DE3233906A1

DE3233906A1 - Camshaft

Info

Publication number: DE3233906A1
Application number: DE19823233906
Authority: DE
Inventors: Takeshi Saitama Hiraoka; Shigeru Omiya Saitama Urano
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1982-09-13
Publication date: 1983-03-31
Also published as: JPS5840513U

Abstract

A camshaft has at least one point of support, the said point of support having an outer, cylindrical circumferential part and at least one supporting part, which supports the latter in the direction of its diameter.

Description

Nockenwelle camshaft

B e s c h r e i b u n g Die Erfindung bezieht sich auf eine Nockenwelle mit wenigstens einer Lagerstelle. D e c h r i n g e The invention relates to a camshaft with at least one storage point.

Seit einiger Zeit besteht bei der Konstruktion von Brennkraftmaschinen das Bestreben, im Hinblick auf einen wirtschaftlichen Brennstoffverbrauch Gewicht einzusparen und gleichzeitig die Drehzahl und damit die Nutzleistumg zu erhöhen. Dazu gehört die Entwicklung einer Nockenwelle von verringertem Gewicht, welche gleichwohl eine ausreichende Festigkeit und Verschleißbeständigkeit aufweisen und wirtschaftlich herstellbar sein soll.It has been in the design of internal combustion engines for some time the effort to weight in terms of economical fuel consumption to save and at the same time to increase the speed and thus the useful power. This includes the development of a camshaft of reduced weight, which nonetheless have sufficient strength and wear resistance, and economical should be producible.

In gering belasteten Brennkraftmaschinen wurden früher geschmiedete Nockenwellen verwendet. Mit der Steigerung der Leistung solcher Maschinen kamen dann gegossene und gehärtete Nockenwellen in Gebrauch, welche eine hervorragende Verschleißfestigkeit aufweisen.In the past, forged engines were used in low-load internal combustion engines Used camshafts. With the increase in the performance of such machines came then cast and hardened camshafts in use, which is an excellent one Have wear resistance.

Aus Eisen oder Stahl gegossene Nockenwellen haben jedoch zumeist ein sehr hohes Gewicht und sind nicht übermäßig bruchfest. Darüber hinaus treten bei der Herstellung von gegossenen Nockenwellen verschiedene technische Probleme auf. So kann es bei der Herstellung insbesondere von Nockenwellen sehr großer Abmessungen zu einem Verziehen oder zu Gußfehlern kommen, und für die Oberflächenhärtung ist eine besondere Technologie notwendig.However, camshafts cast from iron or steel usually have a very heavy and not overly break-proof. They also join The manufacture of cast camshafts poses various technical problems. So it can be very large in the manufacture of camshafts in particular warpage or casting defects occur, and is responsible for surface hardening a special technology is necessary.

Bekannt ist eine Nockenwelle, bei welcher bei erhöhter Festigkeit eine Gewichtsersparnis dadurch erzielt ist, daß die Nocken aus einer Sinterlegierung geformt und auf einem die eigentliche Welle darstellenden Stahlrohr angebracht sind, so daß eine Nockenwelle entsteht, deren Teile aus verschiedenen,Werkætoffen gefertigt sind.A camshaft is known in which with increased strength a weight saving is achieved in that the cams are made of a sintered alloy are shaped and mounted on a steel tube representing the actual shaft, so that a camshaft is created, the parts of which are made from different materials are.

Derartige bekannte Nockenwellen sind beispielsweise in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen 54-126853 und 54-102209 und Gebrauchsmusteranmeldungen 48-9404 und 51-7367 beschrieben.Such known camshafts are for example in the published Japanese patent applications 54-126853 and 54-102209 and utility model applications 48-9404 and 51-7367.

Bei keiner dieser Nockenwellen ließ sich jedoch eine größere oder auch nur befriedigende Gewichtsverminderung erzielen. Dies ist darin begründet, daß die einzelnen eile im Hinblick auf die für ihre Befestigung auf der eigentlichen Welle notwendige Festigkeit einen gewissen Mindestdurchmesser aufweisen müssen, aus welchem sich ein entsprechender Außendurchmesser der Welle ergibt. Die notwendige Festigkeit wird also durch eine Vergrößerung des Durchmessers der eigentlichen Welle erzielt.However, none of these camshafts could have a larger or also achieve only satisfactory weight reduction. This is due to that the individual rush with regard to their attachment to the actual Shaft required strength must have a certain minimum diameter, from which a corresponding outer diameter of the shaft results. The necessary Strength is thus achieved by increasing the diameter of the actual shaft achieved.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer von den vorstehend angeführten Mängeln freien Nockenwelle.An object of the invention is to provide one of the foregoing listed defects free camshaft.

Dieses Ziel ist bei einer wenigstens eine Lagerstelle aufweisenden Nockenwelle gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Lagerstelle ein äußeres, zylindrisches Umfangsteil und wenigstens ein das Umfangsteil in Richtung seines Durchmessers abstützendes Tragteil aufweist.This goal is at least one bearing point having Camshaft according to the invention achieved in that the bearing point has an outer, cylindrical peripheral part and at least one of the peripheral part in the direction of his Has diameter supporting support part.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. i eine Axialschnittansicht einer Nockenwelle in einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Teilschnittansicht einer Lagerstelle in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 eine Teilschnittansicht einer Lagerstelle in einer dritten Ausführungsform, Fig. 4 eine Teilschnittansicht einer Iagerstelle in einer vierten Ausführungsform, Fig. 5 eine Teilschnittansicht einer Lagerstelle in einer fünften Ausführungsform und Fig. 6 eine Teilschnittansicht einer Lagerstelle in einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.In the following are exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing explained. They show: FIG. 1 an axial sectional view of a camshaft in a Embodiment of the invention, FIG. 2 is a partial sectional view of a bearing point in a second embodiment, FIG. 3 is a partial sectional view of a bearing point in a third embodiment, FIG. 4 is a partial sectional view of a storage location in a fourth embodiment, Fig. 5 is a partial sectional view a bearing point in a fifth embodiment and FIG. 6 is a partial sectional view a bearing point in a sixth embodiment of the invention.

Eine in Fig. 1 dargestellte Nockenwelle hat eine aus einem Stück stahlrohr gebildete eigentliche Welle 1, auf welcher eine Reihe von Nocken 3, Lagerstellen 4 und ein Ritzel 5 befestigt sind. Das eine -Ende der Nockenwelle ist mit einem Deckel 8 verschlossen, und das andere Ende trägt einen Einsatz 7, auf welchem ein Zahnrad, eine Zahnriemenscheibe 9 od. dergl. zu befestigen ist. Die Lagerstellen 4 weisen jeweils ein zylindrisches UmSangsteil 10 auf, welches an beiden Enden durch Tragteile in Form von radialen Stegen Ii abgestützt ist.A camshaft shown in Fig. 1 has a one-piece steel tube formed actual shaft 1, on which a number of cams 3, bearing points 4 and a pinion 5 are attached. One end of the camshaft has a Cover 8 closed, and the other end carries an insert 7 on which a Gear, a toothed belt pulley 9 or the like. Is to be attached. The camps 4 each have a cylindrical UmSangteil 10, which at both ends Support parts in the form of radial webs Ii is supported.

Bei einer üblichen Nockenwelle haben die Lagerstellen gewöhnlich den größten Durchmesser und eine beträchtliche axiale Länge, somit also auch ein beträchtliches Gewicht, welches zum Auftreten von starken Trägheitskräften führt.In a conventional camshaft, the bearings usually have the largest diameter and a considerable axial length, thus also a considerable one Weight, which leads to the occurrence of strong inertial forces.

Andererseits ist jedoch die Belastung der Lagerstellen im Vergleich zu der durch Linienberührung zustande kommenden Belastung der einzelnen Nocken sowie des Ritzels gering, und die Schmierung der Lagerstellen ist optimal bewerkstelligbar. Schließlich sind auch die an den Lagerstellen auftretenden Torsionsspannungen sehr gering. Diese Gegebenheiten erlauben die in Fig. i dargestellte Ausbildung der Lagerstellen 4 in Borm eines zum inneren Umfang hin offenen, überkopf stehenden U-Profils.On the other hand, however, the load on the bearing points is in comparison the load on the individual cams caused by line contact as well as of the pinion low, and the lubrication of the bearing points can be carried out optimally. Finally, the torsional stresses occurring at the bearing points are also very high small amount. These conditions allow the bearing points to be designed as shown in FIG 4 in the shape of an overhead U-profile that is open towards the inner circumference.

Die einen solchen Querschnitt aufweisende Lagerstelle 4 kann etwa aus einem Rohrstück gefräst sein, vorzugsweise ist sie jedoch aus einem zu einem Ring gebogenen U-Profil aus Stahlblech oder aus einem durch Pressen verformten, dünnwandigen Rohrstück geformt.The bearing point 4 having such a cross section can be approximately be milled from a piece of pipe, but it is preferably from one to one Ring bent U-profile made of sheet steel or from a deformed by pressing, shaped thin-walled pipe section.

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsforrn weist die Lagerstelle 4 ein äußeres zylindrisches Umfangsteil 10, einen dieses abstützenden Radialsteg 11 und ein in Anlage an der Welle 1 befindliches, mit dem äußeren Umfangsteil 10 koaxiales inneres zylindrisches Umfangsteil i2 auf.In the embodiment shown in FIG. 2, the Depository 4 an outer cylindrical peripheral part 10, a radial web supporting this 11 and one located in contact with the shaft 1 with the outer peripheral part 10 coaxial inner cylindrical peripheral part i2.

Damit hat die Lagerstelle ein in Axialrichtung offenes, C-förmiges Profil.The bearing point thus has a C-shaped one that is open in the axial direction Profile.

Dank der großen Berührungsfläche zwischen dem inneren Umfangsteil 12 und der Welle 1 läßt sich die Lagerstelle 4 in dieser Ausführungsform besonders sicher auf der Welle befestigen.Thanks to the large contact area between the inner peripheral part 12 and the shaft 1 can be the bearing 4 in this embodiment particularly securely attach to the shaft.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat die Lagerstelle 4 ein zylindrisches Umfangsteil 10, welches in der Mitte durch einen Radialsteg ii abgestützt ist, so daß sich ein ?-förmiger Querschnitt ergibt.In the embodiment shown in FIG. 3, the bearing point 4 has a cylindrical peripheral part 10, which is supported in the middle by a radial web ii is, so that there is a? -shaped cross-section.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Lagerstelle 4 mit einem äußeren Umfangsteil 10, einem damit koaxialen inneren Umfangsteil 12 und einem die beiden Umfangsteile miteinander verbindenden Radialsteg 11, so daß sich ein I-förmiger Querschnitt ergibt. Diese Ausführungsform erbringt eine beträchtliche Gewichtsverringerung und erlaubt dabei eine sichere Befestigung der Lagerstelle auf der Welle 1.Fig. 4 shows a further embodiment of a bearing point 4 with an outer peripheral portion 10, an inner peripheral portion 12 coaxial therewith and a the two peripheral parts interconnecting radial web 11, so that a I-shaped cross-section results. This embodiment yields a considerable Weight reduction and allows a secure attachment of the bearing point on the wave 1.

In der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform weist eine Lagerstelle 4 ein zylindrisches Umfangsteil 10 auf, welches nur an einem Ende von einem Radialsteg ii abgestützt ist, so daß sich ein Förmiger Querschnitt ergibt. Diese Ausführungsform erbringt eine besonders große Gewichtsverminderung.In the embodiment shown in FIG. 5, a bearing point 4 a cylindrical peripheral part 10, which only at one end of a radial web ii is supported, so that there is a shaped cross-section. This embodiment brings about a particularly great reduction in weight.

Ein weiteres, in Fig. 6 gezeigtes Ausführungsbeispiel einer Lagerstelle weist ein zylindrisches Umfangsteil 10 auf, welches an beiden Enden durch Radialstege ii abgestützt ist. Zur Vergrößerung der Berührungsflächen zwischen der Lagerstelle 4 und der Welle 1 sind die inneren Ränder der Radialstege 1i abgewinkelt, so daß sich die Lagerstelle sicher auf der Welle befestigen läßt.Another exemplary embodiment of a bearing point shown in FIG. 6 has a cylindrical peripheral part 10, which at both ends by radial webs ii is supported. To enlarge the contact areas between the bearing point 4 and shaft 1 are the inner ones Edges of the radial webs 1i angled, so that the bearing can be securely attached to the shaft.

Die Befestigung der Lagerstellen 4 auf der Welle 1 kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen, z.B. durch Aufschrumpfen und/oder Hartlöten, da die Lågerstelle 4 nur geringen Torsionsspannungen unterworfen ist. Die Befestigung kann jedoch auch durch. Schweißen erfolgen.The mounting of the bearings 4 on the shaft 1 can be done in various ways Procedures take place, e.g. by shrinking on and / or brazing, as the storage point 4 is only subject to low torsional stresses. However, the attachment can also by. Welding done.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend anhand von Fig. 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern ist zur Erzielung der gewünschten Gewichtsverminderung in verschiedener Weise abwandelbar, wobei die Lagerstellen jeweils ein zylindrisches äußeres Umfangsteil und ein dieses abstützendes Tragteil aufweisen, Die Verwendung von Lagerstellen, welche jeweils ein äußeres zylindrisches Umfangsteil und wenigstens ein dieses in Richtung seines Durchmessers abstützendes Tragteil aufweisen, erbringt eine beträchtliche Gewichtsverminderung der Lagerstellen und damit der Nockenwelle insgesamt und verringert dadurch die auf das Lager einwirkenden Rotations-Trägheitskräfte. Daraus ergeben sich verschiedene Vorteile, darunter z.B. eine Verringerung der Belastung der Nockenwelle bei Drehzahländerungen.The invention is not limited to the above with reference to FIGS. 1 to 6 Embodiments described limited, but is to achieve the desired Weight reduction can be modified in various ways, with the bearings in each case a cylindrical outer peripheral part and a supporting part supporting this have, The use of bearing points, each of which has an outer cylindrical Peripheral part and at least one supporting it in the direction of its diameter Have support part, brings about a considerable weight reduction of the bearing points and thus the camshaft as a whole, thereby reducing the impact on the bearing Rotational Inertial Forces. This results in various advantages, including e.g. a reduction in the load on the camshaft when the speed changes.

Claims

Camshaft P a t e n t a n s p rü c h e camshaft with at least an excavation site, in that the storage site (4) a cylindrical peripheral part (10) and a peripheral part in the direction of its diameter having supporting support part (11).

2. Camshaft according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cylindrical peripheral part (1Q) concentric with a peripheral surface of the Camshaft (1) is arranged.

3. Camshaft according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cylindrical peripheral part (10) is connected on one side to the support part (11) is.

4. Camshaft according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the cylindrical peripheral part (10) on both sides with the support part (71) is connected and with this forms an overhead U-profile.

5. Camshaft according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support part has two radially extending walls (11).

6. Camshaft according to claim 5, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support part also has an inner circumferential wall in contact with the camshaft (1) (12).

7. Camshaft according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the inner peripheral wall (12) between the two radially extending Walls (11) extends.

8. Camshaft according to claim 6, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the inner peripheral wall extends over part of the space between the extending radially extending walls (11) and from inwardly angled parts the same is formed.

9. Camshaft according to claim i, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support part consists of a radially extending wall (11)

10. Camshaft according to claim 1, characterized in that the support part is one radially extending wall (1i) and one with the cylindrical circumference part (io) coaxial, has on the camshaft (1) attached inner peripheral wall (12).

11. Camshaft according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support part (11) in a central region of the cylindrical peripheral part (10) with this connected is.

12. Camshaft according to claim 11, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the support part has a radially extending wall (11) and one with the cylindrical Peripheral part (10) coaxial inner peripheral wall attached to the camshaft (1) (12).