EP0839990B1 - Assembled camshaft - Google Patents
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- EP0839990B1 EP0839990B1 EP97116683A EP97116683A EP0839990B1 EP 0839990 B1 EP0839990 B1 EP 0839990B1 EP 97116683 A EP97116683 A EP 97116683A EP 97116683 A EP97116683 A EP 97116683A EP 0839990 B1 EP0839990 B1 EP 0839990B1
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- camshaft
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/08—Shape of cams
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2101—Cams
Definitions
- the invention relates to a built camshaft, in particular for internal combustion engines, with a shaft body, on which separately manufactured cams are fixed are.
- Built camshafts for example with a steel tube as the shaft body, can have various attached or attached parts, namely cams, sprocket mount, Thrust bearings, thrust bearing shoulder, signal transmitter, sprocket or the like.
- a camshaft is said to be “built” if the shaft body and the Cams manufactured in a separate manner and the essentially finished Cams on the shaft body, e.g. by being attached. Such built Camshafts and their assembly are described in DE 41 21 951 C1 and in DE 195 20 306 A1.
- Camshafts e.g. are cast from iron. Be camshafts traditionally for this very reason, i.e. with the cams, cast because the one-piece molding of the cams during casting is a very economical method of manufacture is.
- cast iron can also be used when the camshaft to be cast entirely from a single part (i.e. with the cams); it reference is made to US-A-52 998 81.
- the one-piece cast with the cam shaft body by a multi-part Steel shaft body must be replaced to save costs.
- the one-piece camshafts can also be produced as hollow bodies; in this connection reference is made to GB-PS 15 96 442, GB-PS 11 91 202, JP-A-619 959, EP 0 154 787 B1 and EP 0 272 471 B1. Cast camshafts are usually made so that they the cams and other functional parts embrace in one piece when pouring.
- Cams are used, not only can be machined very precisely (accuracy on the order of micrometers), but also at least one because of the kinematics of the lever linkage require concave area in circumference. Under a "concave" area is in In this sense, a circumferential cam section with over two geometric turning points decreasing and increasing radius of the cam. The lever roller runs through the concave peripheral section like a car wheel a bump. Of course, the concave circumferential area should also be exact how the other parts of the cam circumference are machined. The inventor recognized that these accuracy regulations only with economically justifiable means for individually manufactured cams, e.g. can be achieved by sintering. If lever linkage to be operated by the cams, practically only come built Camshafts in question.
- camshafts of internal combustion engines are already based on vibration technology Aspects balanced by shaping the shaft, so that if possible optimal running smoothness at all possible speeds is present.
- Such balancing comes from one, for example starting from of a steel tube, camshaft built is not really out of the question since one Steel pipe with economically and safety-related means as well as with that cannot balance the required micrometer accuracy.
- optimal Balanced camshafts are only available in cast iron stores. With these However, camshafts (see above) cannot be used with the cam itself the accuracy required by modern technology.
- the invention has for its object an alternatively produced shaft body to be specified for a camshaft.
- the solution according to the invention exists for the built-in camshaft with a shaft body on which separately manufactured cams can be fixed in that a manufactured by casting Shaft body is provided.
- the invention provides a cast camshaft for receiving a large number of cam parts for producing a composite or built camshaft.
- This camshaft is said to be according to another invention with the exception of the actual cams, if possible, all of their other functional parts, such as sprocket mount, thrust bearing and position encoder, due to manufacturing or in one piece as a fixed part of the cast body.
- the other functional parts of the Shaft production can be molded in one piece.
- a decisive advantage of the invention is that the cast shaft body already in its manufacture in optimally balanced in terms of vibration technology is to be shaped. According to another invention, namely the shaft is beneficial in manufacturing profiled according to the predetermined balancing rules become.
- the shaft body of camshafts can e.g. according to EP 0 272 471 B1 mentioned at the beginning using glass bodies with a through hole, with Pour blind holes and / or internal cavity. It's in the frame the invention, when casting the respective cavity already a profile specified on the inside of the shaft to generate immediately so that the shaft essentially the predetermined in this first production step vibrationally balanced accordingly is manufactured.
- an outer profile In addition to or instead of this inner profile comes according to yet another invention, an outer profile - In particular also according to the intended Balancing - in question.
- the shaft body can be made of metallic or non-metallic material, in particular from Iron-carbon material, from alloyed or unalloyed iron, made of lamellar or spheroidal graphite iron or cast steel and from injection molding and the like in the engine compartment of internal combustion engines usable materials.
- the invention relates in the narrower sense only on the one piece with the additional functional parts required for the cams - but without precisely reworked cams - manufactured and if necessary balanced shaft body.
- the individually produced The cams themselves can be made according to known joining processes (see DE 41 21 951 C1 and DE 195 20 306 A1 mentioned above) after essentially complete preprocessing on the shaft body be fixed.
- Fig. 1 shows a built camshaft 1 with a shaft body 2, on which separately manufactured cams 3 are fixed.
- a collar 4 of the shaft body 2 corrugated clamping sleeves 5 serve.
- On the shaft body 2, which according to FIG. 1 preferably consists of a Steel pipe is required to complete the Camshaft 1 usually a hub or sprocket holder 6, an axial bearing 7 with a shoulder 8 and usually also an asymmetrical one Position transmitter 9 (for the first cylinder dead center detection) be fixed.
- the receptacle 6 and / or the shoulder 8 can also be designed as a sprocket.
- the parts 6 to 9 are required to complete a conventionally built 1 can be produced separately.
- Camshaft with shaft body 12 made of cast iron sees externally essentially the same as the completely built one 1.
- the cams 3 can be applied practically the same way with collar 4 and adapter sleeve 5 as in Fig. 1.
- the receptacle 16, the thrust bearing 17, the shoulder 18 and the (asymmetrical) signal transmitter 19 already in one piece on the shaft body 11 during the production of the raw body 20 3 arise.
- an outer layer 21 can be removed, so that the contour according to Fig. 2 is formed.
- the camshaft according to the invention there is a significant advantage of the camshaft according to the invention in that the shaft body 12 already in its shape as a green body 20 (Fig. 3) by casting in the after vibration engineering Viewpoint optimally balanced manufactured can be.
- the shaft body 12 in the area between two cams 3, where no bearings 23 are required, an oval, rectangular or similar non-circular cross-section, to achieve the desired balance.
- the deformation for the purpose of balancing should be done so that the cams 3 is not hindered; Bulges of the outer surface are therefore usually not permitted.
- a hollow cast (or otherwise hollow) camshaft can be achieved. If, for example, within the cast Shaft body 12 or the body 20 a sack-shaped cavity 24 according to Fig. 2 or 3, e.g. by inserting a quartz core, is formed - with the appropriate shape of the core - profiling already when casting on the inner surface manufactured with bulges 25 or indentations 26 that the shaft according to predetermined, e.g. calculated, Rules is already balanced as a raw body.
- Fig. 4 shows an example of the cross section of an inventive on the shaft body 12 to be attached cam 3 which a point of their tread, ie their circumference 27, one has concave region 28 with two turning points 29.
- the inner surface 30 of the cam 3 with a wave profile fitted to the shaft profile of the clamping sleeve 5 (Fig. 1 and 2) become.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine gebaute Nockenwelle, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit einem Wellenkörper, auf dem gesondert hergestellte Nocken fixiert sind. Gebaute Nockenwellen, beispielsweise mit einem Stahlrohr als Wellenkörper, können diverse an- bzw. aufgesetzte Teile besitzen, nämlich Nocken, Kettenradaufnahme, Axiallager, Axiallagerschulter, Signalgeber, Kettenrad oder dergleichen.The invention relates to a built camshaft, in particular for internal combustion engines, with a shaft body, on which separately manufactured cams are fixed are. Built camshafts, for example with a steel tube as the shaft body, can have various attached or attached parts, namely cams, sprocket mount, Thrust bearings, thrust bearing shoulder, signal transmitter, sprocket or the like.
Eine Nockenwelle wird als "gebaut" bezeichnet, wenn der Wellenkörper und die Nocken auf getrennte Weise hergestellt und die im wesentlichen fertig bearbeiteten Nocken auf dem Wellenkörper, z.B. durch Aufstecken, fixiert werden. Solche gebauten Nockenwellen und ihre Montage werden beschrieben in DE 41 21 951 C1 und in DE 195 20 306 A1.A camshaft is said to be "built" if the shaft body and the Cams manufactured in a separate manner and the essentially finished Cams on the shaft body, e.g. by being attached. Such built Camshafts and their assembly are described in DE 41 21 951 C1 and in DE 195 20 306 A1.
Es gibt im Stand der Technik auch einstückig, also mit angeformten Nocken, hergestellte Nockenwellen, die z.B. aus Eisen gegossen sind. Nockenwellen werden herkömmlich gerade deshalb insgesamt, d.h. mit den Nocken, gegossen, weil das einteilige Anformen der Nocken beim Gießen eine sehr wirtschaftliche Herstellungsart ist. Beispielsweise kann auch Gußeisen verwendet werden, wenn die Nokkenwelle insgesamt aus einem einzigen Teil (d.h. mit den Nocken) zu gießen ist; es wird hierzu verwiesen auf US-A-52 998 81. Dort wird unter anderem angegeben, daß der einteilig mit den Nocken gegossene Wellenkörper durch einen mehrteiligen Wellenkörper aus Stahl zu ersetzen ist, um Kosten zu sparen.In the prior art, there are also manufactured in one piece, that is, with molded cams Camshafts, e.g. are cast from iron. Be camshafts traditionally for this very reason, i.e. with the cams, cast because the one-piece molding of the cams during casting is a very economical method of manufacture is. For example, cast iron can also be used when the camshaft to be cast entirely from a single part (i.e. with the cams); it reference is made to US-A-52 998 81. There it is stated, among other things, that the one-piece cast with the cam shaft body by a multi-part Steel shaft body must be replaced to save costs.
Die einstückigen Nockenwellen können auch bereits als Hohlkörper hergestellt werden; in diesem Zusammenhang wird verwiesen auf GB-PS 15 96 442, GB-PS 11 91 202, JP-A-619 959, EP 0 154 787 B1 und EP 0 272 471 B1. Gegossene Nockenwellen werden in der Regel so hergestellt, daß sie die Nocken und sonstigen Funktionsteile bereits beim Gießen einstückig umfassen.The one-piece camshafts can also be produced as hollow bodies; in this connection reference is made to GB-PS 15 96 442, GB-PS 11 91 202, JP-A-619 959, EP 0 154 787 B1 and EP 0 272 471 B1. Cast camshafts are usually made so that they the cams and other functional parts embrace in one piece when pouring.
Bei modernen Brennkraftmaschinen, für die die hier beschriebenen Nockenwellen bevorzugt vorgesehen sind, werden mit Hilfe der Nocken nicht, wie früher, gerade Stößel, sondern Hebel mit angesetzten kleinen Rollen betätigt. Die Rollen laufen an den Nocken ab. Es werden dabei Nocken gebraucht, die nicht nur sehr exakt zu bearbeiten sind (Genauigkeit in der Größenordnung von Mikrometern), sondern auch wegen der Kinematik des Hebelgestänges wenigstens einen konkaven Bereich an Umfang erfordern. Unter einem "konkaven" Bereich wird in diesem Sinne ein Nocken-Umfangsabschnitt mit über zwei geometrische Wendepunkte abnehmenden und wieder zunehmenden Radius der Nocke bezeichnet. Über den konkaven Umfangsabschnitt läuft die Hebelrolle wie ein Autorad durch eine Bodenwelle. Selbstverständlich soll der konkave Umfangsbereich ebenso exakt wie die übrigen Teile des Nockenumfangs bearbeitet werden. Der Erfinder hat erkannt, daß diese Genauigkeitsvorschriften mit wirtschaftlich vertretbaren Mitteln nur bei einzeln gefertigten Nocken, z.B. durch Sintern, zu erreichen sind. Wenn Hebelgestänge durch die Nocken zu betätigen sind, kommen also praktisch nur gebaute Nockenwellen in Frage.In modern internal combustion engines, for the camshafts described here are preferably provided, are not straight with the help of the cams, as before Tappet, but lever operated with attached small rollers. The roles start the cam. Cams are used, not only can be machined very precisely (accuracy on the order of micrometers), but also at least one because of the kinematics of the lever linkage require concave area in circumference. Under a "concave" area is in In this sense, a circumferential cam section with over two geometric turning points decreasing and increasing radius of the cam. The lever roller runs through the concave peripheral section like a car wheel a bump. Of course, the concave circumferential area should also be exact how the other parts of the cam circumference are machined. The inventor recognized that these accuracy regulations only with economically justifiable means for individually manufactured cams, e.g. can be achieved by sintering. If lever linkage to be operated by the cams, practically only come built Camshafts in question.
In dem in DE 23 262 41 A zitierten Stand der Technik werden mit Nocken gegossene Wellen offenbart. Um die Nockenwelle "im Werkstoff optimal an die spezifischen Einsatzbedingungen anzupassen" und trotzdem wirtschaftlich herstellen zu können, soll die bekannte Nockenwelle aus einem massiven oder hohlen Profil oder einer Rundwelle bestehen, auf die gesondert hergestellte Steuerelemente aufzuschieben sind. Die bekannte Profilwelle selbst soll aus Stahl hergestellt werden.In the prior art cited in DE 23 262 41 A, castings are cast with cams Waves revealed. To the camshaft "in the material optimally to the specific Adapt operating conditions "and still be able to manufacture economically, is the known camshaft from a solid or hollow profile or Round shaft exist to be pushed onto the separately manufactured control elements are. The well-known profile shaft itself is to be made of steel.
In DE 25 46 802 A wird eine gebaute Nockenwelle zitiert, deren (getrennt hergestellte) Bestandteile (Wellenkörper und Nocken) aus Vollmaterial bestehen. Dabei wird es als nachteilig angesehen, "daß der gleiche Materialaufwand wie bei einer gegossenen Nockenwelle erforderlich ist". Daraus ergibt sich, daß der Wellenkörper gerade nicht gegossen werden soll.DE 25 46 802 A quotes a built camshaft whose (separately manufactured) Components (shaft body and cams) consist of solid material. Doing so considered it disadvantageous "that the same material expenditure as with a cast Camshaft is required ". It follows that the shaft body is straight should not be poured.
Mittel zum Festlegen von getrennt hergestellten Nocken auf nicht aus Gußeisen bestehenden Wellenkörpern werden beschrieben in DE 195 00 621 A1, US-A-47 83 898, DE 352 10 06 A und DE 33 01 749 A. Means for setting separately manufactured cams on non-cast iron existing shaft bodies are described in DE 195 00 621 A1, US-A-47 83 898, DE 352 10 06 A and DE 33 01 749 A.
In der Praxis werden Nockenwellen von Brennkraftmaschinen bereits nach schwingungstechnischen Gesichtspunkten durch Formgebung des Wellenschafts gewuchtet, so daß möglichst bei allen in Frage kommenden Drehzahlen eine optimale Laufruhe vorliegt. Eine solche Wuchtung kommt bei einer, beispielsweise ausgehend von einem Stahlrohr, gebauten Nockenwelle nicht wirklich in Frage, da man ein Stahlrohr mit wirtschaftlich und sicherheitstechnisch vertretbaren Mitteln sowie mit der zugleich geforderten Mikrometer-Genauigkeit nicht wuchten kann. Derartig optimal gewuchtete Nockenwellen gibt es im Handel nur als Eisenguß. Bei diesen Nockenwellen lassen sich aber (siehe oben) die Nocken selbst nicht mit der von der modernen Technik geforderten Genauigkeit bearbeiten.In practice, camshafts of internal combustion engines are already based on vibration technology Aspects balanced by shaping the shaft, so that if possible optimal running smoothness at all possible speeds is present. Such balancing comes from one, for example starting from of a steel tube, camshaft built is not really out of the question since one Steel pipe with economically and safety-related means as well as with that cannot balance the required micrometer accuracy. So optimal Balanced camshafts are only available in cast iron stores. With these However, camshafts (see above) cannot be used with the cam itself the accuracy required by modern technology.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativ hergestellten Wellenkörper für eine Nockenwelle anzugeben.The invention has for its object an alternatively produced shaft body to be specified for a camshaft.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht für die eingangs genannte gebaute Nokkenwelle mit einem Wellenkörper, auf dem gesondert hergestellte Nocken fixiert werden können, darin, daß ein durch Gießen hergestellter Wellenkörper vorgesehen ist.The solution according to the invention exists for the built-in camshaft with a shaft body on which separately manufactured cams can be fixed in that a manufactured by casting Shaft body is provided.
Demgemäß wird durch die Erfindung eine gegossene Nockenwelle zur Aufnahme einer Vielzahl von Nockenteilen zur Herstellung einer zusammengesetzten bzw. gebauten Nockenwelle geschaffen. Diese Nockenwelle soll gemäß weiterer Erfindung mit Ausnahme der eigentlichen Nocken möglichst alle ihre weiteren Funktionsteile, wie Kettenradaufnahme, Axiallager und Positionsgeber, herstellungsbedingt bzw. einstückig als festen Bestandteil des Gußkörpers umfassen. An den Wellenkörper sollen also außer den eigentlichen Nocken die anderen Funktionsteile bei der Wellenherstellung einstückig angeformt werden.Accordingly, the invention provides a cast camshaft for receiving a large number of cam parts for producing a composite or built camshaft. This camshaft is said to be according to another invention with the exception of the actual cams, if possible, all of their other functional parts, such as sprocket mount, thrust bearing and position encoder, due to manufacturing or in one piece as a fixed part of the cast body. On the shaft body So in addition to the actual cams, the other functional parts of the Shaft production can be molded in one piece.
Dadurch, daß erfindungsgemäß ein einschließlich der genannten weiteren Funktionsteile einstückig "gegossener" Wellenkörper verwendet wird, können die bei herkömmlichen (aufbauend auf einem Stahlrohr) gebauten Nockenwellen erforderlichen Sonderarbeiten zum Aufbringen oder Fixierens der genannten weiteren Funktonsteile, wie Kettenradaufnahme, Axiallager und Positionsgeber, überraschenderweise im wesentlichen eingespart werden. Diese Teile erfordern nämlich beim Ausformen des Wellenkörpers nur Nachbearbeitungen mit geringerer Genauigkeit als die Nocken.The fact that according to the invention including the other functional parts mentioned one-piece "cast" shaft body is used, the conventional (based on a steel tube) built camshafts required Special work to apply or fix the other functional parts mentioned, like sprocket mount, thrust bearing and position transmitter, surprisingly essentially saved. This is because these parts require molding of the shaft body only postprocessing with less accuracy than the cams.
Die erfindungsgemäße Kombination der Herstellungsschritte von herkömmlich gebauten Nockenwellen und herkömmlich gegossenen Nockenwellen bringt also den unerwarteten technischen und wirtschaftlichen Vorteil, daß die hoch exakt zu bearbeitenden Nocken getrennt herstellbar und die weniger exakt zu bearbeitenden übrigen Funktionsteile zusammen mit dem Wellenkörper herstellbar sind. Damit läßt sich eine so präzise wie eine gebaute Nockenwelle mit etwa dem geringen Aufwand einer insgesamt gegossenen Nockenwelle produzieren.The inventive combination of the manufacturing steps of conventionally built Camshafts and conventionally cast camshafts bring that unexpected technical and economic advantage that the highly precise to be machined Cams can be manufactured separately and those that are less precise to process remaining functional parts together with the shaft body are producible. It can be as precise as a built one Camshaft with about the little effort of a total produce cast camshaft.
Ein entscheidender Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der gegossene Wellenkörper bereits bei seiner Herstellung in einer vorgegebenen Weise schwingungstechnisch optimal ausgewuchtet zu formen ist. Gemäß weiterer Erfindung kann nämlich die Welle mit Vorteil bei der Herstellung den vorbestimmten Auswuchtregeln entsprechend profiliert werden.A decisive advantage of the invention is that the cast shaft body already in its manufacture in optimally balanced in terms of vibration technology is to be shaped. According to another invention, namely the shaft is beneficial in manufacturing profiled according to the predetermined balancing rules become.
Es kommen im Rahmen der Erfindung sowohl massive als auch hohle Wellenkörper in Frage. Die Wellenkörper von Nockenwellen lassen sich z.B. nach der eingangs genannten EP 0 272 471 B1 unter Verwendung von Glaskörpern mit durchgehendem Loch, mit Sacklöchern und/oder innerem Hohlraum gießen. Es liegt im Rahmen der Erfindung, beim Gießen des jeweiligen Hohlraums bereits eine auf der Innenseite der Welle vorgegebene Profilierung unmittelbar zu erzeugen, so daß die Welle im wesentlichen schon bei diesem ersten Herstellungsgang den vorbestimmten schwingungstechnischen Gesichtspunkten entsprechend ausgewuchtet fabriziert wird. Zusätzlich oder an die Stelle dieser Innen-Profilierung kommt gemäß noch weiterer Erfindung eine Außen-Profilierung - insbesondere auch entsprechend der vorgesehenen Auswuchtung - in Frage.Both massive and hollow come within the scope of the invention Shaft body in question. The shaft body of camshafts can e.g. according to EP 0 272 471 B1 mentioned at the beginning using glass bodies with a through hole, with Pour blind holes and / or internal cavity. It's in the frame the invention, when casting the respective cavity already a profile specified on the inside of the shaft to generate immediately so that the shaft essentially the predetermined in this first production step vibrationally balanced accordingly is manufactured. In addition to or instead of this inner profile comes according to yet another invention, an outer profile - In particular also according to the intended Balancing - in question.
Der Wellenkörper kann im Rahmen vorliegender Erfindung aus metallischem oder nicht metallischem Werkstoff, insbesondere aus Eisen-Kohlenstoff-Material, aus legiertem oder unlegiertem Eisen, aus Lamellen- oder Kugelgraphiteisen oder -stahlguß sowie aus Spritzguß und dergleichen im Motorenraum von Brennkraftmaschinen einsetzbaren Materialien, bestehen. Die Erfindung bezieht sich im engeren Sinne nur auf den einstückig mit den zusätzlich zu den Nocken erforderlichen Funktionsteilen - aber ohne exakt nachzubearbeitende Nocken - hergestellten und gegebenenfalls gewuchteten Wellenkörper. Die einzeln produzierten Nocken selbst können entsprechend bekannten Fügeprozessen (vgl. die oben genannten DE 41 21 951 C1 und DE 195 20 306 A1) nach im wesentlichen vollständiger Vorbearbeitung auf dem Wellenkörper fixiert werden. In the context of the present invention, the shaft body can be made of metallic or non-metallic material, in particular from Iron-carbon material, from alloyed or unalloyed iron, made of lamellar or spheroidal graphite iron or cast steel and from injection molding and the like in the engine compartment of internal combustion engines usable materials. The invention relates in the narrower sense only on the one piece with the additional functional parts required for the cams - but without precisely reworked cams - manufactured and if necessary balanced shaft body. The individually produced The cams themselves can be made according to known joining processes (see DE 41 21 951 C1 and DE 195 20 306 A1 mentioned above) after essentially complete preprocessing on the shaft body be fixed.
Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine herkömmlich gebaute Nockenwelle, teilweise im Schnitt;
- Fig. 2
- eine erfindungsgemäß gebaute Nockenwelle mit gegossenem Wellenkörper;
- Fig. 3
- das gegossene Rohteil des Wellenkörpers nach Fig. 2; und
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch eine einzelne Nocke.
- Fig. 1
- a conventionally built camshaft, partly in section;
- Fig. 2
- a camshaft built according to the invention with a cast shaft body;
- Fig. 3
- the cast blank of the shaft body according to Fig. 2; and
- Fig. 4
- a cross section through a single cam.
Fig. 1 zeigt eine gebaute Nockenwelle 1 mit einem Wellenkörper
2, auf dem gesondert hergestellte Nocken 3 fixiert sind. Zum
Fixieren der einzelnen Nocke 3 können in einen Bund 4 des Wellenkörpers
2 eingesetzte, gewellte Spannhülsen 5 dienen. Auf
den Wellenkörper 2, der nach Fig. 1 vorzugsweise aus einem
Stahlrohr herzustellen ist, müssen zum Vervollständigen der
Nockenwelle 1 in der Regel eine Nabe bzw. Kettenradaufnahme 6,
ein Axiallager 7 mit Schulter 8 und meist auch ein asymmetrischer
Positionsgeber 9 (für die erste Zylinder-Totpunkt-Erkennung)
fixiert werden. Die Aufnahme 6 und/oder die Schulter 8
können auch selbst als Kettenrad ausgebildet werden. Die Teile
6 bis 9 müssen für die Vervollständigung einer herkömmlich gebauten
Nockenwelle 1 nach Fig. 1 gesondert hergestellt werden.Fig. 1 shows a built
Die Fig. 2 und 3 insgesamt mit 11 bezeichnete erfindungsgemäße
Nockenwelle mit aus Gußeisen bestehendem Wellenkörper 12 sieht
äußerlich im wesentlichen genauso aus, wie die ganz gebaute
Nockenwelle 1 nach Fig. 1. Insbesondere können die Nocken 3
mit Bund 4 und Spannhülse 5 praktisch genauso aufgebracht werden
wie nach Fig. 1. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch
darin, daß die Aufnahme 16, das Axiallager 17, die Schulter
18 und der (asymmetrische) Signalgeber 19 bereits einstükkig
am Wellenkörper 11 bei der Herstellung des Rohkörpers 20
nach Fig. 3 entstehen. Selbstverständlich soll der gegossene
Rohkörper 20 vor der Weiterverarbeitung, insbesondere vor dem
Aufbringen der Nocken 3, an seiner Oberfläche bearbeitet werden;
beispielsweise kann eine Außenschicht 21 abgetragen werden,
so daß die Kontur nach Fig. 2 entsteht. Beim Abtragen der
Außenschicht 21 können auch die Bunde 4 an den für die Nocken
3 vorgesehenen Positionen erzeugt werden.2 and 3 in total designated 11 according to the invention
Camshaft with
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Nockenwelle besteht
darin, daß der Wellenkörper 12 bereits in seiner Form
als Rohkörper 20 (Fig. 3) durch das Gießen
in der nach schwingungstechnischen
Gesichtspunkten optimalen Weise ausgewuchtet fabriziert
werden kann. In diesem Sinne können bereits beim Gießen an der
Oberfläche des Rohkörpers 20 Einbuchtungen 22 an bestimmten
Stellen der Oberfläche vorgesehen werden. Beispielsweise kann
der Wellenkörper 12 im Bereich zwischen jeweils zwei Nocken 3,
an denen keine Lager 23 erforderlich sind, einen ovalen,
rechteckigen oder dergleichen unrunden Querschnitt erhalten,
um die gewünschte Auswuchtung zu erreichen. Die Verformung
zwecks Wuchtung soll so erfolgen, daß das Aufsetzen der Nocken
3 nicht behindert wird; Ausbuchtungen der Außenfläche sind also
in der Regel nicht zulässig.There is a significant advantage of the camshaft according to the invention
in that the
Erfindungsgemäß kann die durch die beschriebene Profilierung
der Wellenkörper-Außenfläche erreichte Auswuchtung aber auch
oder zusätzlich durch entsprechende Profilierung einer hohl
gegossenen (oder auf andere Weise hohl gestellten) Nockenwelle
erreicht werden. Wenn beispielsweise innerhalb des gegossenen
Wellenkörpers 12 bzw. des Rohkörpers 20 ein sackförmiger Hohlraum
24 nach Fig. 2 oder 3, z.B. durch Einsetzen eines Quarzgutkerns,
gebildet wird, kann - bei entsprechender Formgebung
des Kerns - bereits beim Gießen auf der Innenfläche eine Profilierung
mit Ausbuchtungen 25 oder Einbuchtungen 26 so hergestellt
werden, daß die Welle nach vorgegebenen, z.B. berechneten,
Regeln bereits als Rohkörper ausgewuchtet ist.According to the profiling described by
the outer surface of the shaft body also reached balancing
or additionally by profiling a hollow
cast (or otherwise hollow) camshaft
can be achieved. If, for example, within the
Fig. 4 zeigt als Beispiel den Querschnitt einer erfindungsgemäß
auf dem Wellenkörper 12 zu befestigenden Nocke 3, die an
einer Stelle ihrer Lauffläche, also ihres Umfangs 27, einen
konkaven Bereich 28 mit zwei Wendepunkten 29 besitzt. Übrigens
kann die Innenfläche 30 der Nocke 3 mit einem Wellenprofil
passend zum Wellenprofil der Spannhülse 5 (Fig. 1 und 2) ausgestattet
werden.Fig. 4 shows an example of the cross section of an inventive
on the
Es wird eine gebaute Nockenwelle mit einem Wellenkörper, auf dem gesondert hergestellte Nocken fixiert sind, beschrieben. Um zu erreichen, daß die einzelnen Nocken mit höchster Exaktheit und auch mit konkaven Umfangsbereichen bzw. Laufflächen herzustellen sind und zugleich der Wellenkörper in einer aus schwingungstechnischen Gesichtspunkten optimalen Weise auszuwuchten ist, wird ein durch Gießen hergestellter Wellenkörper vorgesehen. An den Wellenkörper können abgesehen von den Nocken alle seine Funktionsteile, wie Kettenradaufnahme, Axiallager und Positionsgeber, herstelllungsbedingt einstückig angeformt werden. It becomes a built-up camshaft with a shaft body the separately manufactured cams are fixed, described. To achieve that the individual cams with the greatest accuracy and also with concave peripheral areas or treads are to be produced and at the same time the shaft body in one optimally balance vibrational aspects is one by pouring manufactured shaft body provided. On the shaft body apart from the cams, all of its functional parts, like Sprocket mount, axial bearing and position encoder, due to manufacturing reasons be molded in one piece.
Claims (3)
- Constructed camshaft, in particular for internal combustion engines, with a shaft member on which separately produced cams (3) are fixed, characterised in that a shaft member (12) produced by casting is provided.
- Camshaft according to claim 1, characterised in that apart from the cams (3), all the functioning parts such as sprocket wheel retainer (16), thrust bearing (17) with shoulder (18) and locator (19) are moulded on in one piece on the shaft member (12) in accordance with production conditions.
- Camshaft according to claim 1 or 2, characterised in that the shaft member (12) is profiled outside (22) and/or inside (25, 26).
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