EP0535031B1 - Vorrichtung zur verteilung von öl in einer nockenwelle - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, as known for example from FR-A-54 24 94.
- one and the same oil flow within the oil channel, which runs centrally in an insert arranged in the camshaft, can be routed to distant lubrication points and within the cavity, which exists between the insert and the camshaft, to nearby lubrication points.
- the invention has for its object to provide a device for distributing oil in a camshaft, which makes it possible to conduct several oil flows independently of one another within the camshaft.
- This device for distributing oil enables the targeted guidance of a first and a second oil flow within a camshaft.
- the oil flows are completely separated from one another and can therefore have different pressures, mass flows, flow directions, etc.
- the oil channel arranged centrally in the insert is connected to an oil circuit via a first, radially running channel and leads a first oil flow, for example from one end of the camshaft to one or more bearing points.
- the oil channel is coaxially enclosed at least in sections by an annular cavity which is located between the coaxially enclosed annular cavity which extends between the insert and the camshaft.
- a second oil flow is conducted in this cavity and is connected to the oil circuit via a second channel.
- the insert has a first sealing section which axially delimits the cavity on one side and separates the oil flows from one another.
- the device is advantageously suitable for various applications.
- two oil flows can be fed into the oil channel or the cavity from one end of the camshaft in order to ensure the lubrication of bearing points via the first channel, while hydraulically activatable and deactivatable cams are actuated with the aid of the second channel.
- the device can be used to actuate a hydraulically actuated phase converter.
- the phase converter changes the relative rotational position between the intake and exhaust camshafts of an internal combustion engine by axially displacing an actuating piston in two end positions.
- a pressure oil flow is fed through one of the channels into the camshaft, while the unpressurized oil volume displaced by the control piston is discharged via the second channel.
- the insert is lightweight, cost-saving and tolerance-insensitive to manufacture from plastic and is pressed into the camshaft with a slight oversize. To avoid transverse vibrations of the insert in the camshaft, it is provided in the region of the cavity with ribs arranged between the oil channel and the inner surface of the camshaft, which divides the cavity into several oil grooves.
- the first sealing section consists of several radially acting sealing elements, which effectively separate the oil flows from one another and prevent vibrations of the insert in this area.
- a hollow, built-up camshaft 1 of an internal combustion engine, not shown, has cams 2 for actuating lift valves, also not shown, and is held in several bearing points 3.
- an axially extending insert 4 is provided within the camshaft 1, in which a central oil passage 5 is arranged, which extends from an open end 6 of the camshaft 1 to close to the opposite end of the section E. From the end 6, the oil channel 5 is coaxially surrounded along a section H by a cavity 7 which is formed between the oil channel 5 and the inner surface 8 of the camshaft 1.
- the insert 4 has a first sealing section 9, which consists of a plurality of axially spaced, radially acting sealing elements 10.
- the oil channel 5 is connected via a radial first channel 15 to a first bearing 3, which is connected to an oil circuit, not shown, of the internal combustion engine.
- the cavity 7 is connected to the sealing section 9 via a radially extending, second channel 16 with a second bearing 3a, which is also connected to the oil circuit.
- the insert 4 has a cover 18 which closes the oil channel 5 and which together with the adjoining one Part of the insert 4 forms a second sealing section 19.
- the sealing sections 9 and 19 are designed adjacent to the first channel 15 such that an annular gap 20 coaxially surrounding the oil channel 5 remains between them and the inner surface 8.
- Radially protruding ribs 21 are arranged along the section H from the oil channel 5 and support the insert 4 in the region of the cavity 7 against the surface 8 and thus avoid vibrations of the insert 4 in the camshaft 1. 2, the ribs 21 subdivide the cavity 7 into axially extending oil grooves 22.
- the first sealing section 9 and the cavity 7 are designed adjacent to the second channel 16 in such a way that between them and the inner surface 8 there is another, coaxially enclosing the oil channel 5 Annular gap 20 remains.
- a bush 23 is pressed in oil-tightly, which receives the oil channel 5 and delimits the cavity 7 so that the oil flowing in it from a bore 24 of the camshaft 1 according to FIG Phase converter 25 arrives.
- the sealing elements 10 of the sealing section 9 are designed in the manner of a truncated cone in accordance with FIG. 1, but can also be shaped like a bead in accordance with a second embodiment (FIG. 3) from cylindrical rings 30 or in accordance with a third embodiment (FIG. 4).
- the sealing element 10 adjacent to the second channel 16 is cylindrical.
- the second sealing section 19 and the part of the oil channel 5 supported in the bush 23 have circumferential sealing lips 31.
- the insert 4 can be produced in a simple manner from a filled plastic, for example PA66 GF35, the cover 18 being applied by means of ultrasonic welding. During assembly, the complete insert 4 is pushed into the camshaft 1 in such a way that the oil channel 5 is flush with the camshaft 1 at the end 6, then the bushing 23 is pressed in.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie zum Beispiel aus der FR-A-54 24 94 bekannt.
- Mit einer solchen Anordnung kann ein und derselbe Ölstrom innerhalb des Ölkanales, der zentral in einem in der Nockenwelle angeordneten Einsatz verläuft, zu entfernt liegenden Schmierstellen und innerhalb des Hohlraumes, den es zwischen dem Einsatz und der Nockenwelle gibt, zu nahe gelegenen Schmierstellen geführt werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verteilung von Öl in einer Nockenwelle zu schaffen, die es ermöglicht, mehrere Ölströme innerhalb der Nockenwelle unabhängig voneinander zu führen.
- Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen benannt.
- Diese Vorrichtung zur Verteilung von Öl ermöglicht die gezielte Führung eines ersten und eines zweiten Ölstromes innerhalb einer Nockenwelle. Die Ölströme sind dabei völlig voneinander getrennt und können daher unterschiedliche Drücke, Massenströme, Strömungsrichtungen etc. aufweisen. Der zentral in dem Einsatz angeordnete Ölkanal ist über einen ersten, radial verlaufenden Kanal an einen Ölkreislauf angeschlossen und führt einen ersten Ölstrom z.B. von einem ende der Nockenwelle zu einer oder zu mehreren Lagerstellen. Der Ölkanal ist zumindest abschnittsweise von einem kreisringförmigen Hohlraum koaxial umschlossen, der sich zwischen dem kreisringförmigen Hohlraum koaxial umschlossen, der sich zwischen dem Einsatz und der Nockenwelle erstreckt. In diesem Hohlraum wird ein zweiter Ölstrom geführt, der über einen zweiten Kanal an den Ölkreislauf angeschlossen ist.
Zwischen erstem und zweitem Kanal weist der Einsatz einen ersten Dichtabschnitt auf, der den Hohlraum axial einseitig begrenzt und die Ölströme voneinander trennt. - Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise für verschiedene Anwendungsfälle geeignet. So können beispielsweise von einem Ende der Nockenwelle aus zwei Ölströme in den Ölkanal bzw. den Hohlraum eingespeist werden, um über den ersten Kanal die Schmierung von Lagerstellen zu sichern, während mit Hilfe des zweiten Kanales hydraulisch zu- und abschaltbare Nocken betätigt werden.
In einem weiteren Anwendungsfall kann die Vorrichtung zur Betätigung eines hydraulisch beaufschlagten Phasenwandlers dienen. Der Phasenwandler ändert dabei die relative Drehlage zwischen Einlaß- und Auslaßnockenwelle einer Brennkraftmaschine durch axiales Verschieben eines Stellkolbens in zwei Endlagen. Je nach Verstellrichtung des Stellkolbens wird ein Druckölstrom durch einen der Kanäle in die Nockenwelle gespeist, während das von dem Stellkolben verdrängte, drucklose Ölvolumen über den zweiten Kanal abgeführt wird. - Der Einsatz ist leichtgewichtig, kostensparend und toleranzunempfindlich aus Kunststoff herstellbar und wird mit einem geringfügigen Übermaß in die Nockenwelle eingepreßt.
Zur Vermeidung von transversalen Schwingungen des Einsatzes in der Nockenwelle ist er im Bereich des Hohlraumes mit zwischen dem Ölkanal und der inneren Oberfläche der Nockenwelle angeordneten Rippen versehen, die den Hohlraum in mehrere Ölnuten unterteilt.
Der erste Dichtabschnitt besteht aus mehreren radial wirkenden Dichtelementen, die die Ölströme wirksam voneinander trennen und Schwingungen des Einsatzes in diesem Bereich vermeiden. - Anhand von Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig.1
- einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung,
- Fig.2
- vergrößert einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig.1,
- Fig.3
- vergrößert eine zweite Ausführungsform einer Einzelheit X gemäß Fig.1,
- Fig.4
- vergrößert eine dritte Ausführungsform einer Einzelheit X gemäß Fig.1,
- Fig.5
- vergrößert eine Einzelheit Y gemäß Fig.1 und
- Fig.6
- vergrößert eine Einzelheit Z gemäß Fig.1.
- Eine hohle, gebaute Nockenwelle 1 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine weist Nocken 2 zur Betätigung von ebenfalls nicht gezeigten Hubventilen auf und ist in mehreren Lagerstellen 3 gehalten. Entlang eines Abschnittes E ist innerhalb der Nockenwelle 1 ein sich axial erstreckender Einsatz 4 vorgesehen, in dem ein zentral verlaufender Ölkanal 5 angeordnet ist, der von einem offenen Ende 6 der Nockenwelle 1 aus bis nahe an das gegenüberliegende Ende des Abschnittes E verläuft.
Von dem Ende 6 aus ist der Ölkanal 5 entlang eines Abschnittes H koaxial von einem Hohlraum 7 umgeben, welcher zwischen dem Ölkanal 5 und der inneren Oberfläche 8 der Nockenwelle 1 ausgebildet ist.
In einem zwischen dem Abschnitt E und dem Abschnitt H verbleibenden Abschnitt D weist der Einsatz 4 einen ersten Dichtabschnitt 9 auf, der aus mehreren axial beabstandeten, radial wirkenden Dichtelementen 10 besteht. - Der Ölkanal 5 ist über einen radial verlaufenden, ersten Kanal 15 mit einer ersten Lagerstelle 3 verbunden, die an einen nicht gezeigten Ölkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
Der Hohlraum 7 ist benachbart des Dichtabschnittes 9 über einen radial verlaufenden, zweiten Kanal 16 mit einer zweiten Lagerstelle 3a verbunden, die ebenfalls an den Ölkreislauf angeschlossen ist. - An dem dem Ende 6 gegenüberliegenden Ende 17 weist der Einsatz 4 einen den Ölkanal 5 verschließenden Deckel 18 auf, der gemeinsam mit dem angrenzenden Teil des Einsatzes 4 einen zweiten Dichtabschnitt 19 bildet. Die Dichtabschnitte 9 und 19 sind benachbart des ersten Kanales 15 derart gestaltet, daß zwischen ihnen und der inneren Oberfläche 8 ein den Ölkanal 5 koaxial umschließender Ringspalt 20 verbleibt.
- Entlang des Abschnittes H sind von dem Ölkanal 5 aus radial vorstehende Rippen 21 angeordnet, die den Einsatz 4 im Bereich des Hohlraumes 7 gegen die Oberfläche 8 abstützen und so Schwingungen des Einsatzes 4 in der Nockenwelle 1 vermeiden.
Gemäß Fig. 2 unterteilen die Rippen 21 den Hohlraum 7 in axial verlaufende Ölnuten 22. Der erste Dichtabschnitt 9 und der Hohlraum 7 sind benachbart des zweiten Kanales 16 derart gestaltet, daß zwischen ihnen und der inneren Oberfläche 8 ein weiterer, den Ölkanal 5 koaxial umschließender Ringspalt 20 verbleibt. - An dem vorderen Ende 6 der Nockenwelle 1 ist eine Buchse 23 öldicht eingepreßt, die den Ölkanal 5 aufnimmt und den Hohlraum 7 so begrenzt, daß das in ihm strömende Öl aus einer.Bohrung 24 der Nockenwelle 1 gemäß Fig.6 in einen nicht näher gezeigten Phasenwandler 25 gelangt.
- Die Dichtelemente 10 des Dichtabschnittes 9 sind gemäß Fig.1 kegelstumpfartig gestaltet, können aber auch gemäß einer zweiten Ausführungsform (Fig.3) aus zylindrischen Ringen 30 oder gemäß einer dritten Ausführungsform (Fig.4) wulstartig geformt sein. In allen Ausführungsformen ist das dem zweiten Kanal 16 benachbarte Dichtelement 10 zylindrisch gestaltet.
Der zweite Dichtabschnitt 19 und der in der Buchse 23 gelagerte Teil des Ölkanales 5 weisen umlaufende Dichtlippen 31 auf. - Der Einsatz 4 ist in einfacher Weise aus einem gefüllten Kunststoff, z.B. PA66 GF35, herstellbar, wobei der Deckel 18 mittels Ultraschallschweißen aufgebracht ist.
Bei der Montage wird der komplette Einsatz 4 derart in die Nockenwelle 1 eingeschoben, daß der Ölkanal 5 an dem Ende 6 bündig mit der Nockenwelle 1 abschließt, anschließend wird die Buchse 23 eingepreßt. - Beim Betrieb einer mit der Vorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine wird über eine einen Teil des ersten Kanales 15 bildende Bohrung 32 in der Nockenwelle 1 Drucköl in den Ringkanal 20 eingespeist, welches durch den Ölkanal 5 in den Phasenwandler 25 gelangt. Dieses Öl wird aus einem Ölkreislauf der Brennkraftmaschine über die erste Lagerstelle 3 zugeführt.
Druckloses Öl wird dabei aus dem Phasenwandler 25 über die Bohrung 24 in die Ölnuten 22 geleitet und über den zweiten Kanal 16 und die zweite Lagerstelle 3 in den Ölkreislauf zurückgeführt.
Bei erneuter Betätigung des Phasenwandlers wird das Drucköl über die zweite Lagerstelle 3 in die Ölnuten 22 geführt, das drucklose Öl strömt in dem Ölkanal 5 vom Phasenwandler 25 zur ersten Lagerstelle 3.
Claims (3)
- Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, die an einen Ölkreislauf angeschlossenen Lagerstellen und einen sich axial innerhalb der Nockenwelle erstreckenden, zylindrischen Einsatz (4) aufweist, welcher einen Hohlraum zwischen der Nockenwelle und dem Einsatz (4) begrenzt und einen zentral verlaufenden Ölkanal (5) aufweist, der einen ersten Ölstrom führt und über einen ersten Kanal (15) in einer ersten Lagerstelle (3) mit dem Ölkreislauf verbunden ist, wobei
der Einsatz (4) zumindest abschnittsweise von dem einen zweiten Ölstrom führenden Hohlraum (7) koaxial umgeben ist, welcher über einen zweiten Kanal (16) an den Ölkreislauf angeschlossen ist, und wobei
der Einsatz (4) zwischen dem ersten Kanal (15) und dem zweiten Kanal (16) einen den Hohlraum (7) axial begrenzenden, radial wirkenden. Dichtabschnitt (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt mit mehreren axial beabstandeten Dichtelementen (10) versehen ist, wobei der Einsatz (4) beiderseits des Dichtabschnittes (9) je einen, den den ersten Ölstrom führenden Ölkanal (5) benachbart der Kanäle (15, 16) koaxial umschließenden Ringspalt (20) aufweist,
und daß der zweite Kanal (16) über eine zweite Lagerstelle (3a) mit dem Ölkreislauf verbunden ist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) im Bereich des Hohlraumes (7) radial vorstehende, den Einsatz (4) in der Nockenwelle (1) abstützende Rippen (21) aufweist.
- Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) benachbart des ersten Kanals (15) einen zweiten, radial wirkenden Dichtabschnitt (19) aufweist.
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