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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nockenwellensegment mit wenigstens einer Nockenwelle aufweisend ein Wellenelement und ein Nockenelement, sowie ein Nockenwellenlager zur Lagerung der Nockenwelle zumindest in radialer oder axialer Richtung.
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Grundlegend ist es bekannt, dass Nockenwellen den Gaswechsel und damit die Verbrennung innerhalb eines Verbrennungsmotors steuern. Sie werden von der Kurbelwelle angetrieben, sodass ihre Drehbewegung in einem definierten Verhältnis zur Drehbewegung mit der Kurbelwelle steht und damit zur Position der Kolben in den Zylindern. Zum störungsfreien Betrieb der Nockenwelle ist es unter anderem erforderlich, diese entsprechend zu lagern, um eine ungewünschte Bewegung in axialer und/oder radialer Richtung der Nockenwelle zu verhindern. Des Weiteren ist es grundlegend bekannt, dass Nockenwellen auch zum Transport von beispielsweise Schmieröl oder Steueröl zum Steuern des Phasenstellers in Richtung eines Phasenstellers dienen. Der Phasensteller selbst dient bekannter Weise dazu beispielsweise die Steuerzeiten der Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors im Betrieb zu verändern. Der Phasensteller bzw. der Nockenwellenversteller ist gemeinsam mit den Nocken der Nockenwelle sowie auch weiteren Funktionsteilen derart an die Nockenwelle anbringbar, dass Letztgenannte für eine Ölzuführung an den Phasensteller dient, um eine prozesssichere und verschleißarme Funktionalität des Phasenstellers zu ermöglichen. Die Übergabestelle dieses Ölmediums an die Nockenwelle und folglich den Phasensteller ist vorteilhaft ein Bestandteil des Zylinderkopfes bzw. der Zylinderkopfhaube, insbesondere damit verbundener Lagerelemente zum Lagern der Nockenwelle in der Zylinderkopfhaube. Die Zylinderkopfhaube ist bekannter Weise aus Aluminiummaterial gefertigt bzw. ein Aluminiumgusselement. Bekannter Weise gibt es bei einem Aluminiumgusselement im Vergleich zur Nockenwelle bzw. zum Übertragungselement zum Übertragen des Öls, welche insbesondere aus einem Eisenwerkstoff gefertigt sind erhebliche Unterschiede im Ausdehnungskoeffizient. Folglich tritt innerhalb eines Temperaturbereiches von beispielsweise –40°C bis +140°C eine große Spaltänderung des zwischen dem Lager und der Nockenwelle gebildeten Spaltes auf. Im Betrieb des Motors ist es denkbar, dass der Spalt derart vergrößert wird, dass die Funktionalität des Phasenstellers negativ beeinflusst wird. Insbesondere sinken der an der Übergabestelle eingebrachte Volumenstrom sowie auch der Öldruck signifikant ab. Zwar wäre es denkbar, derartige Bauteile und Systeme entsprechend zum Nockenwellenmaterial aus einem Eisenguss zu fertigen, um das Auftreten von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlichster Materialien zu verhindern. Jedoch haben Eisengussbauteile insbesondere den Nachteil, dass diese ein zu hohes Gewicht aufweisen und folglich entgegen der Bestrebung der Automobilindustrie zu gewichtsreduzierten Fahrzeugbestandteilen und Fahrzeugen stehen. Aus diesem Grund finden hauptsächlich Bauteile aus Aliminium bzw. Aluminiumguss Verwendung.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Nockenwelle, insbesondere bei einem Nockenwellensegment zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Nockenwellensegment zur Verfügung zu stellen, bei welchem eine prozesssichere Ölübergabe von dem Nockenwellenlager bzw. der Zylinderkopfhaube zum Phasenversteller über die Nockenwelle, auch während eines Heißlaufen des Verbrennungsmotors im Betrieb, ermöglicht wird.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Nockenwellensegment mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Das erfindungsgemäße Nockenwellensegment weist wenigstens eine Nockenwelle aufweisend ein Wellenelement und ein Nockenelement, sowie zumindest ein Nockenwellenlager zur Lagerung der Nockenwelle zumindest in radialer oder axialer Richtung auf, wobei das Nockenwellenlager wenigstens ein Ölübergabeelement zum Übergeben eines Ölmediums, insbesondere eines fließfähigen Ölmediums an die Nockenwelle und die Nockenwelle wenigstens ein Ölführungselement zum Aufnehmen und Leiten des Ölmediums zumindest in Richtung eines Ölpfades aufweist. Erfindungsgemäß weist das Nockenwellenlager ein Reduktionselement auf, dessen Material einen Ausdehnungskoeffizienten komparabel zum Ausdehnungskoeffizienten des Materials der Nockenwelle besitzt. Das Nockenwellensegment ist in Folge dessen vorteilhaft ein System bestehend aus einer Nockenwelle und dessen Nockenwellenlager. Die Nockenwelle weist besonders vorteilhaft zwei Nockenwellenlager auf, welche die Nockenwelle an ihren jeweiligen Enden entsprechend in radialer oder auch axialer oder auch in radialer und axialer Richtung lagert. Vorteilhaft wird als Nockenwellenlager ein Radiallager verwendet, welches als Drehlager das Wellenelement lagert und folglich zwei Freiheiten in radialer Richtung des kreisförmigen Querschnitts des Wellenelementes unterbindet. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Nockenwellenlager ein Axiallager bzw. das eines der Nockenwellenlager ein Radiallager und das andere der Nockenwellenlager ein Axiallager ist. Das Wellenelement dient vorteilhaft zum Transport des Ölmediums, vom Nockenwellenlager, insbesondere einer Nockenwellenlagerstelle an einen Phasensteller, welcher mit der Nockenwelle verbindbar ist. Das fließfähige Ölmedium ist beispielsweise ein Schmieröl oder ein Steueröl zur Steuerung des Phasenstellers bzw. Verstellelementes. Das Wellenelement ist beispielsweise eine Hohlwelle, welche auch als Außenwelle bezeichnet werden kann. So ist es denkbar, dass sich innerhalb der Hohlwelle koaxial eine Innenwelle erstreckt, welche vorteilhaft als Vollwelle ausgestaltet ist. Das wenigstens eine Nockenelement ist vorteilhaft verdrehfest mit dem Wellenelement verbunden und erstreckt sich ausgehend von der Außenoberfläche des Wellenelements nach außen weg. Bei Vorliegen eines Wellenelementes als Außenwelle bzw. Hohlwelle mit einer entsprechend angeordneten Innenwelle ist es auch denkbar, dass die Nockenwelle wenigstens zwei Nockenelemente insbesondere ein Festnockenelement und ein Verstellnockenelement aufweist. Dabei ist eines der Nockenelemente mit der Außenwelle verdrehfest verbunden, während das andere der Nockenelemente mit der Innenwelle verdrehfest verbunden ist. Dabei ist es denkbar, dass ein entsprechendes Fixierelement, welches vorteilhaft das Verstellnockenelement mit der Innenwelle verbindet, sich durch eine Öffnung der Außenwelle ausgehend von dem Verstellnockenelement zur Innenwelle erstreckt. Vorteilhaft sind dabei beide Nockenelemente, das heißt das Verstellnockenelement sowie auch das Festnockenelement an der Außenoberfläche des Wellenelements, insbesondere der Außenwelle angeordnet, wobei das Verstellnockenelement relativ zum Festnockenelement bewegbar ist.
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Im Rahmen der Erfindung wird mit dem Ausdehnungskoeffizienten insbesondere der Wärmeausdehnungskoeffizient bzw. der thermische Ausdehnungskoeffizient verstanden. Dieser ist ein Kennwert, der bekannter Weise das Verhalten eines Stoffes bezüglich der Veränderung seiner Abmessung während einer Temperaturveränderung beschreibt. Dabei ist diese Wärmeausdehnung insbesondere abhängig von dem Werkstoff, sodass es sich beim Wärmeausdehnungskoeffizienten folglich um eine stoffspezifische Materialkonstante handelt. Das Nockenwellenlager selbst ist vorteilhaft ein Bestandteil des Zylinderkopfes bzw. der Zylinderkopfhaube, welche zumindest teilweise und vorteilhaft vollständig aus einem Aluminiummaterial, insbesondere aus einem Aluminiumguss gefertigt ist, um das Gewicht des gesamten Nockenwellensegments vorteilhaft zu reduzieren. Aufgrund des Anordnens des Reduktionselementes im Bereich des Nockenwellenlagers werden folglich die unterschiedlichen Ausdehnungsfaktoren zwischen dem Nockenwellenlager und dem Bereich der Ölübergabe an der Nockenwelle bzw. dem Drehölübertragungsbereich, welcher vorteilhaft aus einem Eisenwerkstoff gefertigt ist, reduziert. Dadurch ist eine Steigerung der Funktionalität des Nockenwellensegmentes, insbesondere der Nockenwelle und auch des Phasenstellers aufgrund einer Verminderung des Verschleißes des Phasenstellers insbesondere in den kritischen Arbeitspunkten bei hoher Temperatur und einem geringen Öldruck und folglich schlechten Steuerzeiten während des Betriebs des Verbrennungsmotors möglich.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass das Reduktionselement ein Ringelement oder ein Hülsenelement ist. Dabei kann das Ringelement bzw. das Hülsenelement in sich geschlossen sein oder auch eine Öffnung aufweisen. Vorteilhaft erstreckt sich das Reduktionselement zumindest teilweise in Umfangsrichtung um das Wellenelement herum und umschließt dieses zumindest abschnittsweise.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass das Reduktionselement derart in das Material des Nockenwellenlagers eingebracht ist, dass das Reduktionselement vollständig vom Material des Nockenwellenlagers ummantelt ist. Dabei ist es denkbar, dass das Reduktionselement während des Herstellungsprozesses des Nockenwellenlagers in dieses eingegossen wird. Das bedeutet, dass während des Herstellungsprozesses des Nockenwellenlagers das Reduktionselement mittels des Materials des Nockenwellenlagers und insbesondere mit dem Aluminiumgussmaterial ummantelt wird. Es ist jedoch des Weiteren auch denkbar, dass das Nockenwellenlager eine Aussparung in der Art aufweist, dass das Reduktionselement nach dem Herstellen des Nockenwellenlagers und folglich dem Gussprozess des Nockenwellenlagers in dieses eingepresst wird. In letztgenanntem Falle wird das Reduktionselement nicht vollständig vom Material des Nockenwellenlagers ummantelt bzw. umgeben.
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Des Weiteren ist es möglich, dass das Reduktionselement derart in das Material des Nockenwellenlagers eingebracht ist, dass eine äußere Oberfläche des Reduktionselementes vom Material des Nockenwellenlagers umgeben ist, wobei eine innere Oberfläche des Reduktionselementes als eine Lauffläche des Nockenwellenlagers dient. Das bedeutet, dass insbesondere diese innere Oberfläche dieses Reduktionselementes das Material des Nockenwellenlagers nicht kontaktiert und vorteilhaft zumindest teilweise in Kontakt mit dem Wellenelement, insbesondere der äußeren Oberfläche des Wellenelementes ist. Die innere Oberfläche dient demnach vorteilhaft als Innenring des Nockenwellenlagers selbst, welche als Lauffläche zur Nockenwelle dient und folglich in direktem Kontakt zur Nockenwelle bzw. dem Wellenelement der Nockenwelle steht. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Reduktionselement Vorsprünge im Bereich eines oder beider seiner distalen Enden aufweist, wodurch vorteilhaft ein Anordnen bzw. miteinander verbinden des Nockenwellenlagers mit dem Reduktionselement verbessert wird, insbesondere indem ein Abschnitt des Nockenwellenlagers in den Bereich der durch die Vorsprünge gebildeten Ausnehmung(en) des Reduktionselements eingepresst wird, um folglich einen Pressverband zwischen dem Nockenwellenlager, insbesondere dem Bereich der Ölübergabe des Nockenwellenlagers, und dem Reduktionselement zu ermöglichen.
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Weiterhin ist es denkbar, dass das Reduktionselement zumindest teilweise aus einem Eisenwerkstoff besteht. Vorteilhaft besteht das Reduktionselement vollständig aus einem Eisenwerkstoff oder aus einem Material vergleichbarer Güte. Demzufolge weist das Reduktionselement einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als insbesondere das Nockenwellenlager und vorteilhaft der Bereich der Ölübergabe des Nockenwellenlagers bzw. der Zylinderkopfhaube auf, welcher beispielsweise aus einem Eisenwerkstoff oder einem Werkstoff vergleichbarer Güte hergestellt ist. Demzufolge erfolgt vorteilhaft eine geringere thermische Verformung des Reduktionselementes und insbesondere des gesamten Nockenwellenlagers bzw. des Bereichs der Ölübergabestelle des Nockenwellenlagers, während des Betriebes des Verbrennungsmotors und während der Erwärmung der entsprechenden Bereiche.
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Es ist des Weiteren möglich, dass das Reduktionselement zumindest abschnittsweise beschichtet ist. Hierbei ist die Beschichtung vorteilhaft im Bereich der Lauffläche bzw. Kontaktfläche zur Nockenwelle, insbesondere zum Wellenelement der Nockenwelle aufgebracht. Vorteilhaft wird hierbei die Reibung zwischen dem Reduktionselement und der Nockenwelle vermieden. Dadurch wird vorteilhaft der Verschleiß der Oberflächen des Reduktionselements bzw. der zu lagernden Nockenwelle verringert.
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Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass das Ölführungselement eine Wellenelementdurchgangsöffnung, welche sich ausgehend von einer äußeren Wellenelementoberfläche zu einer inneren Wellenelementoberfläche erstreckt, aufweist. Hierdurch wird vorteilhaft gewährleistet, dass das Ölmedium ausgehend von der Ölübergabestelle des Nockenwellenlagers in den Innenbereich des Wellenelementes eingebracht werden kann, um einen prozesssicheren Transport des Ölmediums an den Phasensteller über das Wellenelement und folglich einen sicheren Betrieb zumindest des Nockenwellensegmentes und demzufolge des Verbrennungsmotors oder dem Phasensteller zu ermöglichen.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass die Nockenwelle zusätzlich ein Endstück ausweist, welches derart angeordnet ist, dass das Wellenelement mit einem Phasensteller zur variablen Ventilsteuerung verbindbar ist. Es ist dabei möglich, dass das Endstück sich zumindest abschnittsweise in das Wellenelement hinein erstreckt. Hierzu weist das Wellenelement vorteilhaft zumindest eine entsprechende Aussparung auf bzw. ist eine Hohlwelle, in deren Hohlraum bzw. in deren Durchgangsöffnung sich das Endstück hinein erstreckt. Der Phasensteller, welcher auch als Nockenwellenversteller bezeichnet werden kann, dient vorteilhaft zur Veränderung der Steuerzeiten der Ventilsteuerung des Verbrennungsmotors während des Betriebs. Mittels des Phasenstellers können vorteilhaft der Drehwinkel bzw. der Ventilhub der Nockenwelle durch beispielsweise eine Verstellung der Innenwelle relativ zur Außenwelle und folglich das mit der Innenwelle drehfest verbundene Nockenelement relativ zu dem mit der Außenwelle drehfest verbundene Nockenelement verändert werden.
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Es ist des Weiteren denkbar, dass das Ölführungselement eine Endstückdurchgangsöffnung, welche sich von einer äußeren Endstückoberfläche zu einer inneren Endstückoberfläche durch das Endstück hindurch erstreckt, aufweist. Vorteilhaft ist das Ölübergabeelement des Nockenwellenlagers derart fluchtend zur Wellenelementdurchgangsöffnung und/oder zur Endstückdurchgangsöffnung angeordnet, dass ein Ölmedium ausgehend von dem Nockenwellenlager, insbesondere der Ölübergabestelle bzw. dem Ölübergabebereich des Nockenwellenlagers über das Wellenelement und/oder das Endstück in den Innenbereich des Wellenelements eingebracht werden kann, um ein prozesssicheres Führen bzw. Leiten des Ölmediums an den Phasensteller zu ermöglichen. Das bedeutet, dass je nach der Anordnung von dem Endstück und dem Wellenelement es auch denkbar ist, dass die Wellenelementdurchgangsöffnung fluchtend zur Endstückdurchgangsöffnung angeordnet ist.
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Es ist zudem denkbar, dass das Ölführungselement zusätzlich eine Ölführungshülse zum Ausbilden eines Ölpfades, vorteilhaft einer Mehrzahl von Ölpfaden, aufweist. Vorteilhaft erstreckt sich die Ölführungshülse koaxial innerhalb des Wellenelementes und insbesondere innerhalb einer Aussparung oder dem Hohlraum des Wellenelementes. Mittels der Ölführungshülse wird vorteilhaft ein prozesssicherer Transport des Ölmediums innerhalb des Wellenelementes in Richtung des Phasenstellers ermöglicht. Der Phasensteller ist vorteilhaft an einem distalen Ende des Wellenelementes bzw. der Nockenwelle angeordnet.
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Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Nockenwellensegments werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
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1 in einer seitlichen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments,
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2 in einer seitlichen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer weiteren, insbesondere zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments,
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3 in einer seitlichen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer weiteren, insbesondere dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments,
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4 in einer seitlichen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer weiteren, insbesondere vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments, und
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5 in einer seitlichen Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer weiteren, insbesondere fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegmentes.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer Ausführungsform, insbesondere einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 dargestellt. Das Nockenwellensegment 1 weist unter anderem eine Nockenwelle 2 aufweisend ein Wellenelement 3 sowie ein drehfest mit dem Wellenelement 3 verbundenes Nockenelement 4 auf. Das Wellenelement 3 ist vorteilhaft eine Hohlwelle oder weist zumindest einen Hohlraum auf, welcher sich in axialer Richtung des Wellenelements 3, das bedeutet entlang der Längsachse L des Wellenelements 3, zumindest abschnittsweise erstreckt. Zur Lagerung der Nockenwelle 2, insbesondere des Wellenelements 3 der Nockenwelle 2 dient ein Nockenwellenlager 5. Das Nockenwellenlager 5 ist vorteilhaft ein Bestandteil des Nockenwellensegmentes 1 und weist ein Reduktionselement 10 auf, welches vollständig vom Material des Nockenwellenlagers 5 ummantelt ist und sich entsprechend der Ausgestaltung des Nockenwellenlagers 5 in Umfangsrichtung um das Wellensegment 3 zumindest abschnittsweise erstreckt.
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Das in der 1 gezeigte Reduktionselement 10 ist beispielsweise in Gestalt einer Hülse gebildet. Das Nockenwellenlager 5, insbesondere der in der 1 gezeigter Ölübergabebereich des Nockenwellenlagers 5 ist zumindest teilweise und vorteilhaft vollständig aus einem Aluminiummaterial bzw. Aluminiumwerkstoff gebildet. Das Reduktionselement 10 ist vorteilhaft aus einem Eisenmaterial bzw. Eisenwerkstoff gebildet. Vorteilhaft weist das Reduktionselement 10 ein Material vergleichbarer Güte zum Material des Nockenwellensegments 1, insbesondere des Wellenelements 3 auf. Das Nockenwellenlager 5 bzw. der Ölübergabebereich des Nockenwellenlagers 5 weist zumindest einen und vorteilhaft zwei Ölübergabeelemente 6 bzw. 6.1 auf, welche im Bereich der inneren Oberfläche 5.1 des Nockenwellenlagers 5, insbesondere der Lauffläche des Nockenwellenlagers 5, ausgebildet sind. In dem Bereich des Übergabeelements 6, 6.1 wird folglich ein hier nicht gezeigtes Ölmedium ausgehend vom Nockenwellenlager 5 an die Nockenwelle 2, insbesondere das Wellenelement 3 der Nockenwelle 2 übergeben. Das Wellenelement 3 der Nockenwelle 2 weist hierfür mindestens einen und vorteilhaft zwei Ölführungselemente 7 bzw. 7.1 auf. Die Anzahl der Ölführungselemente 7, 7.1 ist dabei vorteilhaft angeglichen an die Anzahl der Ölübergabeelemente 6, 6.1. Demnach ist es auch denkbar, dass das Nockenwellenlager 5 drei oder mehr Ölübergabeelemente 6 bzw. 6.1 und das Wellenelement 3 drei oder mehr Ölführungselemente 7 bzw. 7.1 aufweist. Das Ölführungselement 7, 7.1 ist, wie in der Ausführungsform der 1 gezeigt, vorteilhaft in Gestalt einer Wellenelementdurchgangsöffnung ausgebildet, welche sich ausgehend von einer äußeren Oberfläche 3.1 des Wellenelementes 3 zu einer inneren Oberfläche 3.2 des Wellenelements durch eine Wandung des Wellenelements 3 hindurch erstreckt. Vorteilhaft erstreckt sich das Ölführungselement 7, 7.1 derart vollständig durch das Wellenelement 3, sodass es das Wellensegment 3 in radialer Richtung betrachtet vollständig durchdringt. Das bedeutet, dass das Ölführungselement 7, 7.1 in zwei Bereichen der Umfangswandung des Wellenelementes 3 diese Wandung derart durchdringt, dass ein Ölmedium ausgehend von einer äußeren Oberfläche 3.1 zu einer inneren Oberfläche 3.2 des Wellenelementes 3 transportiert bzw. geleitet wird. Die begünstigt ein Einbringen des Ölmediums in den Innenbereich des Wellenelementes 3 auch bei einem rotierenden Wellenelement 3 um dessen zentrische Längsachse L. Die Position des Ölübergabeelements 6 bzw. 6.1 ist vorteilhaft dabei zur Position des Ölführungselements 7 bzw. 7.1 derart fluchtend ausgestaltet, dass eine Übergabe des Ölmediums ausgehend vom Nockenwellenlager 5, insbesondere dem Ölübergabeelement 6 bzw. 6.1 des Nockenwellenlagers 5 in den Bereich des Ölführungselements 7 bzw. 7.1 erfolgen kann. Insbesondere die sich in axialer Richtung betrachtete Anordnung von Ölübergabeelement 6 bzw. 6.1 und dem Ölführungselement 7 bzw. 7.1 ist aufeinander abgestimmt, um eine fehlerfreie Ölmediumübergabe zu gewährleisten. Das Ölführungselement 7 bzw. 7.1 dient vorteilhaft dazu, dass aufgenommene Ölmedium in den inneren Bereich des Wellenelements 3 hineinzuleiten, von wo aus es in Richtung eines hier nicht gezeigten Phasenstellers weiter transportiert wird.
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Es ist, wie in der 1 gezeigt, des Weiteren möglich, dass das Ölführungselement 7, 7.1 zusätzlich eine Ölführungshülse aufweist, welche insbesondere mit dem Bezugszeichen 8 gekennzeichnet ist. Die Ölführungshülse 8 erstreckt sich im Wesentlichen innerhalb des Wellenelements 3, insbesondere koaxial zum Wellenelement 3. Vorteilhaft weist die Ölführungshülse 8 einen Kragen 8.1 auf, welcher sich im Wesentlichen in radialer Richtung ausgehend von einem distalen Ende der Ölführungshülse 8 in Richtung der Wandung des Wellenelementes 3, insbesondere zur inneren Oberfläche 3.2 des Wellenelementes 3 erstreckt. Besonders vorteilhaft kontaktiert der Kragen 8.1 die innere Oberfläche 3.2 des Wellenelementes 3. Dadurch wird vorteilhaft ein Transport eines Ölmediums ein eine definierte Richtung unterstützt und in eine ungewollte Richtung vermeiden. Folglich dient der Kragen 8.1 vorteilhaft als Begrenzungselement oder Dichtelement. Mittels der Ölführungshülse 8 ist ein Transport des aufgenommenen Ölmediums in Richtung des nicht gezeigten Phasenstellers denkbar. Die Ölführungshülse 8 ermöglicht die Ausbildung von zwei zueinander unterschiedlichen Ölpfaden P1 und P2. Der erste Ölpfad P1 erstreckt sich ausgehend vom ersten Ölführungselement 7 ins Innere des Wellenelementes 3 (im Wesentlichen in radialer Richtung) und weiter in axialer Richtung durch die Öffnung der Ölführungshülse 8 entlang in Richtung des hier nicht gezeigten Phasenstellers. Das entlang des ersten Ölpfades P1 fließende Ölmedium kontaktiert demnach zumindest abschnittsweise eine innere Oberfläche 8.2 der Ölführungshülse 8. Der zweiter Ölpfad P2 in Richtung des Phasenstellers verläuft im Wesentlichen ausgehend von dem zweiten Ölführungselement 7.1 entlang der Außenwandung bzw. äußeren Oberfläche 8.3 der Ölführungshülse 8, insbesondere zwischen der Ölführungshülse 8 und der inneren Oberfläche 3.2 des Wellenelementes 3. Mittels des Kragens 8.1 sind der erste Ölpfad P1 und der zweite Ölpfad P2 räumlich voneinander separiert. Es ist des Weiteren möglich, dass das Nockenwellensegment 1 ein Begrenzungselement 9 aufweist, welches innerhalb der Nockenwelle 2, insbesondere innerhalb des Wellenelements 3 der Nockenwelle 2 eingebracht ist. Das Begrenzungselement 9 ist vorteilhaft in Gestalt eines Stopfens ausgeformt und dient beispielsweise dazu, ein Abfließen des Ölmediums in eine nicht gewünschte Richtung bzw. Region der Nockenwelle 2 bzw. des Nockenwellenelements 3 zu verhindern.
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In der 2 ist schematisch in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer weiteren, insbesondere zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 gezeigt. Das in der 2 gezeigte Nockenwellensegment 1 unterscheidet sich von der in der 1 gezeigten Ausführungsform des Nockenwellensegments 1 dadurch, dass das Reduktionselement 10 nicht vollständig vom Material des Nockenwellenlagers 5, insbesondere dessen Ölübergabebereich umschlossen bzw. ummantelt ist. Vielmehr ist das in der Ausführungsform der 2 gezeigte Reduktionselement 10 an der inneren Oberfläche 5.1 des Nockenwellenlagers 5 derart angeordnet, dass das Reduktionselement 10 lediglich an dessen äußerer Oberfläche 10.1 das Material des Nockenwellenlagers 5 kontaktiert. Demzufolge kontaktiert die innere Oberfläche 10.2 des Reduktionselements 10 das Material des Nockenwellenlagers 5 nicht, das bedeutet liegt frei, und dient vorteilhaft als Lauffläche des Nockenwellenlagers 5, welche zumindest zeitweise mit der Nockenwelle 2, insbesondere dem Wellenelement 3 der Nockenwelle 2 in Kontakt ist.
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Bei der in der 2 gezeigten Ausgestaltung des Nockenwellensegments 1 wird das Reduktionselement 10 folglich nicht, wie in der Ausführungsform der 1 gezeigt, während beispielsweise des Herstellungsprozesses des Nockenwellenlagers in dieses eingeschlossen, sondern vielmehr wird das Reduktionselement 10 mit dem bereits hergestellten Nockenwellenlager verpresst bzw. zusammengepresst. Vorteilhaft bilden demnach das Nockenwellenlager 5 und das Reduktionselement 10 einen Pressverband. Hierbei ist es auch denkbar, dass das Reduktionselement 10 beispielsweise Vorsprünge bzw. Haltebereiche aufweist, um entsprechende Bereiche des Nockenwellenlagers 10 einzuklemmen. Um vorteilhaft einen störungsfreien Fluss des Ölmediums ausgehend vom Nockenwellenlager 5 in den inneren Bereich des Wellenelements 3 der Nockenwelle 2 zu ermöglichen, ist es demnach erforderlich, dass das Reduktionselement 10 entsprechende Durchlassöffnungen 20 aufweist. Diese Durchlassöffnungen 20 erstrecken sich vorteilhaft ausgehend von der äußeren Oberfläche 10.1 zur inneren Oberfläche 10.2 des Reduktionselements 10 durch dessen Wandung hindurch. Vorteilhaft ist das Nockenwellenlager 5, das Reduktionselement 10 und das Wellenelement 3 der Nockenwelle 2 derart zueinander angeordnet, dass die Übergabeelemente 6, die Durchlassöffnungen 20 sowie die Ölführungselemente 7 zumindest zeitweise bei einer Drehung des Wellenelementes 3 um dessen zentrische Längsachse L derart miteinander fluchten, dass eine prozesssichere Übergabe und Weiterleitung des Ölmediums, ausgehend von dem Nockenwellenlager 5, in den inneren Bereich des Wellenelements 3 der Nockenwelle 2 ermöglicht wird. Wie bereits zur Ausführungsform der 1 beschrieben, werden auch bei der Ausführungsform gemäß der 2 wenigstens zwei zueinander räumlich getrennte Ölpfade P1 und P2 gebildet. Hierfür wird auf die oben aufgeführte Beschreibung zur 1 vollumfänglich Bezug genommen.
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In der 3 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer weiteren, insbesondere dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 dargestellt. Im Gegensatz zu den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1, weist die in der 3 gezeigte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 zudem ein Endstück 16 auf, welches sich zumindest abschnittsweise in einen inneren Bereich des Wellenelements 3 der Nockenwelle 2 hinein erstreckt und insbesondere in einem distalen Bereich des Wellenelementes 3 angeordnet ist. Das Endstück 16 ist vorteilhaft ein Bestandteil der Nockenwelle 2. Die Nockenwelle 2 wird vorteilhaft über das Endstück 16 gelagert, sodass das Nockenwellenlager 5 im Bereich des Endstücks 16 angeordnet ist. Wie bereits in der 1 gezeigt, ist das Reduktionselement 10 vorteilhaft vollständig vom Material des Nockenwellenlagers 5, insbesondere des Ölübergabebereichs des Nockenwellenlagers 5 umschlossen bzw. ummantelt. Abweichend zu den in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen des Nockenwellensegments 1, weist nicht das Wellenelement 3, sondern das Endstück 16 entsprechende Ölführungselemente 7 bzw. 7.1 auf, welche sich vorteilhaft in Form einer Endstückdurchgangsöffnung ausgehend von einer äußeren Oberfläche 16.1 zu einer inneren Oberfläche 16.2 des Endstückes 16 durch eine Wandung des Endstücks 16 hindurch erstrecken. Die im Endstück 16 eingebrachten Ölführungselemente 7 bzw. 7.1 sind dabei vorteilhaft fluchtend zu den Ölübergabeelementen 6 bzw. 6.1 des Nockenwellenlagers 5 angeordnet, sodass eine störungsfreie Übergabe des Ölmediums ausgehend vom Nockenwellenlager 5 über die Ölübergabeelemente 6, 6.1 und Ölführungselemente 7, 7.1 in den inneren Bereich, insbesondere den Hohlraum 17 des Endstücks 16 erfolgen kann. Vorteilhaft dienen beide Ölführungselement 7 und 7.1 zur Ausbildung eines einzelnen gemeinsamen Ölpfades 1, welcher sich innerhalb des Hohlraumes 17 erstreckt. Der Hohlraum 17 dient vorteilhaft auch für die Aufnahme einer hier nicht gezeigten Zentralschraube.
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In der 4 ist schematisch in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer weiteren, insbesondere vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 dargestellt. Abweichend zu den in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Nockenwellensegments 1 weist das in der 4 gezeigte Nockenwellenelement 1 eine Nockenwelle 2 bestehend aus einem Wellenelement 3, welches insbesondere eine Außenwelle, vorteilhaft eine Hohlwelle ist, und einer Innenwelle 11 auf. Ein Nockenelement 4, welches beispielsweise auch als Festnockenelement 4 bezeichnet wird, ist verdrehfest mit der Außenwelle 3 verbunden, während ein weiteres Nockenwellenelement 4.1, welches beispielsweise als Verstellnockenelement 4.1 bezeichnet werden kann, verdrehfest mit der Innenwelle 11 über ein entsprechendes Verbindungsmittel 15 verbunden ist. Das Verbindungsmittel 15 erstreckt sich vorteilhaft ausgehend vom Nockenelement 4.1 durch eine Außenwellenbohrung 14 in den Bereich der Innenwelle 11 hinein. Vorteilhaft erstreckt sich das Verbindungsmittel 15 vollständig durch die Innenwelle 11, insbesondere durch eine Innenwellenbohrung 13 der Innenwelle 11. Bei einer Verdrehung der Innenwelle 11 relativ zur Außenwelle 3 der Nockenwelle 2 findet folglich auch eine Verdrehung des Nockenelements 4 relativ zum Nockenelement 4.1 um die entsprechende Nockenwellenlängsachse L statt. Die Verdrehung der Innenwelle 11 relativ zur Außenwelle 3 wird vorteilhaft durch einen hier nicht gezeigten Phasensteller ermöglicht. Dabei ist es denkbar, dass die Innenwelle 11 oder die Außenwelle 3 bzw. die Innenwelle 11 und die Außenwelle 3 um die Längsachse L gedreht bzw. bewegt werden. Um eine einfache und prozesssichere Verstellung der Innenwelle 11 relativ zur Außenwelle 3 zu ermöglichen, erstreckt sich die Innenwelle 11 koaxial zur Außenwelle 3 zumindest abschnittsweise durch diese hindurch, wobei zwischen der Innenwelle 11 und der Außenwelle 3 ein Spalt 12 bestehen bleibt, um eine Reibung zwischen der Innenwelle 11 und der Außenwelle 3, insbesondere einer äußeren Oberfläche der Innenwelle 11 und einer inneren Oberfläche der Außenwelle 3 zu vermeiden. Mittels des Ölführungselementes 7 wird vorteilhaft ein erster Ölpfad P1 gebildet, indem das Ölmedium von dem Ölführungselement 7 ausgehend von dem Ölübergabeelement 6 aufgenommen und in einen Hohlraum, insbesondere eine Bohrung der Innenwelle 11 eingebracht wird. Hierzu weist die Innenwelle 11 eine sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Bohrung 11.1 auf, welche zumindest abschnittsweise in eine sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Bohrung 11.2 mündet. Die sich in radialer Richtung erstreckende Bohrung, nämlich die Radialbohrung 11.1 ermöglicht ein Einbringen des Ölmediums ausgehend von dem Ölführungselement 7 in das Innere der Innenwelle 11. Die sich in axialer Richtung erstreckende Bohrung, nämlich die Axialbohrung 11.2 ermöglicht eine Übernahme des in die Innenwelle 11 aufgenommenen Ölmediums sowie eine Weiterleitung Letztgenanntem zu einem hier nichtgezeigten Phasensteller. Hierdurch wird ein erster Ölpfad P1 gebildet. Um ein Einfließen des Ölmediums in den Spalt 12 und folglich auch in Richtung eines mittels des zweiten Ölführungselementes 7.1 gebildeten zweiten Ölpfades P2 zu vermeiden, werden Dichtungen 40 im Bereich des Spalts 12 derart angeordnet, dass das vom (ersten) Ölübergabeelement 6 an das Wellenelement 3 übergebene Ölmedium lediglich entlang eines definierten ersten Ölpfades P1 transportiert wird. Der zweite Ölpfad P2 wird vorteilhaft mittels eines zweiten Ölführungselementes 7.1 gebildet, welcher das Ölmedium von einem zweiten Ölübergabeelement 6.2 aufnimmt und innerhalb eines Abschnittes des Spaltes, das bedeutet in einem Bereich zwischen der Innenwelle 11 und der Außenwelle 3, insbesondere einer äußeren Oberfläche der Innenwelle 11 und einer inneren Oberfläche 3.2 der Außenwelle 3 transportiert bzw. leitet.
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In der 5 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung ein Ausschnitt einer weiteren, insbesondere fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Nockenwellensegmentes 1 dargestellt, welches zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform sich beispielsweise durch die Anordnung von zwei zueinander beabstandet angeordneten Reduktionselementen 10 unterscheidet. Diese Reduktionselemente 10 sind vorteilhaft in Gestalt eines Ringes ausgebildet und sind in axialer Richtung betrachtet derart zueinander beabstandet angeordnet, dass sich zwischen diesen Reduktionselementen 10 wenigstens ein Ölübergabeelement 6, vorteilhaft zwei Ölübergabeelemente 6 und 6.1 in Richtung des Wellenelementes 3 erstreckt bzw. erstrecken. Vorteilhaft sind die Ölübergabeelemente 6 bzw. 6.1 in Gestalt einer Bohrung, insbesondere Durchgangsbohrung ausgestaltet. Des Weiteren weist das Wellenelement 3 eine Einschnürung 3.3 der Wandung auf. Diese Einschnürung 3.3 erstreckt sich in axialer Richtung betrachtet zumindest abschnittsweise entlang der Wellenelementwandung derart, dass die äußere Oberfläche 3.1 des Wellenelementes 3 eine Vertiefung aufweist, wobei die innere Oberfläche 3.2 des Wellenelementes 3 eine Erhöhung aufweist. Vorteilhaft dient eine derartige Einschnürung 3.3 des Wellenelementes 3 zur Ausbildung eines definierten Abstandes zwischen der äußeren Oberfläche 3.1 des Wellenelementes 3 und einer inneren Oberfläche 5.1 des Nockenwellenlagers 5. Demnach ist die Einschnürung 3.3 vorteilhaft auch in dem Bereich des Wellenelementes 3 ausgebildet, in welchem das Nockenwellenlager 5 die Nockenwelle 2, insbesondere das Wellenelement 3 der Nockenwelle 2 zumindest abschnittsweise zur Ermöglichung einer Lagerung kontaktiert. Vorteilhaft dient eine derartig ausgebildete Einschnürung 3.3 ein Spiel im Bereich des Nockenwellenlagers 5 zwischen diesem und der Nockenwelle 2 zu begünstigen, zumindest zu erhalten. Zudem begünstigt die Einschnürung 3.3 ein Fließen des an das Wellenelement 3 zu übergebende Ölmediums in die Abschnitte der Ölführungselemente 7 und 7.1. Das bedeutet, dass das Ölmedium folglich im Bereich der Einschnürung 3.3 zusammenfließt und ein ungewolltes Entlangfließen an der äußeren Oberfläche 3.1 des Wellenelementes 3 vermieden wird. Des Weiteren ist es denkbar ein Dichtelement bzw. eine Dichtung 40 zwischen dem Wellenelement 3 und dem Nockenwellenlager 5 anzuordnen, mittels welcher, wie in der 5 gezeigt, eine räumliche Trennung zwischen den in die Ölführungselemente 7 und 7.1 einzubringenden Ölmediumströme ermöglicht wird.
