DE19841971A1 - Automotive camshaft assembled from components assembled on a shaft at lower cost than machining from a single piece of material - Google Patents

Automotive camshaft assembled from components assembled on a shaft at lower cost than machining from a single piece of material

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DE19841971A1
DE19841971A1 DE1998141971 DE19841971A DE19841971A1 DE 19841971 A1 DE19841971 A1 DE 19841971A1 DE 1998141971 DE1998141971 DE 1998141971 DE 19841971 A DE19841971 A DE 19841971A DE 19841971 A1 DE19841971 A1 DE 19841971A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts

Abstract

An automotive camshaft is assembled from components (2,3,4,5,6,7) made to different production standards and assembled on a single shaft (1) and held together by a bush (8). The bush (8) inner contour (9) and is circular. The components and shaft are secured by embossing (10) to the shaft (1) recesses (11).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zusammengesetzte Nockenwelle, insbesondere für Brennkraftmaschinen, der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erläuterten Art.The invention relates to a composite camshaft, in particular for Internal combustion engines, the type explained in the preamble of claim 1.

Aus der EP 0 745 757 B1 ist bereits eine zusammengesetzte Nockenwelle bekannt, bei der auf einer Trägerwelle eine Vielzahl von Nocken unter Zwischenschaltung einer elastisch/plastisch verformbaren Büchse festgesetzt werden. Dabei greift das wellenförmige Profil der Welle in das korrespondierende Profil am Innendurchmesser der Büchse ein. Gleichzeitig greift das wellenförmige Profil der Nockenbohrung in das korrespondierende Profil am Aussendurchmesser der Büchse ein. Somit wird eine formschlüssige Verbindung hergestellt.A composite camshaft is already known from EP 0 745 757 B1 a carrier shaft a plurality of cams with the interposition of an elastic / plastic deformable sleeve can be fixed. The wave-shaped profile of the shaft engages in the corresponding profile on the inside diameter of the bush. At the same time, this applies wavy profile of the cam bore in the corresponding profile on Outer diameter of the sleeve. This creates a positive connection.

Die im Oberbegriff erläuterte Art liegt das Problem zugrunde, die Fertigung der Trägerwelle bei Beibehaltung des konstruktiv geforderten Formschlusses von Büchse und Welle wesentlich zuvereinfachen.The type explained in the preamble is based on the problem, the manufacture of the carrier shaft essential while maintaining the structurally required positive locking of bush and shaft to simplify.

Die in der EP 0 745 757 B1 beschriebene Ausführung erfordert, dass Trägerwelle und Fügeteile in einer Vorbearbeitung mit einer wellenförmigen Profilierung versehen werden. Die Herstellung des Profils der Trägerwelle erfolgt vorzugsweise durch umformende Verfahren mit schwierig zu beherrschenden Fertigungstoleranzen und erfordert einen hohen Investitionsaufwand bei niedriger Fertigungsflexibilität.The embodiment described in EP 0 745 757 B1 requires that the carrier shaft and Joined parts are pre-machined with a wavy profile. The The profile of the carrier shaft is preferably produced using reshaping processes difficult to control manufacturing tolerances and requires a high Investment costs with low manufacturing flexibility.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst, indem die Profilierung der Welle entfällt und die Festsetzung der Büchse durch Einprägungen in Bohrungen am Umfang der kreisrunden Trägerwelle erfolgt.This problem is solved by the features listed in claim 1 by the Profiling of the shaft is eliminated and the bushing is fixed by embossing in Drilling takes place on the circumference of the circular carrier shaft.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass anstelle der aufwendigen Profilierung eine kreisrunde Trägerwelle eingesetzt wird. Damit entfallen die durch eine Umformung auftretenden Verzüge und damit notwendige Nacharbeitungs- Operationen, wie Richten und Überschleifen der Aussendurchmesser.The advantages achieved by the invention are in particular that instead of complex profiling, a circular carrier shaft is used. This eliminates the due to deformation and the necessary reworking Operations such as straightening and grinding the outside diameter.

Besonders vorteilhaft ist es, dass vor der Montage der Büchse eine geschlossene Oberflächenhärtung der Trägerwelle mit anschliessendem Fertigschleifen durchgeführt werden kann. Damit verringert sich der Reibwert der Lagerung bei gleichzeitiger Erhöhung der Steifigkeit der Trägerwelle.It is particularly advantageous that a closed one before assembly of the sleeve Surface hardening of the carrier shaft can be carried out with subsequent finishing can. This reduces the coefficient of friction of the bearing while increasing the Rigidity of the carrier wave.

Weiterhin können konstruktionsbedingte Abstände zwischen den einzelnen Fügeteilen und Lagerstellen minimiert werden, da die fertigungsbedingten Profilausläufe entfallen.Furthermore, construction-related distances between the individual joining parts and Bearing points are minimized, since the production-related profile runs are eliminated.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Patentanspruch 6 angegeben. Hier werden Ölversorgungsbohrungen beschrieben, die kostengünstig in einem Arbeitsgang gemeinsam zusammen mit den Bohrungen zur Festsetzung der Trägerkörper hergestellt werden.An advantageous embodiment is specified in claim 6. Be here Oil supply wells described that are inexpensive in one operation are produced together with the holes for fixing the support body.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist im Patentanspruch 7 angeben, die eine einfache Ausführung einer Nadellagerung ermöglicht. Hier wird der Nadelkäfig über die glatte Trägerwelle auf die Lagerstelle aufgeschoben. Dabei laufen die Nadeln direkt auf der gehärteten und feinbearbeiteten Oberfläche der Trägerwelle. A further advantageous embodiment is specified in claim 7, which is a simple Execution of a needle bearing enables. Here the needle cage is over the smooth one Carrier shaft pushed onto the bearing point. The needles run directly on the hardened and finished surface of the carrier shaft.  

Selbstverständlich kann die erläuterte Methode auch bei anderen Bauteilen wie Flansche und Axiallager zur Anwendung kommen.Of course, the method explained can also be used for other components such as flanges and Axial bearings are used.

Die Erfindung wird anhand folgender Zeichnungen erläutert:The invention is illustrated by the following drawings:

Fig. 1 eine Ansicht einer zusammengesetzten Nockenwelle in Trägerrohr-Ausführung mit einer alternativ gezeigten Nadellagerung. Fig. 1 is a view of an assembled camshaft in a carrier tube design with an alternative needle bearing shown.

Fig. 2 ein vergrösserter Teilschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch eine Nockenbefestigung gemäss der Erfindung. Fig. 2 is an enlarged partial section along the line II-II in Fig. 1 by a cam attachment according to the invention.

Fig. 3 einen vergrösserten Teilschnitt der Ölversorgung wie in Fig. 2 gezeigt, sowie eine axiale Prägenut. Fig. 3 is an enlarged partial section of the oil supply as shown in Fig. 2, and an axial stamping groove.

In Fig. 1 ist eine zusammengesetzte Nockenwelle in Trägerrohr-Ausführung gezeigt. Die Welle kann ebenfalls aus Vollmaterial hergestellt werden. Im vorliegendem Ausführungsbeispiel sind Nocken, Axiallager mit Steuernocken, Hauptlager, Endstück sowie wahlweise anstelle der Gleitlagerung eine Nadellagerung gezeigt.In Fig. 1, a composite camshaft in a carrier tube design is shown. The shaft can also be made from solid material. In the present exemplary embodiment, cams, axial bearings with control cams, main bearing, end piece and optionally a needle bearing instead of the sliding bearing are shown.

In Fig. 2 wird die Befestigungsart dargestellt. Zwischen Welle und Nocken ist eine Büchse angeordnet, die eine formschlüssige Verbindung herstellt.In Fig. 2 the type of attachment is shown. A bushing is arranged between the shaft and the cam, which produces a positive connection.

Die Büchse wird zunächst auf die in Einbauqualität bearbeitete Trägerwelle aufgeschoben Dabei weitet sich die Büchse an den durch das Aussenprofil und den Aussparungen reduzierten Querschnitten auf. Damit reduziert sich die Aufpresskraft und bewirkt andererseits ein festes Anliegen der Buchse an die Welle.The bushing is first pushed onto the carrier shaft machined in installation quality The bushing expands to the one reduced by the outer profile and the recesses Cross sections on. This reduces the pressing force and, on the other hand, creates a firm one The bushing abuts the shaft.

Die Festsetzung der Büchse erfolgt durch Einprägungen, die am Umfang der Welle angeordneten Vertiefimgen eingreifen. In Fig. 2 sind drei verschiedene Einprägung-Varianten gezeigt.The bushing is fixed by means of impressions which engage in recesses arranged on the circumference of the shaft. Two different embossing variants are shown in FIG .

Nach dem Festsetzen der Büchse erfolgt die Montage des Nockens, wobei das Aussenprofil der Büchse in das korrespondierende Profil der Nockenbohrung eingreift. Dabei erfolgt eine elastisch-plastische Verformung im Bereich der Profilierung mit gleichzeitigem Verspannen der Büchse mit der Welle.After the bush has been fixed, the cam is assembled, taking the outer profile the sleeve engages in the corresponding profile of the cam bore. There is a elastic-plastic deformation in the area of the profiling with simultaneous bracing of the Box with the shaft.

In Fig. 3 ist die Ölzuführung aus der Welle zum Nockenrampenbereich und eine Einprägungs- Variante gezeigt. In Fig. 3 the oil supply from the shaft to the cam ramp area and an embossing variant is shown.

BezugszeichenlisteReference list

11

Trägerwelle
Carrier wave

22nd

Nocke
Cam

33rd

Nocke
Cam

44th

Nocke
Cam

55

Nocke
Cam

66

Nocke
Cam

77

Nocke
Cam

88th

Büchse
rifle

99

Innenkontur der Büchse
Inner contour of the rifle

1010th

Einprägungen der Büchse
Impressions of the rifle

1111

Vertiefungen der Welle
Depressions of the wave

1313

Aussen-Profil der Büchse
External profile of the rifle

1414

Innen-Profil des Nockens
Inside profile of the cam

1515

Aussparung der Büchse
Recess of the rifle

1616

Ölversorgungsbohrung
Oil supply hole

1717th

Nadellagerung der Trägerwelle
Needle bearing of the carrier shaft

1818th

Lauffläche der Trägerwelle
Carrier shaft tread

Claims (8)

1. Nockenwelle, insbesondere für Brennkraft- Maschinen, aus zusammengesetzten, getrennten in Fertigteil-Qualität hergestellten Teilen mit einer Trägerwelle (1) und einer Vielzahl von Nocken (2, 3, 4, 5, 6, 7), miteinander verbunden unter Zwischenschaltung einer formschlüssigen Büchse, (8) dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenkontur (9) der Büchse (8) kreisrund ist und durch bei der Montage erzeugte Einprägungen (10) mit der Trägerwelle (1) fest verbunden wird,
die am Umfang verteilte Einprägungen (10) der Büchse (8) in vorgefertigte korrespondierende Vertiefimgen (11) der Trägerwelle (1) formschlüssig eingreifen,
der Aussen-Mantel der Büchse bereichsweise ein Profil (13) aufweist, das in das korrespondierende Profil (14) der Nocken (2, 3, 4, 5, 6, 7), formschlüssig eingreift.1. camshaft, especially for internal combustion engines, from composite, separate parts manufactured in finished part quality with a carrier shaft ( 1 ) and a plurality of cams ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ), interconnected with the interposition of one form-fitting sleeve, ( 8 ), characterized in that
the inner contour ( 9 ) of the sleeve ( 8 ) is circular and is firmly connected to the carrier shaft ( 1 ) by means of impressions ( 10 ) generated during assembly,
the formations ( 10 ) of the sleeve ( 8 ) distributed around the circumference engage in a form-fitting manner in prefabricated corresponding recesses ( 11 ) of the carrier shaft ( 1 ),
the outer jacket of the sleeve has a profile ( 13 ) in some areas, which engages in a positive manner in the corresponding profile ( 14 ) of the cams ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ). 2. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (8) als geschlossener Körper ausgeführt ist und bereichsweise Aussparungen (15) aufweist.2. Composite camshaft according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 8 ) is designed as a closed body and has recesses ( 15 ) in some areas. 3. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (8) auch als geschlitzter Körper ausgeführt ist.3. Composite camshaft according to claim 1 to 2, characterized in that the sleeve ( 8 ) is also designed as a slotted body. 4. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (8) aus einem duktilen Werkstoff hergestellt ist.4. Composite camshaft according to claim 1 to 3, characterized in that the sleeve ( 8 ) is made of a ductile material. 5. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefimgen (11) am Umfang der Welle (1) die Bezugsbasis für Lage der Büchse (8) und damit für die Lage der Nocken (2, 3, 4, 5, 6, 7) herstellen.5. Composite camshaft according to claims 1 to 4, characterized in that the recesses ( 11 ) on the circumference of the shaft ( 1 ) form the reference base for the position of the bush ( 8 ) and thus for the position of the cams ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 ). 6. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Büchse (8) wahlweise Bohrungen (16) zur Ölversorgung für Lagerung und Nocken aufweist.6. Composite camshaft according to claim 1 to 5, characterized in that the sleeve ( 8 ) optionally has bores ( 16 ) for oil supply for storage and cams. 7. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß wahlweise eine Nadellagerung (17) vorgesehen ist und die Lauffläche (18) der Nadeln durch den Aussendurchmesser (1) der Trägerwelle gebildet werden.7. Composite camshaft according to claim 1 to 6, characterized in that optionally a needle bearing ( 17 ) is provided and the tread ( 18 ) of the needles are formed by the outer diameter ( 1 ) of the carrier shaft. 8. Zusammengesetzte Nockenwelle nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß dass die Trägerwelle (1) auch als gehärteter Grundkörper ausgeführt wird.8. Composite camshaft according to claim 1 to 7, characterized in that the carrier shaft ( 1 ) is also designed as a hardened base body.
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Cited By (5)

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WO2003008842A1 (en) 2001-07-20 2003-01-30 Thyssenkrupp Presta Ag Cams with receiving openings for a shaft and method for producing a camshaft with said cams
DE102004018685A1 (en) * 2004-04-17 2005-09-08 Daimlerchrysler Ag Camshaft has cam connected to support shaft via bush in frictional non-positive locking manner, whereby bush has clearance in relation to support shaft and cam has press fit in relation to bush
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