Nockenwellenverstellers nah an dem Nockenwellenversteller realisiert werden. Unter einem „Ölübergabebereich” soll insbesondere ein Bereich verstanden werden, in dem ein Betriebsmittelöl, das durch eine Pumpe aus einem Reservoir gefördert wird, von einem Brennkraftmaschinengehäuse in die Nockenwelle geleitet werden kann, auch wenn diese rotiert. Unter einem „Lager” soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Drehlager verstanden werden, das zwei Bauteile drehbar zueinander lagert. Unter einem „Wälzlager” soll dabei insbesondere ein Lager mit einem Außenlaufkörper und einem Innenlaufkörper, die durch drehbar gelagerte Wälzkörper drehbar zueinander gelagert sind, verstanden werden. Vorzugsweise weist das Wälzlager dabei einen Außenring und einen Innenring auf, die jeweils mit einer der drehbar zueinander gelagerten Komponenten verbunden sind, sowie mehrere Wälzkörper, die zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordnet sind und so eine Relativbewegung des Innenrings und des Außenrings ermöglichen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine zumindest ein Dichtelement aufweist, das den Ölübergabebereich gegen das Lager zumindest im Wesentlichen abdichtet. Dadurch kann der Ölübergabebereich vorteilhaft abgedichtet werden und insbesondere vorteilhaft ein übermäßiges Eindringen von Betriebsmittelöl in das als Wälzlager ausgebildete Lager verhindert werden, wodurch dessen Funktionssicherheit vorteilhaft gewährleistet ist. Unter einem „Dichtelement” soll insbesondere ein Element verstanden werden, das für ein Fluid, hier vorzugsweise ein Betriebsmittelöl, undurchlässig ist und somit einen Bereich von dem Fluid abdichten kann. Unter „zumindest im Wesentlichen abdichten” soll dabei insbesondere auch verstanden werden, dass zwischen dem Dichtelement und der Nockenwelle ein definierter Spalt besteht, durch den eine geringe Menge an Betriebsmittelöl zur Schmierung und Kühlung anderer Bauteile gelangen kann. Dabei ist der definierte Spalt so klein, dass ein Einbrechen eines Betriebsmitteldrucks in dem Ölübergabebereich und ein übermäßigen Füllen des Lagers mit Betriebsmittel verhindert werden können.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Brennkraftmaschine einen fest mit einem Teil des Lagers verbundenen Dichtkäfig aufweist, der das zumindest eine Dichtelement, das den Ölübergabebereich gegen das Lager zumindest im Wesentlichen abdichtet, und zumindest ein weiteres Dichtelement das den Ölübergabebereich gegenüber einem Ventilraum im Wesentlichen abdichtet, aufweist. Dadurch kann insbesondere eine vorteilhafte Montageeinheit bereitgestellt werden, die in einem Montageschritt mit dem Lager angebracht werden kann.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit einem Teil einer Nockenwellenlagerung in einer Schnittansicht. Die Nockenwellenlagerung weist eine dargestellte Nockenwellenlagerstelle 10 auf. Die Brennkraftmaschine weist eine Nockenwelle 11 auf, die mittels der Nockenwellenlagerung drehbar gelagert ist. Die Nockenwelle 11 ist zur Betätigung von nicht näher dargestellten Ventilen der Brennkraftmaschine vorgesehen. Zur Verstellung einer Winkellage der Nockenwelle 11 zu einer Kurbelwelle weist die Brennkraftmaschine einen nicht näher dargestellten Nockenwellenversteller auf. Der Nockenwellenversteller ist hydraulisch betätigt und ist an einem axialen Ende 18 der Nockenwelle 11 angebracht. Die Nockenwelle 11 ist zumindest teilweise als eine Hohlwelle ausgebildet. An dem axialen Ende 18 bildet ein Innenraum 19 der Nockenwelle 11 eine Ölführung aus, die dazu vorgesehen ist, einen Betriebsmitteldruck in den Nockenwellenversteller zu leiten. Die Nockenwellenlagerstelle 10 ist als die erste Lagerstelle der Nockenwellenlagerung ausgebildet, die dem Nockenwellenversteller am nächsten ist.
Die Brennkraftmaschine weist ein Brennkraftmaschinengehäuse 20 auf, in dem die Nockenwelle 11 drehbar gelagert ist. Die Brennkraftmaschine umfasst eine Nockenwellenlagerung, mittels der die Nockenwelle 11 drehbar in dem Brennkraftmaschinengehäuse 20 gelagert ist. Die Brennkraftmaschine umfasst ein Lager 12, das die Nockenwelle 11 an der Nockenwellenlagerstelle 10 drehbar in dem Brennkraftmaschinengehäuse 20 lagert. Dazu bildet das Brennkraftmaschinengehäuse 20 eine Lagerungsaufnahme 33 aus. Die Lagerungsaufnahme 33 ist als eine gestufte Bohrung in dem Brennkraftmaschinengehäuse 20 ausgebildet, in dem das Lager 12 und die Nockenwelle 11 angeordnet sind.
Das Lager 12 ist als ein Wälzlager ausgebildet. Das Wälzlager ist dabei als ein Rollenkugellager ausgebildet. Das als Rollenkugellager ausgebildete Lager 12 umfasst einen Innenring 21, einen Außenring 22, einen Käfig 23 und eine Mehrzahl an Wälzkörpern 24, 25. Der Innenring 21 des Lagers 12 ist drehfest mit der Nockenwelle 11 verbunden. Dazu ist der Innenring 21 fest, beispielsweise durch eine Passung, auf der Nockenwellenlagerstelle 10 angebracht. Der Innenring 21 ist drehfest mit der Nockenwelle 11 verbunden. Der Außenring 22 ist fest mit einer Innenfläche des Brennkraftmaschinengehäuses 20 verbunden. Der Außenring 22 ist drehfest mit dem Brennkraftmaschinengehäuse 20 verbunden. Der Innenring 21 und der Außenring 22 des Lagers 12 weisen jeweils auf ihrer einander zugewandten Innenseite eine Lauffläche 26, 27 auf, auf der die zwischen dem Innenring 21 und dem Außenring 22 angeordneten Wälzkörper 24, 25 abrollen. Die Wälzkörper 24, 25 sind als Kugeln ausgebildet und werden durch den Käfig 23 zusammen gehalten. Durch die Wälzkörper 24, 25 sind der Innenring 21 und der Außenring 22 und dadurch auch die Nockenwelle 11 und das Brennkraftmaschinengehäuse 20 drehbar miteinander verbunden. Die Nockenwelle 11 ist über das als Wälzlager ausgebildete Lager 12 in dem feststehenden Brennkraftmaschinengehäuse 20 drehbar gelagert. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das als Wälzlager ausgebildete Lager 12 als ein Rillenkugellager oder ein anderes, dem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Wälzlager ausgebildet ist.
Die Nockenwellenlagerstelle 10 umfasst einen Ölübergabebereich 13, der zur Versorgung des Nockenwellenverstellers mit Betriebsmittelöl vorgesehen ist. Der Ölübergabebereich 13 ist unmittelbar benachbart neben dem Lager 12 angeordnet. Das Lager 12 schließt unmittelbar an den Ölübergabebereich 13 an. Die Brennkraftmaschine umfasst einen Dichtkäfig 15, der den Ölübergabebereich 13 zumindest teilweise begrenzt. Der Dichtkäfig 15 trennt den Ölübergabebereich 13 zumindest überwiegend von einem Teil eines von der Lagerungsaufnahme 33 gebildeten Raums 34 ab. Der Dichtkäfig 15 ist als ein rundes Blechbiegeteil ausgebildet und umschließt die Nockenwelle 11 in Umfangsrichtung vollständig. Der Dichtkäfig 15 weist zwei Absätze auf. Mit einem Ende ist der Dichtkäfig 15 fest mit dem Außenring 22 des Lagers 12 verbunden. Dadurch ist der Dichtkäfig 15 mit einem feststehenden Teil des Lagers 12 verbunden. Dazu ist der Dichtkäfig 15 mit einem Ende über einen Teil des Außenrings 22 des Lagers 12 geschoben und zwischen dem Lager 12 und dem Brennkraftmaschinengehäuse 20 festgeklemmt. Der Dichtkäfig 15 weist zumindest zwei Ölbohrungen 28, 29 auf, durch die das Betriebsmittelöl in den Ölübergabebereich 13 strömen oder daraus entweichen kann. Der Dichtkäfig 15 umfasst zwei Dichtelemente 14, 16. Das erste Dichtelement 14 dichtet den Ölübergabebereich 13 gegen das Lager 12 im Wesentlichen ab. Das Dichtelement 14 ist zwischen dem Dichtkäfig 15 und dem Außenring 22 des Lagers 12 befestigt und reicht bis kurz vor die Nockenwelle 11. Zwischen dem Dichtelement 14 und der Nockenwelle 11 ist ein definierter Spalt 30, durch den eine definierte Menge Betriebsmittelöl in das Lager 12 strömen kann.
Das weitere Dichtelement 16 ist an einem dem ersten Dichtelement 14 gegenüberliegenden Ende des Dichtkäfigs 15 angeordnet. Das weitere Dichtelement 16 dichtet den Ölübergabebereich 13 im Wesentlichen gegenüber einem Ventilraum 17, in dem die Nockenwelle 11 rotiert, ab. Dabei ist zwischen dem Dichtelement 16 und der Nockenwelle 11 wiederum ein definierter Spalt 31 vorhanden, wodurch der Ventilraum 17 mit einer definierten Menge Betriebsmittelöl versorgt werden kann. Durch die definierten Spalte 30, 31 zwischen den Dichtelementen 14, 16 und der Nockenwelle 11 ist jeweils eine berührungslose Abdichtung des Ölübergabebereichs 13 realisiert.
Das Brennkraftmaschinengehäuse 20 weist eine Ölzugangsbohrung 32 auf. Die Ölzugangsbohrung 32 ist unmittelbar bei dem Ölübergabebereich 13 angeordnet. Durch die Ölzugangsbohrung 32 kann ein Betriebsmittelöl in den von der Lagerungsaufnahme 33 gebildeten Raum 34 und von dort aus durch die Ölbohrungen 28, 29 in den Ölübergabebereich 13 gepumpt werden. Die Nockenwelle 11 weist zumindest eine Ölübergabebohrung 35 auf, die zwischen dem Ölübergabebereich 13 und dem Innenraum 19 der Nockenwelle 11 angeordnet ist. Die Ölübergabebohrung 35 verbindet den Ölübergabebereich 13 mit dem Innenraum 19 der Nockenwelle 11. Dadurch kann das Betriebsmittelöl aus dem Ölübergabebereich 13 in den Innenraum 19 der Nockenwelle 11 gelangen. In dem Innenraum 19 der Nockenwelle 11 ist ein nicht näher dargestelltes Ventil des Nockenwellenverstellers angeordnet. Das in das Ventil strömende Betriebsmittelöl verstellt den Nockenwellenversteller, wodurch eine Phasenlage der Nockenwelle 11 zu der Kurbelwelle verstellt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202006018359 U1 [0002]

Claims

Brennkraftmaschine mit einer Nockenwellenlagerung, die zur Lagerung einer Nockenwelle (11) zumindest eine Nockenwellenlagerstelle (10) aufweist, die ein Lager (12) und einen Ölübergabebereich (13) zur Versorgung eines Nockenwellenverstellers mit einem Betriebsmittelöl umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (12) als ein Wälzlager ausgebildet ist, das axial benachbart neben dem Ölübergabebereich (13) angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest ein Dichtelement (14), das den Ölübergabebereich (13) gegen das Lager (12) zumindest im Wesentlichen abdichtet.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen fest mit einem Teil des Lagers (12) verbundenen Dichtkäfig (15), der das zumindest eine Dichtelement (14), das den Ölübergabebereich (13) gegen das Lager (12) zumindest im Wesentlichen abdichtet, und zumindest ein weiteres Dichtelement (16), das den Ölübergabebereich (13) gegenüber einem Ventilraum (17) abdichtet, aufweist.