DE102011081516A1 - bearing block - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Lagerbock (2) zum Lagern zumindest einer Nockenwelle (3, 3’). Erfindungswesentlich ist dabei, – dass der Lagerbock (2) ein unteres Lagerteil (5) und ein oberes Lagerteil (6) aufweist, die zusammen die Nockenwelle (3, 3’) lagern und die miteinander über eine Klebenaht (8) verklebt sind, – dass zumindest eine Ausrichthilfe (7) zum Ausrichten des oberen Lagerteils (6) gegenüber dem unteren Lagerteil (5) vorgesehen ist. Hierdurch kann die Vorfertigung von Nockenwellenmodulen (1) mit Lagerböcken (2) und Nockenwellen (3, 3’) vereinfacht werden.The invention relates to a bearing block (2) for supporting at least one camshaft (3, 3 '). It is essential to the invention that the bearing block (2) has a lower bearing part (5) and an upper bearing part (6) which together support the camshaft (3, 3 ') and which are glued together by an adhesive seam (8). in that at least one alignment aid (7) is provided for aligning the upper bearing part (6) with respect to the lower bearing part (5). As a result, the prefabrication of camshaft modules (1) with bearing blocks (2) and camshafts (3, 3 ') can be simplified.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerbock zum Lagern einer Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter ein vorgefertigtes Nockenwellenmodul mit zumindest einer Nockenwelle und einem derartigen Lagerbock sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Nockenwellenmoduls. The present invention relates to a bearing block for supporting a camshaft according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a prefabricated camshaft module with at least one camshaft and such a bearing block and a method for producing such a camshaft module.
Lagerböcke werden im Bereich von Verbrennungsmotoren beispielsweise zur Lagerung einer Nockenwelle benötigt, über welche entsprechende Ein- und Auslassventile betätigt werden können. Derartige Lagerböcke sind üblicherweise mehrteilig, insbesondere zweiteilig, aufgebaut und besitzen ein oberes Lagerteil sowie ein unteres Lagerteil, welches jeweils eine Lagerhälfte ausbildet und welche zum Lagern der Nockenwelle miteinander verschraubt werden. Bei der Verschraubung ist dabei darauf zu achten, dass eine durch den jeweiligen Lagerbock gebildete Nockenwellenlagergasse exakt ausgerichtet ist, um eine leichtgängige Lagerung der Nockenwelle gewährleisten zu können.Bearing blocks are required in the field of internal combustion engines, for example, for mounting a camshaft over which corresponding inlet and outlet valves can be actuated. Such bearing blocks are usually multi-part, in particular two parts, constructed and have an upper bearing part and a lower bearing part, which forms a respective bearing half and which are bolted together for supporting the camshaft. When screwing it is important to ensure that a camshaft bearing lane formed by the respective bearing block is precisely aligned to ensure a smooth bearing of the camshaft.
Im Bereich der modernen Fertigung von Verbrennungsmotoren wird die Anlieferung vorgefertigter Bauteile, die in einer Endmontage lediglich noch eingebaut werden müssen, zunehmend wichtiger, um insbesondere den Montageprozess der Verbrennungsmotoren straffen zu können. Aus diesem Grund sollen zunehmend vorgefertigte Module von den Zulieferern bereitgestellt werden. In the field of modern production of internal combustion engines, the delivery of prefabricated components, which only have to be installed in a final assembly, is becoming increasingly important, in particular in order to be able to streamline the assembly process of internal combustion engines. For this reason, increasingly prefabricated modules are to be provided by the suppliers.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen gattungsgemäßen Lagerbock zum Lagern einer Nockenwelle konstruktiv anders auszubilden und dadurch insbesondere auch eine exakte und qualitativ hochwertige Vorfertigung eines Nockenwellenmoduls zu ermöglichen.The present invention is concerned with the problem of designing a generic bearing block for supporting a camshaft constructively different and thereby in particular to allow an exact and high-quality prefabrication of a camshaft module.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein unteres Lagerteil und ein oberes Lagerteil eines Lagerbocks zum Lagern einer Nockenwelle nicht mehr wie bisher üblich über Schrauben miteinander zu verbinden, sondern alternativ oder zusätzlich hierzu über eine Klebeverbindung. Zum Ausrichten des oberen Lagerteils gegenüber dem unteren Lagerteil ist dabei zumindest eine Ausrichthilfe, beispielsweise in der Art eine Passstiftes, vorgesehen, so dass die beiden Lagerteile exakt zueinander ausgerichtet miteinander verklebt werden können. Mit einem derartigen Lagerbock, der beispielsweise auch als Lagerbockrahmen ausgebildet sein kann und zumindest zwei eine Nockenwellenlagergasse bildende, axial zueinander versetzte Lageraugen aufweist, ist insbesondere auch ein einfaches und zugleich qualitativ hochwertiges Vorfertigen eines Nockenwellenmoduls mit zumindest einer Nockenwelle und zumindest einem Lagerbock möglich. Hierzu wird beispielsweise zunächst ein oberes und ein zugehöriges unteres Lagerteil eines Lagerbocks über zumindest eine Ausrichthilfe, vorzugsweise über mehrere Ausrichthilfen, zueinander ausgerichtet. Anschließend werden die Lageraugen des Lagerbocks, die die spätere Nockenwellenlagergasse bilden, bearbeitet, insbesondere mittels eines spanenden oder schleifenden Verfahrens nachbearbeitet. Ist dies geschehen, wird die Nockenwelle eingelegt, woraufhin dann das obere und das untere Lagerteil über die zumindest eine Ausrichthilfe wieder zueinander ausgerichtet und anschließend miteinander verklebt werden können. Die Verklebung kann dabei vornehmlich als Transportsicherung dienen, aber auch nach dem Einbau in den Verbrennungsmotor zur Aufnahme von Biegespannungen. Der für die Verklebung verwendete Klebstoff weist dabei geringere Kohäsionskräfte als Adhäsionskräfte auf, so dass bei einem Brechen der Klebenaht der Klebstoff selbst bricht und nicht die Verbindung des Klebstoffs mit einem der Lagerteile.The present invention is based on the general idea of not connecting a lower bearing part and an upper bearing part of a bearing block for supporting a camshaft by means of screws as previously customary, but alternatively or additionally thereto via an adhesive connection. For aligning the upper bearing part relative to the lower bearing part while at least one alignment aid, for example, in the manner of a dowel pin provided, so that the two bearing parts can be bonded exactly aligned with each other. With such a bearing block, which may be formed, for example, as a bearing block frame and at least two camshaft bearing passage forming, axially offset bearing eyes, in particular a simple and high quality prefabrication of a camshaft module with at least one camshaft and at least one bearing block is possible. For this purpose, for example, first an upper and an associated lower bearing part of a bearing block via at least one alignment aid, preferably aligned over a plurality of alignment aids to each other. Subsequently, the bearing eyes of the bearing block, which form the later camshaft bearing lane, processed, in particular reworked by means of a cutting or grinding process. Once this is done, the camshaft is inserted, whereupon then the upper and lower bearing part can be aligned with each other again via the at least one alignment aid and then glued together. The bonding can serve primarily as a transport lock, but also after installation in the internal combustion engine to absorb bending stresses. The adhesive used for the bonding has less cohesive forces than adhesion forces, so that breaks in a breaking of the adhesive seam of the adhesive itself and not the connection of the adhesive with one of the bearing parts.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die zumindest eine Ausrichthilfe als Passstift ausgebildet, die in eine komplementäre Passbohrung an den Lagerteilen einsteckbar ist. Eine derartig ausgebildete Ausrichthilfe ist dabei konstruktiv einfach ausgebildet und bietet trotzdem in Verbindung mit der Passbohrung eine Möglichkeit zur exakten Ausrichtung der beiden Lagerteile zueinander. Dabei ist denkbar, dass die zumindest eine Ausrichthilfe, das heißt beispielsweise der Passstift, nach der Montage der Nockenwelle in dem Zylinderkurbelgehäuse in der zugehörigen Passbohrung verbleibt oder aber aus dieser wieder entfernt wird, so dass dann die Passbohrung als Durchgangsöffnung dienen kann, über welche der Lagerbock, das heißt beispielsweise dann das Nockenwellenmodul mit dem Zylinderkurbelgehäuse verschraubt wird. Nach Aushärten der Verklebung werden die Passstifte, das heißt generell die Ausrichthilfen eigentlich nicht mehr benötigt, so dass diese insbesondere auch zur Gewichtsersparnis wieder aus den Lagerböcken entfernt werden können. Verbleiben diese in den Lagerböcken, so bieten die Passstifte auch bei einem unvorhergesehenen Brechen der Klebenaht für eine exakte Ausrichtung der beiden Lagerteile zueinander und damit zu einer exakt ausgerichteten Nockenwellenlagergasse bei selbst gebrochener Klebenaht.In an advantageous development of the solution according to the invention, the at least one alignment aid is designed as a dowel pin which can be inserted into a complementary fitting bore on the bearing parts. Such a trained alignment aid is structurally simple and yet provides in conjunction with the fitting hole a way for exact alignment of the two bearing parts to each other. It is conceivable that the at least one alignment aid, that is, for example, the dowel pin remains after assembly of the camshaft in the cylinder crankcase in the associated fitting bore or is removed from this again, so that then the fitting hole can serve as a through hole, via which the Bearing, that is, for example, then the camshaft module is bolted to the cylinder crankcase. After curing of the bond, the dowel pins, that is generally the alignment aids actually no longer needed, so that they can be removed in particular for weight savings again from the bearing blocks. If these remain in the bearing blocks, the dowel pins provide an exact alignment of the two bearing parts to one another even in the case of an unforeseen breaking of the adhesive seam, and thus to a precisely aligned camshaft bearing lane with self-broken adhesive seam.
Die Erfindung beruht außerdem auf dem allgemeinen Gedanken, ein Nockenwellenmodul vorausgerichtet vorfertigen zu können und dieses in beispielsweise vom Zulieferer vorgefertigtem und ausgerichtetem Zustand an einen Endmontageort liefern zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Nockenwellenmoduls gliedert sich dabei in die nachfolgend genannten Verfahrensschritte: Zunächst werden ein oberes und ein zugehöriges unteres Lagerteil eines Lagerbocks, der beispielsweise auch als Lagerbockrahmen ausgebildet sein kann, über zumindest eine, vorzugsweise über mehrere Ausrichthilfen zueinander ausgerichtet. Anschließend wird eine Nockenwellenlagergasse, die üblicherweise mehrere axial zueinander beabstandete Lageraugen des Lagerbocks umfasst, bearbeitet, insbesondere mittels eines spanenden Verfahrens nachbearbeitet. Die beiden Lagerteile können dann wieder voneinander entfernt, das heißt geöffnet werden, woraufhin dann die Nockenwelle in beispielsweise das untere Lagerteil eingelegt werden kann. Selbstverständlich können dabei auch zuvor noch entsprechende Wälzlager, beispielsweise Nadel- oder Kugellager in das untere Lagerteil eingelegt werden, wobei ebenfalls denkbar ist, dass ein derartiges Wälzlager bereits an der Nockenwelle befestigt ist. An den Kontaktflächen zwischen oberem und unterem Lagerteil wird nun Klebstoff aufgetragen. Abschließend wird nun das obere Lagerteil auf das untere Lagerteil aufgesetzt und über die zumindest eine Ausrichthilfe gegenüber dem unteren Lagerteil ausgerichtet, woraufhin dann die beiden Lagerteile miteinander verklebt werden. Mit dem Verkleben ist das erfindungsgemäße Verfahren abgeschlossen und das Nockenwellenmodul zumindest zum Transport, aber beispielsweise auch zum direkten Einbau in das Zylinderkurbelgehäuse vorgefertigt. Beim Einbau können selbstverständlich die Ausrichthilfen in den jeweiligen Lagerböcken verbleiben oder aber daraus entfernt werden, wobei bei einem Entfernen die nun frei werdenden Passbohrungen zum Durchführen von Schrauben genutzt werden können, über welche das vorgefertigte Nockenwellenmodul am Zylinderkurbelgehäuse festgeschraubt werden kann. The invention is also based on the general idea to be able to prefabricate a camshaft module in advance and this in example prefabricated and aligned by the supplier state to a final assembly site to deliver. The method according to the invention for producing the camshaft module is subdivided into the following method steps: First, an upper and an associated lower bearing part of a bearing block, which may for example also be designed as a bearing block frame, are aligned with each other via at least one, preferably via a plurality of alignment aids. Subsequently, a camshaft bearing passage, which usually comprises a plurality of axially spaced apart bearing lugs of the bearing block, machined, in particular reworked by means of a machining process. The two bearing parts can then be removed from each other again, that is, be opened, whereupon then the camshaft can be inserted into, for example, the lower bearing part. Of course, even before corresponding rolling bearings, such as needle or ball bearings can be inserted into the lower bearing part, which is also conceivable that such a bearing is already attached to the camshaft. At the contact surfaces between the upper and lower bearing part now adhesive is applied. Finally, the upper bearing part is now placed on the lower bearing part and aligned over the at least one alignment with respect to the lower bearing part, whereupon then the two bearing parts are glued together. With bonding, the inventive method is completed and the camshaft module prefabricated at least for transport, but for example, for direct installation in the cylinder crankcase. During installation, of course, the alignment aids can remain in the respective bearing blocks or be removed therefrom, wherein when removing the now released dowel holes can be used to perform screws over which the prefabricated camshaft module can be bolted to the cylinder crankcase.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.
Die einzige
Entsprechend der
Betrachtet man die
Generell kann das obere Lagerteil
Durch die Klebenaht
Generell kann das gemäß der
Claims (9)
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