DE7920957U1

DE7920957U1 - CAMSHAFT

Info

Publication number: DE7920957U1
Application number: DE19797920957
Authority: DE
Original assignee: GRAMMEL WERNER 5980 WERDOHL
Current assignee: GRAMMEL WERNER 5980 WERDOHL
Priority date: 1979-07-21
Filing date: 1979-07-21
Publication date: 1979-10-31

Description

"Nockenwelle¹¹ "Camshaft ¹¹

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle zur Steuerung der Ein- und Auslaßventile bei Verbrennungsmotoren für Automobile und dergl.The invention relates to a camshaft for controlling the intake and exhaust valves in internal combustion engines for automobiles and the like.

Bisher ist es üblich derartige Nockenwellen einstückig aus Stahl zu fertigen. Dies hat den Nachteil, daß für jeden Maschinentyp und für jede Nockenform eine gesonderte Herstellung und Lagerhaltung erforderlich ist. Zudem sind die aus Vollmaterial hergestellten Wellen relativ schwer.It has hitherto been customary to manufacture such camshafts in one piece from steel. This has the disadvantage that a separate production process is required for each type of machine and for each cam shape and warehousing is required. In addition, they are made of solid material Waves relatively heavy.

Desweiteren ist jeweils die gesamte Welle einer Wärmebehandlung zu unterziehen, auch wenn beispielsweise nur die Vergütung der Nocken oder der Lager beabsichtigt ist.Furthermore, the entire shaft must be subjected to a heat treatment, even if, for example only the remuneration of the cams or the bearings is intended.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nockenwelle zu schaffen, die nur eines geringen Herstellungs— uncL Lageraufwandes bedarf.The object of the invention is to create a camshaft that only requires little manufacturing. uncL storage costs.

Zur Losung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß sie aus einem die Welle bildenden Profilstab und mehreren die Nocken bezw. die LagerThe invention proposes to solve this problem before that they BEZW from a profile bar forming the shaft and several cams. camps

bildenden auf den Profilstab aufschiebbaren und in der Endlage sowohl axial als auch radiPl unverschieblich gehaltenen exzentrischen bezw. zentrischen Scheiben besteht, wobei die Scheiben entsprechend dem Profilstabquerschnitt gelocht sind.which can be pushed onto the profile bar and in the end position both axially and radiPl immovable held eccentric respectively. centric disks, the disks are perforated according to the profile bar cross-section.

Zur Herstellung der Nockenwelle ist es nun lediglich erforderlich auf den Profilstab, der die Welle bildet, die exzentrischen Scheiben (Nocken) \\αά die zentrischen Scheiben (Lager) aufzuschieben und zu befestigen.To manufacture the camshaft, it is now only necessary to slide the eccentric disks (cams) onto the profile bar that forms the shaft and fasten them.

Für unterschiedliche Nockenwellen kann dabei das gleiche Profilstabmaterial und die gleichen Scheiben verwendet werden.The same profile bar material and the same can be used for different camshafts Discs are used.

Der Lagerhaltungsaufwand ist demnach gleichfalls gemindert. Das Profilstabmaterial kann in handelsüblichen Langen bezogen und beim Verarbeiter entsprechend abgelangt werden.The storage effort is accordingly also reduced. The profile bar material can be made in standard Langen and obtained from the processor accordingly.

Desweiteren kann das Basismaterial (der Profilstab) unabhängig von Nocken- und Lagerscheiben wärmebehandelt werden und umgekehrt· Für die Fertigung einer Nockenwelle für einen 4—Zylinder- 8-Ventilmotor für Kraftfahrzeuge sind beispielsweise ein Profilstab, zwei Nocken-Furthermore, the base material (the profile bar) can be independent of the cam and bearing washers heat treated and vice versa · For the production of a camshaft for a 4 cylinder 8 valve engine for motor vehicles are for example a profile bar, two cam

scheibentypen (eine für Einlaß- und eine für Auslaßventilsteuerung), sowie eine Lagerscheibentype erforderlich. Die Nockenscheiben werden abwechselnd und jeweils um 90° versetzt montiert und festgelegt, wahrend an entsprechende Stellen Lagerscheiben positioniert werden·disc types (one for intake and one for for exhaust valve control), as well as a type of bearing washer are required. The cam disks are mounted and fixed alternately and offset by 90 °, while bearing washers are positioned at the appropriate points

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Profilstab ein Hohlprofil ist.It when the profile bar is a hollow profile is particularly advantageous.

Heben der Froduktionsvereinf achung wird hierdurch der weitere aus der erfindungsgemäßen Fertigung resultierende Vorteil erreicht, daß eine erhebliche Gewichtsersparnis erzielt wird. Dazu ist eine vorteilhafte Weiterbildung, daß der Profilstab aus KE-Metall, insbesondere Aluminium besteht.The further increase in production simplification is thereby raised from the production according to the invention resulting advantage achieved that a considerable weight saving is achieved. To this end, an advantageous development is that the profile bar is made of KE metal, in particular aluminum consists.

Der Hohlprofilstab kann stranggepreßt werden und ist demnach mit hoher Fertigungsgenauigkeit preiswert zu erstellen.The hollow profile rod can be extruded and is therefore with high manufacturing accuracy inexpensive to create.

Es kann auch beabsichtigt sein, daß der Profilstab aus Stahl besteht.It can also be intended that the profile bar consists of steel.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn der Profilstab aus Kunststoff besteht.It can also be advantageous if the profile rod is made of plastic.

Zur Befestigung der Scheiben auf dem Profilstab ist vorgesehen, daß die exzentrischen, die Nocken bildenden Scheiben und die zentrischen, die Lager bildenden Scheiben kraftschlüssig z.B. durch Schrumpfen lagerichtig auf dem Profilstab befestigt sind oder daß die Scheiben stoffschlüssig, z.B. durch Kleben, Löten oder Schweißen lagerichtig auf dem Profilstab befestigt sind be zw. daß die Scheiben formschlüssig z.B. durch Schrauben mit dem Profilstab verbunden sind.To fix the discs on the profile bar it is provided that the eccentric, the cams forming disks and the centric, bearing forming disks frictionally e.g. are fixed in the correct position on the profile bar by shrinking or that the panes are firmly bonded, e.g. fixed in the correct position on the profile rod by gluing, soldering or welding are or that the panes are positively connected to the profile bar, e.g. by screws are.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß der Profilstab als regelmäßiges Mehrkantprofil ausgebildet ist.A preferred development is seen in the fact that the profile bar is a regular polygonal profile is trained.

Das Mehrkantprofil ist dabei dem Motortyp angepaßt, z.B. ein Achtkantprofil für eine Nockenwelle für einen 4- bezw. 8-Zylindermotor, so daß die radiale Stellung der Einlaß- Nockenscheiben und der Auslaß-Nockenscheiben schon vorher bestimmt ist.The polygonal profile is adapted to the engine type, e.g. an octagonal profile for a camshaft for a 4- resp. 8-cylinder engine, so that the radial position of the inlet cam discs and the exhaust cam is determined beforehand.

Sie Scheiben, Nockenscheiben und Lagerscheiben, können vorteilhafter Weise Stanzteile, ggf. aus gestanzten Lamellen zusammengesetzt, sein.You can use disks, cam disks and bearing disks, stamped parts, if necessary. composed of punched lamellas.

Bevorzugt ist aber, daß die Scheiben aus Sintermetall, z.B. Sinterstahl bestehen. Diese brauchen nicht nachgearbeitet werden, sondern benotigen lediglich eine Wärmebehandlung und müssen poliert werden.However, it is preferred that the disks consist of sintered metal, for example sintered steel. These do not need to be reworked, they only require heat treatment and need to be polished.

Zur axialen Festlegung der Scheiben ist es vorteilhaft, wenn zwischen den Scheiben auf dem Profilstab separate Distanzstücke angeordnet sind.To axially fix the disks, it is advantageous if between the disks Separate spacers are arranged on the profile bar.

Weiterhin ist bevorzugt, daß 3ede Scheibe mindestens einseitig einen sich in axialer Sichtung erstreckenden angeformten Distanzhalter aufweist.It is also preferred that each disk at least one side a molded spacer extending in the axial direction having.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß als Distanzhalterung für die Scheiben in axialer Sichtung der Profilstab zwischen den Scheiben kunststoffummantelt ist. Der Kunststoffmantel verhindert axiale Bewegungen der Scheiben und sorgt für eine bessere Schmiermittelführung, weiUer außen gerundet ist und also die Kanten des Profilstabes überdeckt. Es kann auch von Vorteil sein, wenn die Scheiben Kunststoffteile mit metallischer Lauffläche sind.A preferred development is seen in the fact that as a spacer for the Discs in an axial view of the profile bar between the discs is plastic-coated. The plastic coating prevents axial movements of the discs and ensures better lubricant guidance, white is rounded on the outside and thus covers the edges of the profile bar. It can also be advantageous if the discs have plastic parts with a metallic running surface are.

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Sie erfindungsgemäße Nockenwelle kann ggf. auch mit bekannten Gegengewichten versehen werden.You can also use the camshaft according to the invention be provided with known counterweights.

Die Unwucht der Welle ist vorher bestimmbar, insbesondere wenn Sinterscheiben und ein maßgenauer Hohlprofilstab Verwendung finden.The unbalance of the shaft can be determined beforehand, especially when sintered disks and a find dimensionally accurate hollow profile bar use.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden naher beschrieben.Exemplary embodiments are in the drawing and described in more detail below.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Nockenwelle in Teilansicht} Fig. 2 desgleichen von vorn gesehen;1 shows a camshaft in partial view} FIG. 2 likewise seen from the front;

Fig. 3 eine Auslaßnocken-Scheibe auf einer Mehrkantwelle von vorn gesehen;3 shows an exhaust cam disk on a polygonal shaft seen from the front;

Fig. 4 desgl. bei einer Einlaß-Nockenscheibe; Fig. 5 a bis d verschiedene Wellenprofilfo^en; Fig. 6 a bis c e5.ne Wellentype mit Nockenscheibe; Fig. 7 a bis f verschiedene Befestigungcmoglichkeite Fig. 8 a und b eine andere Scheibentype.FIG. 4 the same with an inlet cam disk; FIG. 5 a to d different wave profile shapes; 6 a to c e5.ne shaft type with cam disk; Fig. 7 a to f different fastening options 8 a and b a different type of disk.

Die Nockenwelle besteht aus einem die Welle bildenden Profilstab 1, Einlaß-Nocken-Scheiben 2, Auslaß-Nocken-Scheiben 3 und Lager-Scheiben 4. Letztere sind zentrisch entsprechend dem Profilstab 1 gelocht und kreisrund, während die Nocken scheiben 2,3 exzentrisch ausgebildet sind. The camshaft consists of a profile rod 1 forming the shaft, inlet cam disks 2, outlet cam disks 3 and bearing disks 4. The latter are perforated centrally corresponding to the profile rod 1 and circular, while the cam disks 2.3 are eccentric are.

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Der Profilstab 1 kann unterschiedliche Profilformen haben, z.B. Vollprofil mit rundem Querschnitt (KLg. 5a), Hohlprofil mit rundem Querschnitt (Hg. 5b), bevorzugt aber Mehrkanthohlprofil (Fig. 5c) für 4- und 8-Zylindermotoren und (Fig. 5d) für 6-Zylindermotore. Sie Einlaß-Nocken-Scheiben 2 haben gemäß Fig. eine dem Hohlprofil 1 eng angepaßte Lochung die gegenüber der Lochung der Auslaß-Hocken-Scheiben im Beispiel Pig. 3, Fig. 4 um 18° =e£verdreht ist, damit die richtige Steuvirung erfolgen kann.The profile bar 1 can have different profile shapes, e.g. full profile with a round one Cross-section (KLg. 5a), hollow profile with a round cross-section (Hg. 5b), but preferably polygonal hollow profile (Fig. 5c) for 4- and 8-cylinder engines and (Fig. 5d) for 6-cylinder engines. You have inlet cam disks 2 according to Fig. a hole closely matched to the hollow profile 1 opposite the hole in the outlet squat washers in the example of Pig. 3, Fig. 4 is rotated by 18 ° = e £, so that the correct control can take place.

In Fig. 6a bis c ist ein Hohl-Profilstab 1 mit einer über seine gesamte Länge verlaufenden Führungsnase 1a gezeigt, der zur radialen Festlegung der Scheiben 2,3 und 4 dient. Diese Anordnung erfordert eine jeweils anderes orientierte (um 90° versetzte Ausbildung der entsprechenden Scheibenlochung, so daß für einen 4—Zylinder- 8-Ventilmotor acht unterschiedliche Scheiben benotigt werden.In Fig. 6a to c is a hollow profile bar 1 with a guide nose 1a extending over its entire length is shown, which is used for radial fixing the disks 2, 3 and 4 is used. This arrangement requires a different one in each case oriented (by 90 ° offset formation of the corresponding disc perforation, so that for a 4-cylinder, 8-valve engine eight different ones Discs are needed.

Die axiale Befestigung der Scheibe 1 ist bei 1b gezeigt.The axial fastening of the disk 1 is shown at 1b.

Weitere Varianten der Befestigung zeigen die Figuren 7a (Schweißen), 7b (Schraube), 7c (Niet), 7d und f durch separate Distanzstücke 5» 7e und f durch angefounte Stege 5& als Distanzhalter.Further variants of the fastening are shown in FIGS. 7a (welding), 7b (screw), 7c (rivet), 7d and f through separate spacers 5 »7e and f through attached webs 5 & as spacers.

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In Pig. 8a und b ist eine !Scheibe 3 aus Kunststoff gezeigt, die eine Hülse 3a als Halteteil auf dem Profilstab 1, einen Stegteil 3b und eine Lauffläche 3c aufweist, welche mit einem Hing 3d aus Lagermetall belegt ist.In Pig. 8a and b, a disk 3 made of plastic is shown, which has a sleeve 3a as a holding part on the Profile bar 1, a web part 3b and a tread 3c, which with a Hing 3d is occupied by bearing metal.

Sie Erfindung umfaßt wellen- bezw. achsartige Profilstäbe i mit zentrischen und/oder exzentrischen Scheiben 2,3,4- (Nocken bezw. Lagern) in zusammengesetzter Ausführung.You invention includes wave respectively. axis-like profile bars i with centric and / or eccentric Discs 2,3,4- (cams or bearings) in composite design.

Die Nockenwelle besteht aus einem vollen oder rohrförmigen Profil und zentrischen (Lager) oder exzentrischen Scheiben (Nocken), die in Abständen auf das Profil montiert, die oben beschriebene Welle bilden.The camshaft consists of a solid or tubular Profile and centric (bearings) or eccentric discs (cams) spaced apart mounted on the profile, the one described above Form wave.

Die Voll- bezw. Hohlwellen bestehen aus Stahl, NE-Werkstoffen oder Kunststoffen und sind am Außenumfang vorzugsweise profiliert, um dadurch verschiedene fixierte Stellungen der exzentrischen Nocken in Drehrichtung durch einfaches axiales Aufstecken zu ermöglichen. Die Wellen können am Außenumfang auch kreisförmig sein; die Stellung der Hocken wird dann durch eine Befestigung nach der Hontage erzielt.The full or Hollow shafts are made of steel, non-ferrous materials or plastics and are on Outer circumference preferably profiled to thereby different fixed positions of the eccentric Cam in the direction of rotation by simple to allow axial attachment. The waves can also be circular on the outer circumference being; the position of the squat is then achieved by a post-honing fixation.

• ·• ·

Während anstelle des Vollprofils ein Hohlprofil zur Gewichtsersparnis führen soll, hängt die geometrische Form, des Außenprofils ab von der Anzahl der notwendigen Stellungen der Nocken auf der Welle (z.B. ein achteckiges Profil für eine Nockenwelle für einen 4- bzw. 8-zylindrisehen Verbrennungsmotor)·While instead of the full profile, a hollow profile should lead to weight savings, it depends geometric shape, of the outer profile from the number of necessary positions of the cams on the shaft (e.g. an octagonal profile for a camshaft for a 4- or 8-cylinder view Combustion engine)

Die Nocken können spanend oder spanlos hergestellt sein und bestehen z.B. aus Sinterstahl, aus kalt- oder warmverformbaren metallischen Werkstoffen oder Kunststoffen.The cams can be made with or without cutting and consist e.g. of sintered steel, made of cold or hot deformable metallic materials or plastics.

Sie können aus einem Stück bestehen oder auch mehrteilig sein, wie t.B. das Einbringen von verschleißfesten Teilen an den Stellen, an denen die Nocken auf Verschleiß beansprucht werden, oder durch eine lamellenartige Zusammensetzung, damit eine wirtschaftliche Fertigung z.B. durch Feinschneiden oder Stanzen ermöglicht wird. Die Nocken weisen eine Bohrung auf, die entsprechend dem Profil der Welle profiliert ist. Die Stellung des Profils zur geometrischen Form des Nockens ist genau definiert, so daß durch einfaches Hontieren auf der Welle sich die notwendigen Stellungen der Nocken auf der Welle in Ifinf angsrichtung ergeben.They can consist of one piece or be made up of several parts, like t.B. the introduction of wear-resistant Parts at the points where the cams are subjected to wear or by a lamellar composition, so that an economical production is made possible, e.g. by fine blanking or punching. The cams have a bore that is profiled according to the profile of the shaft is. The position of the profile to the geometric shape of the cam is precisely defined so that by simply honing on the shaft the necessary positions of the cams on the shaft in Ifinf angsrichtung result.

Die Innenkontur der Nocken kann auch kreisförmig ausgebildet sein, wenn diese mit einer runden Welle gepaart werden. In diesem Falle wird die Stellung der Nocken durch Vorrichtungen und Befestigungsmittel fixiert.The inner contour of the cams can also be circular be designed when these are paired with a round shaft. In this case, the position of the cam fixed by devices and fasteners.

Um eine funktionsfähige Welle zu erhalten, nüssen die zentrischen und exzentrischen Scheiben sowohl in axialer Richtung als auch in TMfangerichtung befestigt werden. Die Festlegung kann erfolgen:To get a functional shaft, nuts the centric and eccentric disks both in the axial direction and be fastened in the direction of TM The definition can be made:

in axialer Richtung, z.B. durch Schweißen, Kleben, Löten, Schrumpfen, Verschrauben, Vernieten oder ähnliche Befestigungen oder auch durch bei der Herstellung der Nocken mit vorgesehene Ansätze, die den Abstand der Nocken von einander vorgeben. Diese Abstandshalter zwischen den Nocken und Scheiben können auch separat gefertigte Teile sein;in the axial direction, e.g. by welding, gluing, soldering, shrinking, screwing, riveting or Similar fastenings or using approaches provided in the production of the cams, which specify the distance between the cams from each other. These spacers between the cams and Discs can also be parts manufactured separately;

in TMfangsrichtung, in erster Linie durch die Paarung zueinander passender Profile, oder durch die oben beschriebenen Befestigungsmöglichkeiten. Die Befestigung in TMfangsrichtung und axialer Sichtung kann auch durch das gleiche Befestigungsmittel erreicht werden.in the direction of TM, primarily through the Pairing of profiles that match each other, or using the fastening options described above. The fastening in the circumferential direction and axial sighting can also be carried out by the same fastening means can be achieved.

Die Wellen und achsartige Teile können gegebenen- | falls auch ganz oder teilweise aus Kunststoff oder | aus KE-Metallen bestehen, wobei auch folgende Kombinationen denkbar sind:The shafts and axle-like parts can be given | if also completely or partially made of plastic or | consist of KE metals, whereby the following combinations are also conceivable:

Einlegen einer Welle in eine Spritzguß- oder Preßform mit dem Ziel, Nocken oder scheibenartige Teile in einem vorher bestimmten Abstand auszuformen, der durch das Werkzeug erzielt wird.Insertion of a shaft into an injection molding or compression mold with the aim of creating a cam or disk-like To form parts at a predetermined distance achieved by the tool will.

Einlegen einer Welle mit den dazugehörigen Scheiben oder Nocken in ein Werkzeug oder Vorrichtung mit dem Ziel, die Teile in richtigem Abstand zueinander lagerichtig zu fixieren.Insertion of a shaft with the associated disks or cams in a tool or Device with the aim of fixing the parts in the correct position at the correct distance from one another.

Bas wellen- oder achsartige Teil kann auch einstückig aus Kunststoff oder KE-Metallen erzeugt werden. Sollte es auch Verschleißgründen notwendig sein, einzelne Partien zu verstärken, so kann dies durch Einlegen von verschleißfesten Werkstoffen in die oben aufgezeigten Formen erfolgen.The wave-like or axis-like part can also be produced in one piece from plastic or KE metals will. If it is also necessary to reinforce individual sections for reasons of wear and tear, this can be done by inserting wear-resistant materials into the shapes shown above respectively.

Im Falle, daß eine Hohlwelle verwendet wird, bietet diese neben der Gewichteeinsparung die zusätzliche Möglichkeit zur Zuführung von Kühle- oder Schmiermitteln. Außerdem kann sie anderweitig konstruktiv genutet werden· In the event that a hollow shaft is used, this offers not only weight savings, but also the additional possibility of supplying coolants or lubricants. It can also be constructively grooved in other ways

Claims

m PAPPROTH ^ ^ nLebeid, Sn 20. Λ11 1979 LOdenscheid - Oenekinger Weg 721 (02351) 20655 Az .: 24.66 Utility model registration for Mr. Werner Grammel Eichendorffstr. 3 5980 Verdohl Title: "Camshaft" Protection claims:

1. Camshaft for controlling the intake and exhaust valves in internal combustion engines for automobiles and the like, characterized in that they consist of a profile rod forming the shaft (1) and Hehreren the cams respectively. forming the camps on the profile bar (1) and in

the end position is immovable both axially and radially held eccentric respectively. centric disks (2,5,4), the Discs (2,3,4) according to the profile bar cross-section are perforated.

2. camshaft according to claim 1, characterized in that that the profile bar (1) is a hollow profile.

3 «camshaft according to claim 1 or 2, characterized in that the profile rod (1) from Non-ferrous metal, in particular aluminum.

4-. Camshaft according to Claim 1 or 2, characterized in that the profile rod (1) consists of Steel is made.

5 · Camshaft according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the profile bar (1) is made of plastic.

6. Camshaft according to claim 1 to 5, characterized in that the eccentric, the cams forming disks (2,3) uid the centric,

lilt tillilt til

the bearing-forming disks (4) are non-positively fastened, for example by shrinking, in the correct position on the profile bar (1).

7 * Camshaft according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the disks (2, 3, 4) cohesively, e.g. by gluing, soldering or Welding are fastened in the correct position on the profile bar (1).

8. Camshaft according to one of claims Λ to 7 »characterized in that the discs (2,3,4) are positively connected, for example by screws, to the profile rod (1).

9. Camshaft according to one of claims 1 to 8, characterized in that the profile rod (1) is designed as a regular polygonal profile.

10. Camshaft according to one of claims 1 to 9 »characterized in that the discs (2,3,4) Stamped parts are.

11. Camshaft according to one of claims 1 to 9 t characterized in that the disks (2, 3, 4) are made of sintered metal, e.g. sintered steel.

12. Camshaft according to one of claims 1 to 11, characterized in that between the discs (2,3,4) on the profile bar (1) separate spacers (5) are arranged.

13 * camshaft according to claim 12, characterized in that that each disc (2,3,4) at least one side extending in the axial direction having molded spacer (5a).

14. Camshaft according to one of claims 1 to 11, characterized in that as a spacer bracket for the disks (2,3,4) in the axial direction of the profile bar (1) between the disks (2,3,4) is plastic coated.

15. Camshaft according to one of claims 1 to 9 « characterized in that the disks (2,3,4) are plastic parts with a metallic running surface (3d) are·