EP2250362A1 - Nockenwellenmodul - Google Patents

Nockenwellenmodul

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Publication number
EP2250362A1
EP2250362A1 EP09705666A EP09705666A EP2250362A1 EP 2250362 A1 EP2250362 A1 EP 2250362A1 EP 09705666 A EP09705666 A EP 09705666A EP 09705666 A EP09705666 A EP 09705666A EP 2250362 A1 EP2250362 A1 EP 2250362A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
camshaft
cylinder head
bearing
module according
head cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP09705666A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2250362B1 (de
Inventor
Mario Ilgeroth
Andreas Freytag
Alexander Langer
Henrik Wagner
Stefan Retzlaff
Jorge Manuel Miranda Soares
Norbert Schuling
Hans Janssen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Polytec Plastics Germany GmbH and Co KG
Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Original Assignee
Polytec Automotive GmbH and Co KG
ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polytec Automotive GmbH and Co KG, ThyssenKrupp Presta TecCenter AG filed Critical Polytec Automotive GmbH and Co KG
Publication of EP2250362A1 publication Critical patent/EP2250362A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2250362B1 publication Critical patent/EP2250362B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
    • 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
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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
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • 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
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • 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
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the invention relates to a preassembled camshaft module having the features of the preamble of claim 1.
  • a camshaft module is known from German Utility Model DE 201 20 912 U1.
  • a cylinder head cover is provided which integrally has associated with it first bearing halves for the camshaft bearing of a camshaft.
  • the camshafts are inserted into the first bearing halves integrally formed with the cylinder head cover and the second bearing halves are screwed.
  • the individual components cylinder head cover, camshaft and second bearing halves are pre-assembled into a module.
  • This preassembled camshaft module or cylinder head cover module can then be mounted on the cylinder head as a whole.
  • the camshafts receiving the first bearing halves are formed integrally with the cylinder head cover.
  • the cylinder head cover can e.g. not be formed of plastic, but it must be made of a material that is suitable for the bearing halves for mounting the camshaft and has sufficient strength. Therefore, the cylinder head cover according to DE 201 20 912 U1 is made of a suitable metal, e.g. Aluminum, consist.
  • a further disadvantage is that the integrally formed with the cylinder head cover bearing halves must be machined consuming to achieve the necessary for the storage of the camshaft dimensions, tolerances and surface quality.
  • the process of pre-assembly of the camshaft module and its screw connection to the cylinder head of the internal combustion engine in the camshaft module known from DE 201 20 912 U1 is comparatively complicated. After the second bearing halves are bolted to the first, integrally formed with the cylinder head cover bearing halves, the pre-assembled in this way camshaft module must be bolted to separate attachment points and separate screws with the cylinder head.
  • the invention has for its object to provide a preassembled camshaft module according to the preamble of claim 1 is available, in which the pre-assembly of the module and its attachment to the cylinder head is simple, fast and with as few fasteners possible.
  • a cylinder head cover made of plastic.
  • the camshaft is received rotatably supported in separate bearing blocks, and that these bearing blocks are connected to each other at individual attachment points with the cylinder head cover via a fastening means.
  • the camshaft module is firmly connected to the abovementioned fastening points via the same aforementioned fastening means with the cylinder head of the internal combustion engine.
  • the fastening means may be formed as screws. In this way, only one set of screws is needed to pre-assemble the camshaft module and then screw it firmly to the cylinder head.
  • the bearing blocks can be designed as individual bearing blocks or else as so-called double bearing blocks. If they are designed as individual bearing blocks, then the individual bearing blocks can be designed so that they can be connected to one another.
  • the bearing blocks may be formed as a split or as a closed (one-piece) bearing blocks.
  • camshaft module preassembled in this way is then placed on the cylinder head and secured with the same fastening means, e.g. secured to the cylinder head with the same screws used to pre-assemble the camshaft module.
  • one or more plug connections can be provided, by which the bearing blocks receiving the camshafts can be connected to the cylinder head cover, i. are pluggable.
  • the bearing blocks together with the camshaft are first simply plugged together with the cylinder head cover and thereby held together positively, positively or force and form-fitting manner. This mating provides a preliminary assembly of the camshaft module. Then, the bolts are attached to produce the finished preassembled camshaft module.
  • the fastening means are designed as screws, then the screws are preferably inserted or screwed through through bores of the bearing blocks, so that they connect the bearing blocks and the camshafts mounted in the bearing blocks to the cylinder head cover.
  • camshaft module is then subsequently screwed via the same screws with the cylinder head.
  • This assembly of the camshaft module on the cylinder head of the engine is usually only at the vehicle manufacturer in the assembly line for the assembly of the individual engine components.
  • the supplier of the module can thus provide the vehicle manufacturer with a module which can be delivered ready for installation to the assembly line of the vehicle manufacturer.
  • the screws required for mounting the module on the cylinder head are already present and integrated into the pre-assembled module. It is therefore not necessary for the vehicle manufacturer, in turn vorzuhalten screws for mounting the module on the cylinder head and provide on the assembly line.
  • camshaft module according to the invention is removable so that the cylinder head cover can be removed without the camshaft would have to be removed with.
  • the camshafts are e.g. for customer service freely accessible.
  • This is an important advantage over the camshaft module known from DE 201 20 912 U1, in which the cylinder head cover can not be dismantled separately from the camshafts because of the bearing halves formed integrally with the cylinder head cover.
  • the solution according to the invention allows the use of both split and non-split bearing blocks.
  • Non-split pedestals must be pushed onto the shaft body of the camshaft during assembly of the camshaft.
  • split bearing blocks can also be mounted on the camshaft after assembly.
  • the present invention enables the realization of small bearing diameters, i. It can be used bearing blocks whose outer diameter is smaller than the radial extent of the cam of the camshaft. In this way, large bearing diameter, which have a higher friction power than small bearing diameter can be avoided.
  • one or more plug connections can be provided, via which the cylinder head cover and the bearing blocks receiving the camshaft can be connected to one another. NEN. After mating the connectors, the cylinder head cover and the bearing blocks are non-positively, positively or positively and positively connected. The pre-fixed in this way components can then be connected by screwing or inserting the screws together so that the screws hold the individual module components together.
  • receiving bushes are provided on the bearing blocks at the points of attachment points, which may have an internal thread into which the screws are screwed.
  • the receiving sleeves must, however, have no internal thread. It is sufficient to provide only a single thread in the receiving sleeve, so that the screw can be pulled tight enough to hold the modular components together. It would also be conceivable, instead of a thread or a single thread over the choice of suitable tolerances, the holes of the receiving sleeves to be dimensioned so that the screws are merely inserted and hold the module components non-positively and / or positively.
  • the two modules of the camshaft module namely the cylinder head cover and the camshaft (s) are held together with the bearing blocks in the preassembled state such that they can be delivered to the assembly line for the cylinder head assembly at the customer and there with the same fasteners can be attached to the cylinder head, with which the camshaft module is held together.
  • the receiving sleeves can serve as joining partners of such a plug connection and be used for these purposes.
  • the cylinder head cover has recesses at the attachment points through which the receiving sleeves pass. Therefore, the aforementioned plug connection between the cylinder head cover and bearing blocks can be realized in a simple manner between the recesses and the receiving sleeves.
  • At the attachment points can be provided between the receiving sleeve and the respective receiving sleeve associated recess in the cylinder head cover concentric with the receiving sleeve arranged elastomer rings. Through these elastomer rings, the cylinder head cover is acoustically decoupled from the bearing blocks and the cylinder head of the engine. Sound waves are not transmitted to the cylinder head cover because of the elastomer rings, so that no unwanted noise such as droning generated or passed on the cylinder head cover.
  • the cylinder head cover is advantageously made of plastic.
  • weight savings can be realized in comparison with cylinder head covers made of aluminum or other metals.
  • use of cylinder head covers made of plastic compared to those made of metal also offers acoustic advantages, because in cylinder head covers made of plastic emitted from the cylinder head structure-borne sound waves are better attenuated than with cylinder head covers made of metal.
  • the invention is applicable to engines with multiple camshafts.
  • camshaft modules are used with two parallel camshafts.
  • each camshaft is rotatably received via a plurality of bearing blocks in such camshaft modules, wherein each two bearing blocks of each camshaft adjacent to each other and are arranged in alignment with each other in a plane which is transverse to the longitudinal axis of the camshaft.
  • Each pair of adjacent, mutually aligned bearing blocks can be advantageously connected via only three attachment points with the cylinder head cover.
  • the camshaft module is also bolted to these three attachment points with the cylinder head.
  • FIG. 1a is a perspective view of the preassembled camshaft module according to the invention.
  • FIG. 1b is an exploded view of the camshaft module according to FIG. 1a;
  • Fig. 1c is a perspective view of the preassembled camshaft module according to Fig. 1a from below, i. seen from the cylinder head of the engine;
  • FIG. 2 shows a cross section through an adjacent bearing block pair of the camshaft module according to FIG. 1a;
  • Fig. 3 is a longitudinal section through a camshaft of the camshaft module according to Fig. 1a
  • FIG. 4 shows a cross section through a camshaft module in a design for two parallel camshafts and with a double bearing block and elastomeric rings, which are arranged between the receiving sleeve and the cylinder head cover.
  • FIG. 5a is an enlarged view of an outer attachment point of the camshaft module according to FIG. 1a;
  • Fig. 5b is an enlarged view of an attachment point of the camshaft module according to FIG. 1a, which is arranged in the overlapping region of two adjacent bearing blocks.
  • Fig. 1a the camshaft module according to the invention in the pre-assembled state is shown in a perspective view.
  • the cylinder cover 1 is held together with the bearing blocks 5 via screws 8.
  • the bearing blocks 5 take the camshafts 2 rotatably mounted in it.
  • the bearing blocks 5 are completely separate from formed the cylinder head cover 1 formed bearing elements.
  • the bearing blocks 5 are connected at individual attachment points 4 via the screws 8 with the cylinder head cover 1.
  • a total of 15 attachment points 4 are present at which the cylinder head cover 1 is connected to the bearing blocks 5 via the screws 8.
  • Fig. 1a for reasons of clarity, only the outer rows of attachment points 4 are indicated by reference numerals.
  • the arranged between the two camshafts 2 series of attachment points 4 is not marked with reference numerals.
  • the two mutually adjacent bearing blocks 5 of the respective camshaft are connected to each other via a common screw 8.
  • the mutually adjacent bearing blocks 5 of the camshaft 2 have in the area between the two camshafts on an overlap region in which overlap the two bearing blocks.
  • the middle row of the screws 8 in FIG. 1a thus pierces both adjacent bearing blocks 5 in the overlapping area, so that in this overlapping area both bearing blocks are connected to the cylinder head cover 1 via a single screw.
  • a one-piece double bearing block could be used.
  • no overlapping region as in the illustrated embodiment would be present, but the two camshafts receiving bearing openings would be integrally connected to each other via a connecting portion.
  • a bore could then be provided for the passage of the screws 8, but it would also be possible to completely dispense with the screws 8 in the connection region and the double bearing blocks only with the screws 8 arranged on the outside in FIG. 1 a with the cylinder head cover 1 connect to..
  • the arranged at the attachment points 4 screws 8 but not only serve to hold together the assembly formed from camshaft 2 and 5 bearing blocks with the cylinder head cover 1, but they also serve to attach the camshaft module on the cylinder head.
  • the camshaft module shown in Fig. 1a can be supplied by the automotive supplier as a completely pre-assembled module to the vehicle manufacturer, and this camshaft module can then be screwed as it is directly on the assembly line on the cylinder head of the engine. For the vehicle manufacturer, it is not necessary to provide separate mounting screws for the assembly of the camshaft module at the assembly workstation. This simplifies the assembly of the camshaft module according to the invention on the cylinder head in comparison to known camshaft modules, such as the camshaft module known from DE 201 20 912 U1.
  • the cylinder head cover 1 is formed from plastic. This is readily possible because the bearing blocks 5 rotatably supporting the camshafts 2 are designed as bearing elements which are designed to be completely separate from the cylinder head cover.
  • the bearing blocks 5 are preferably formed of metal.
  • Fig. 1b the camshaft module according to Fig. 1a is shown in an exploded view.
  • This illustration is used to better understand the structure of the camshaft module.
  • the bearing blocks 5 and the cylinder head cover 1 form separate components that can be connected via the screws 8 together to form a preassembled camshaft module.
  • a recess 5a or 5b is provided in each bearing block 5.
  • These recesses 5a, 5b are dimensioned so that in the assembled state, the recesses 5a, 5b complement each other to a full material thickness of the bearing block.
  • the receiving sleeves 9 are equipped in the illustrated embodiment with an internal thread, so that the screws 8 can be screwed into the receiving sleeves 9.
  • the screws would form a frictional and / or positive connection between the assembly camshafts 2 with bearing blocks 5 and cylinder head cover 1.
  • sealing rings 20 are arranged, which surround the receiving sleeves 9. These sealing rings 20 are used for acoustic decoupling of the cylinder head cover 1, because by the sealing rings 20 a sound bridge between the cylinder head cover 1 and cylinder head is avoided.
  • a circumferential seal 30 is shown, which ensures the seal against the cylinder head in the mounted state of the camshaft module.
  • FIG. 1 c shows a perspective view of the camshaft module according to FIG. 1 a in the preassembled state.
  • the bearing blocks 5 connected to the cylinder head cover 1 have a planar mounting surface 40. These flat mounting surfaces 40 are supported on corresponding mating surfaces of the cylinder head, when the camshaft module is bolted to the cylinder head.
  • the cylinder head cover 1 has flanges 51, 52, 53, on which the seal 30 is mounted.
  • the flanges 51, 52, 53 are supported on respective mating surfaces of the cylinder head when the camshaft module is mounted, and the gasket 30 seals the space trapped between the cylinder head and the cylinder head cover 1 to the outside.
  • the flanges 51, 52, 53 thus form contact surfaces of the cylinder head cover 1, with which it is in the assembled state in contact with the (not shown) cylinder head.
  • FIG. 2 is a cross section through two mutually adjacent bearing blocks 5 of the camshaft module shown in FIG. 1a.
  • the two mutually adjacent bearing blocks 5 are mutually aligned in one transverse to the longitudinal axis of the camshafts 2 aligned plane.
  • Each camshaft module takes a camshaft 2 rotatably mounted in it.
  • the cylinder head cover 1 has recesses 10, which receive the receiving sleeves 9 of the bearing blocks 5 in it.
  • the receiving sleeves 9 have internal threads into which the screws 8 are screwed. In this way, the component group formed from bearing blocks 5 and camshafts 2 is held together with the cylinder head cover 1.
  • sealing rings 20 are arranged, through which the cylinder head cover 1 is acoustically decoupled from the bearing blocks 5 and thus from the cylinder head.
  • the screws 8 have a collar 8a and that between the collar 8a of the screws 8 and the cylinder head cover 1, a sealing ring 41 is arranged.
  • This sealing ring 41 serves to seal the space enclosed by the cylinder head cover 1 interior relative to the environment.
  • Both bearing blocks 5', 5" have locating sleeves 9, 9 ', 9 " integral with the bearing blocks 5 ', 5 "are formed.
  • the receiving sleeve 9 'of the bearing block 5 1 on the left in Fig. 2 engages in a recess in the overlapping area of the bearing block 5 "shown on the right in Fig. 2.
  • the receiving sleeve 9 'of the left in Fig. 2 illustrated bearing block 5 1 serves as a centering, by which the two bearing blocks 5 1 , 5 "are aligned with each other in the assembled position.
  • the side flanges 51 and 53 are also clearly visible in the illustration of FIG. 2. They carry the seal 30, which serves to seal the area enclosed by the cylinder head cover 1 and the cylinder head, not shown, interior to the environment. As shown in FIG. 2, the bearing blocks 5 on planar mounting surfaces 40 which are supported on corresponding mating surfaces of the cylinder head, not shown, when the camshaft module is mounted on the cylinder head. To attach the camshaft module on the cylinder head, it is only necessary to screw the screws 8 into corresponding threaded holes in the cylinder head. Additional fixing screws are not required.
  • Fig. 3 is a longitudinal section through a camshaft 2 according to Fig. 1a and Fig. 2 is shown.
  • the camshaft is formed with a tubular shaft body.
  • a camshaft can be used, which is designed as a solid shaft.
  • the screws 8, which are arranged spatially behind the camshaft 2 can be seen, which are screwed into the non-visible receiving sleeves 9 of the bearing blocks 5.
  • the illustrated in Fig. 3 far right outside bearing block 5 has in the longitudinal direction of the camshaft 2 extending lugs 70.
  • the lugs 70 are clamped between a camshaft component 71 mounted on the camshaft 2 and the radial collar 73 of a sealing plug 74 pressed into the tubular shaft body of the camshaft 2.
  • the closure plug 74 has a central threaded bore 75 into which a closure element or drive element, not shown, can be screwed.
  • Fig. 4 shows a cross section through an inventive camshaft module in one embodiment for two parallel camshafts, wherein between the receiving sleeves 9 and provided in the cylinder head cover 1 recesses 10 elastomer rings 6, 7 are arranged. These elastomeric rings cause an acoustic decoupling of the cylinder head cover from the bearing blocks and the cylinder head of the engine.
  • the bearing block 50 is formed in this embodiment of the invention as a one-piece double bearing block having two bearing openings 51, 52. These bearing openings 51, 52 are connected to each other via a connecting region.
  • an attachment point 4 is provided, which is formed analogously to the outer two attachment points 4.
  • attachment point 4 is an example shown single thread G through which the pre-assembly of the camshaft module can be done by screwing the screws 8. Such threads are also present at the other attachment points, but these have not been shown in FIG. 4 for better clarity.
  • FIG. 5a an externally arranged in Fig. 1a attachment point 4 is shown in an enlarged view.
  • no elastomer rings are arranged between the receiving sleeve 9 of the bearing block 5 and the cylinder head cover 1, but the receiving sleeve 9 serves directly as a "centering pin" which fits exactly into the recess 10 in the cylinder head cover 1.
  • the sealing ring 20 can also be seen well , which is arranged between the bearing block 5 and the cylinder head cover 1, and the sealing ring 41, which is arranged between the cylinder head cover 1 and the collar 8 a of the screw 8.
  • the bearing block 5b shows the enlarged representation of an attachment point in the overlapping region of two bearing blocks 5 ', 5 "arranged adjacent to one another.
  • the bearing block 5' has a receiving sleeve 9 ', which engages in a recess of the bearing block 5".
  • the bearing block 5 in turn also has a receiving sleeve 9" which is aligned coaxially with the receiving sleeve 9 '.
  • the two part-receiving sleeves 9 ', 9 “complement each other to a receiving sleeve 9 receiving the screw 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein vormontiertes Nockenwellenmodul für die Befestigung auf einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, umfassend eine Zylinderkopfhaube (1), mindestens eine Nockenwelle (2) und Lagerelemente (3) zur drehbaren Lagerung der Nockenwelle (2), wobei die Lagerelemente (3) an einzelnen Befestigungspunkten (4) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind und die Nockenwelle (2) von den Lagerelementen (3) drehbar gelagert aufgenommen ist. Um ein derartiges Nockenwellenmodul zur Verfügung zu stellen, bei dem die Vormontage des Moduls und dessen Befestigung auf dem Zylinderkopf einfach, schnell und mit möglichst wenigen Befestigungsmitteln möglich ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Lagerelemente (3) als Lagerböcke (5, 50) ausgebildet sind, die zur Erzeugung des vormontierten Nockenwellenmoduls mit der Zylinderkopfhaube (1) an den Befestigungspunkten (4) über ein Befestigungsmittel (8) verbunden sind, und dass das Nockenwellenmodul an diesen Befestigungspunkten (4) über dasselbe Befestigungsmittel (8) mit dem Zylinderkopf verbindbar sind.

Description

Nockenwellenmodul
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein vormontiertes Nockenwellenmodul mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Nockenwellenmodul ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 201 20 912 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Nockenwellenmodul ist eine Zylinderkopfhaube vorgesehen, die einstückig mit ihr verbundene erste Lagerhälften für die Nockenwellenlager einer Nockenwelle aufweist. Um ein vormontiertes Nockenwellenmodul zu erzeugen, das anschließend mit dem Zylinderkopf verschraubt werden kann, werden die Nockenwellen in die integral mit der Zylinderkopfhaube ausgebildeten ersten Lagerhälften eingesetzt und die zweiten Lagerhälften werden aufgeschraubt. Dadurch werden die einzelnen Bauteile Zylinderkopfhaube, Nockenwelle und zweite Lagerhälften zu einem Modul vormontiert. Dieses vormontierte Nockenwellenmodul bzw. Zylinderkopfhauben-Modul kann dann insgesamt auf dem Zylinderkopf montiert werden.
Nachteilig bei diesem bekannten Nockenwellenmodul ist, dass die die Nockenwellen aufnehmenden ersten Lagerhälften integral mit der Zylinderkopfhaube ausgebildet sind. Dadurch kann die Zylinderkopfhaube z.B. nicht aus Kunststoff ausgebildet werden, sondern sie muss aus einem Werkstoff bestehen, der für die Lagerhälften zur Lagerung der Nockenwelle geeignet ist und eine ausreichende Festigkeit aufweist. Daher wird die Zylinderkopfhaube gemäß DE 201 20 912 U1 aus einem geeigneten Metall, wie z.B. Aluminium, bestehen.
Nachteilig ist weiterhin, dass die mit der Zylinderkopfhaube integral ausgebildeten Lagerhälften aufwändig spanend bearbeitet werden muss, um die für die Lagerung der Nockenwelle erforderlichen Maße, Toleranzen und Oberflächenqualität zu erreichen. Darüber hinaus ist der Prozess der Vormontage des Nockenwellenmoduls und dessen Verschraubung mit dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors bei dem aus der DE 201 20 912 U1 bekannten Nockenwellenmodul vergleichsweise aufwändig. Nachdem die zweiten Lagerhälften mit den ersten, integral mit der Zylinderkopfhaube ausgebildeten Lagerhälften verschraubt sind, muss das auf diese Weise vormontierte Nockenwellenmodul an separaten Befestigungspunkten und über separate Schrauben mit dem Zylinderkopf verschraubt werden. Es sind daher zwei Sätze Befestigungsschrauben und zwei aufeinander folgende, getrennte Ver- schraubungsvorgänge erforderlich, nämlich zum einen der Verschraubungs- vorgang, mit dem die zweiten Lagerhälften mit den ersten Lagerhälften verschraubt werden, und zum anderen der Verschraubungsvorgang, mit dem das vormontierte Nockenwellenmodul mit dem Zylinderkopf verschraubt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vormontiertes Nockenwellenmodul nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, bei dem die Vormontage des Moduls und dessen Befestigung auf dem Zylinderkopf einfach, schnell und mit möglichst wenigen Befestigungsmitteln möglich ist. Außerdem soll es möglich sein, eine Zylinderkopfhaube aus Kunststoff einzusetzen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Nockenwellenmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nockenwelle in separaten Lagerböcken drehbar gelagert aufgenommen ist, und dass diese Lagerböcke an einzelnen Befestigungspunkten mit der Zylinderkopfhaube über ein Befestigungsmittel miteinander verbunden sind. Gleichzeitig ist das Nockenwellenmodul an den vorgenannten Befestigungspunkten über dieselben vorgenannten Befestigungsmittel mit dem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors fest verbunden. Die Befestigungsmittel können als Schrauben ausgebildet sein. Auf diese Weise wird nur ein Satz Schrauben benötigt, um das Nockenwellenmodul vorzumontieren und dieses dann fest mit dem Zylinderkopf zu verschrauben. Weist das Nockenwellenmodul z.B. zwei Nockenwellen auf, so können die Lagerböcke als einzelne Lagerböcke oder auch als so genannte Doppellagerböcke ausgebildet sein. Sind sie als einzelne Lagerböcke ausgebildet, so können die einzelnen Lagerböcke so ausgebildet sein, dass sie miteinander verbunden werden können.
In jeder Ausführungsform der Erfindung können die Lagerböcke als geteilte oder als geschlossene (einstückige) Lagerböcke ausgebildet sein.
Durch die einzelnen Schrauben werden die Zylinderkopfhaube und die die Nockenwelle aufnehmenden Lagerböcke zusammengehalten, sodass ein vormontiertes Nockenwellenmodul vorliegt. Das auf diese Weise vormontierte Nockenwellenmodul wird dann auf den Zylinderkopf aufgesetzt und mit denselben Befestigungsmitteln, also z.B. mit denselben Schrauben, die zur Vormontage des Nockenwellenmoduls dienen, auf dem Zylinderkopf befestigt.
Vorteilhaft können zur Erzeugung des vormontierten Nockenwellenmoduls auch eine oder mehrere Steckverbindungen vorgesehen sein, durch welche die die Nockenwellen aufnehmenden Lagerböcke mit der Zylinderkopfhaube verbindbar, d.h. zusammensteckbar sind. In diesem Fall werden die Lagerböcke mitsamt der Nockenwelle zunächst einfach mit der Zylinderkopfhaube zusammengesteckt und dadurch kraftschlüssig, formschlüssig oder kraft- und formschlüssig zusammengehalten. Dieses Zusammenstecken stellt einen vorläufigen Zusammenbau des Nockenwellenmoduls dar. Anschließend werden die Schrauben angebracht, um das fertig vormontierte Nockenwellenmodul zu erzeugen. Sind die Befestigungsmittel als Schrauben ausgebildet, so werden die Schrauben vorzugsweise durch Durchgangsbohrungen der Lagerböcke hindurchgesteckt oder eingeschraubt, so dass sie die Lagerböcke und die in den Lagerböcken gelagerten Nockenwellen mit der Zylinderkopfhaube verbinden.
Das auf diese Weise vormontierte Nockenwellenmodul wird dann anschließend über dieselben Schrauben mit dem Zylinderkopf verschraubt. Diese Montage des Nockenwellenmoduls auf dem Zylinderkopf des Motors erfolgt in der Regel erst bei dem Fahrzeughersteller in der Zusammenbaulinie für die Montage der einzelnen Motorkomponenten. Mit dem erfindungsgemäßen Nockenwellenmodul kann der Zulieferer des Moduls dem Fahrzeughersteller somit ein Modul zur Verfügung stellen, das einbaufertig an das Montageband des Fahrzeugherstellers angeliefert werden kann. Die für die Montage des Moduls auf dem Zylinderkopf erforderlichen Schrauben sind bereits vorhanden und in das vormontierte Modul integriert. Es ist für den Fahrzeughersteller daher nicht erforderlich, seinerseits Schrauben für die Befestigung des Moduls auf dem Zylinderkopf vorzuhalten und an dem Montageband bereitzustellen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Nockenwellenmodul so demontierbar ist, dass die Zylinderkopfhaube abgenommen werden kann, ohne dass die Nockenwellen mit entfernt werden müssten. Dadurch sind die Nockenwellen z.B. für den Kundendienst frei zugänglich. Dies ist ein wichtiger Vorteil gegenüber dem aus der DE 201 20 912 U1 bekannten Nockenwellenmodul, bei dem die Zylinderkopfhaube wegen der integral mit der Zylinderkopfhaube ausgebildeten Lagerhälften nicht getrennt von den Nockenwellen abgebaut werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Verwendung sowohl geteilter als auch nicht geteilter Lagerböcke. Nicht geteilte Lagerböcke müssen auf den Wellenkörper der Nockenwelle während des Zusammenbaus der Nockenwelle aufgeschoben werden. Im Unterschied dazu können geteilte Lagerböcke auch nach dem Zusammenbau der Nockenwelle an dieser montiert werden. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung die Realisierung kleiner Lagerdurchmesser, d.h. es können Lagerböcke verwendet werden, deren Außendurchmesser kleiner ist als die radiale Erstreckung der Nocken der Nockenwelle. Auf diese Weise können große Lagerdurchmesser, die eine höhere Reibleistung aufweisen als kleine Lagerdurchmesser, vermieden werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können eine oder mehrere Steckverbindungen vorgesehen sein, über die die Zylinderkopfhaube und die die Nockenwelle aufnehmenden Lagerböcke miteinander verbunden werden kön- nen. Nach dem Zusammenstecken der Steckverbindungen sind die Zylinderkopfhaube und die Lagerböcke kraftschlüssig, formschlüssig oder kraft- und formschlüssig miteinander verbunden. Die auf diese Weise vorfixierten Bauteile können dann durch Einschrauben oder Einstecken der Schrauben so miteinander verbunden werden, dass die Schrauben die einzelnen Modulbauteile zusammenhalten.
Vorzugsweise sind an den Lagerböcken an den Stellen der Befestigungspunkte Aufnahmehülsen vorgesehen, die ein Innengewinde aufweisen können, in das die Schrauben einschraubbar sind. Die Aufnahmehülsen müssen allerdings kein Innengewinde aufweisen. Es genügt, lediglich einen einzigen Gewindegang in der Aufnahmehülse vorzusehen, so dass sich die Schraube ausreichend fest ziehen lässt, um die Modulbauteile zusammenzuhalten. Denkbar wäre auch, anstelle eines Gewindes oder eine einzelnen Gewindeganges über die Wahl geeigneter Toleranzen die Bohrungen der Aufnahmehülsen so zu dimensionieren, dass die Schrauben lediglich eingesteckt werden und die Modulbauteile kraftschlüssig und/oder formschlüssig zusammenhalten. Erfindungsgemäß kommt es lediglich darauf an, dass die beiden Baugruppen des Nockenwellenmoduls, nämlich die Zylinderkopfhaube und die Nockenwelle(n) mit den Lagerböcken, im vormontierten Zustand derart zusammengehalten werden, dass sie an das Montageband für die Zylinderkopfmontage beim Kunden angeliefert werden können und dort mit denselben Befestigungsmitteln auf dem Zylinderkopf befestigt werden können, mit denen das Nockenwellenmodul zusammengehalten wird.
Ist vorgesehen, dass die Modulbauteile vor dem Anbringen der Schrauben durch eine Steckverbindung miteinander verbunden werden, so können die Aufnahmehülsen als Fügepartner einer solchen Steckverbindung dienen und für diese Zwecke genutzt werden. Die Zylinderkopfhaube weist an den Befestigungspunkten Ausnehmungen auf, durch die die Aufnahmehülsen hindurchgreifen. Daher kann die vorgenannte Steckverbindung zwischen Zylinderkopfhaube und Lagerböcken auf einfache Weise zwischen den Ausnehmungen und den Aufnahmehülsen realisiert werden. An den Befestigungspunkten können zwischen der Aufnahmehülse und der der jeweiligen Aufnahmehülse zugeordneten Ausnehmung in der Zylinderkopfhaube konzentrisch zu der Aufnahmehülse angeordnete Elastomerringe vorgesehen sein. Durch diese Elastomerringe wird die Zylinderkopfhaube von den Lagerböcken und dem Zylinderkopf des Motors akustisch entkoppelt. Schallwellen werden wegen der Elastomerringe nicht auf die Zylinderkopfhaube übertragen, so dass keine unerwünschten Geräusche wie z.B. Dröhnen über die Zylinderkopfhaube erzeugt oder weitergegeben werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Nockenwellenmodul besteht die Zylinderkopfhaube vorteilhaft aus Kunststoff. Einerseits können dadurch Gewichtseinsparungen im Vergleich mit Zylinderkopfhauben aus Aluminium oder anderen Metallen realisiert werden. Andererseits bietet die Verwendung von Zylinderkopfhauben aus Kunststoff gegenüber solchen aus Metall auch akustische Vorteile, denn bei Zylinderkopfhauben aus Kunststoff werden von dem Zylinderkopf ausgehende Körperschallwellen besser gedämpft als bei Zylinderkopfhauben aus Metall.
Besonders vorteilhaft ist die Erfindung anwendbar bei Motoren mit mehreren Nockenwellen. So können beispielsweise für Motoren, bei denen zwei Nockenwellen vorhanden sind, Nockenwellenmodule mit zwei parallel zueinander ausgerichteten Nockenwellen eingesetzt werden. Erfindungsgemäß ist bei derartigen Nockenwellenmodulen jede Nockenwelle über mehrere Lagerböcke drehbar aufgenommen, wobei jeweils zwei Lagerböcke jeder Nockenwelle zueinander benachbart und miteinander fluchtend in einer Ebene angeordnet sind, die quer zur Längsachse der Nockenwellen verläuft. Jedes Paar benachbarter, miteinander fluchtender Lagerböcke kann dabei vorteilhaft über lediglich drei Befestigungspunkte mit der Zylinderkopfhaube verbunden sein. Dadurch wird auch das Nockenwellenmodul jeweils an diesen drei Befestigungspunkten mit dem Zylinderkopf verschraubt. Gegenüber Lösungen, bei denen einzelne Lagerschalenhälften in die Zylinderkopfhaube integriert ausgebildet sind, wird durch diese erfindungsgemäße Lösung pro Lagerbockpaar ein Befestigungspunkt und damit auch eine Schraube eingespart. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwei benachbarte, miteinander fluchtende Lagerböcke jeder Nockenwelle einander im Bereich zwischen den beiden Nockenwellen überlappen und in dem Überlappungsbereich einen gemeinsamen Befestigungspunkt aufweisen. Auf diese Weise können die beiden Lagerböcke des Lagerbockpaars über lediglich drei Befestigungspunkte ohne Qualitätseinbußen hinsichtlich der Befestigung mit dem Zylinderkopf verbunden werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im
Einzelnen zeigen
Fig. 1a eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen vormontierten Nockenwellenmoduls;
Fig. 1b eine Explosionsdarstellung des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a;
Fig. 1c eine perspektivische Ansicht des vormontierten Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a von unten, d.h. vom Zylinderkopf des Motors aus gesehen;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein zueinander benachbartes Lagerbockpaar des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Nockenwelle des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Nockenwellenmodul in einer Ausführung für zwei parallele Nockenwellen und mit einem Doppellagerbock und Elastomerringen, die zwischen der Aufnahmehülse und der Zylinderkopfhaube angeordnet sind;
Fig. 5a eine vergrößerte Darstellung eines äußeren Befestigungspunktes des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a;
Fig. 5b eine vergrößerte Darstellung eines Befestigungspunktes des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a, der im Überlappungsbereich zweier benachbarter Lagerböcke angeordnet ist.
In Fig. 1a ist das erfindungsgemäße Nockenwellenmodul im vormontierten Zustand in perspektivischer Ansicht dargestellt. Die Zylinderhaube 1 ist mit den Lagerböcken 5 über Schrauben 8 zusammengehalten. Die Lagerböcke 5 nehmen die Nockenwellen 2 drehbar gelagert in sich auf. Die Lagerböcke 5 sind als völlig separat von der Zylinderkopfhaube 1 ausgebildete Lagerelemente ausgebildet. Die Lagerböcke 5 sind an einzelnen Befestigungspunkten 4 über die Schrauben 8 mit der Zylinderkopfhaube 1 verbunden.
Insgesamt sind 15 Befestigungspunkte 4 vorhanden, an denen die Zylinderkopfhaube 1 mit den Lagerböcken 5 über die Schrauben 8 verbunden ist. In Fig. 1a sind aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nur die äußeren Reihen der Befestigungspunkte 4 mit Bezugszeichen gekennzeichnet. Die zwischen den beiden Nockenwellen 2 angeordnete Reihe von Befestigungspunkten 4 ist nicht mit Bezugszeichen gekennzeichnet. An diesen nicht gekennzeichneten Befestigungspunkten 4, die im Bereich zwischen den beiden Nockenwellen 2 angeordnet sind, sind jeweils die beiden zueinander benachbart angeordneten Lagerböcke 5 der jeweiligen Nockenwelle miteinander über eine gemeinsame Schraube 8 verbunden. Die zueinander benachbarten Lagerböcke 5 der Nockenwellen 2 weisen in dem Bereich zwischen den beiden Nockenwellen einen Überlappungsbereich auf, in dem sich die beiden Lagerböcke überlappen. Die in Fig. 1a mittlere Reihe der Schrauben 8 durchstößt somit in dem Überlappungsbereich beide benachbart zueinander angeordneten Lagerböcke 5, sodass in diesem Überlappungsbereich beide Lagerböcke über eine einzige Schraube mit der Zylinderkopfhaube 1 verbunden sind.
Anstelle einzelner, einander überlappender Lagerböcke 5 könnte auch abweichend von dem in Fig. 1a dargestellten Ausführungsbeispiel ein einstückiger Doppellagerbock eingesetzt werden. In diesem Fall würde kein Überlappungsbereich wie im dargestellten Ausführungsbeispiel vorliegen, sondern die beiden die Nockenwellen aufnehmenden Lageröffnungen wären einstückig über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden. In diesem Verbindungsbereich könnte dann eine Bohrung zur Durchführung der Schrauben 8 vorgesehen sein, es wäre jedoch auch möglich, auf die Schrauben 8 in dem Verbindungsbereich ganz zu verzichten und die Doppellagerböcke nur mit den in Fig. 1a jeweils außen angeordneten Schrauben 8 mit der Zylinderkopfhaube 1 zu verbinden.. Die an den Befestigungspunkten 4 angeordneten Schrauben 8 dienen aber nicht nur dazu, die aus Nockenwelle 2 und Lagerböcken 5 gebildete Baugruppe mit der Zylinderkopfhaube 1 zusammenzuhalten, sondern sie dienen auch dazu, das Nockenwellenmodul auf dem Zylinderkopf zu befestigen. Das in Fig. 1a dargestellte Nockenwellenmodul kann vom Automobilzulieferer als komplett vormontiertes Modul dem Fahrzeughersteller angeliefert werden, und dieses Nockenwellenmodul kann dann so wie es ist direkt an der Montagelinie auf den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors aufgeschraubt werden. Für den Fahrzeughersteller ist es nicht erforderlich, am Montagearbeitsplatz gesonderte Befestigungsschrauben für die Montage des Nockenwellenmoduls bereitzuhalten. Dadurch vereinfacht sich die Montage des erfindungsgemäßen Nockenwellenmoduls auf dem Zylinderkopf im Vergleich zu bekannten Nockenwellenmodulen, wie z.B. dem aus der DE 201 20 912 U1 bekannten Nockenwellenmodul.
Bei dem erfindungsgemäßen Nockenwellenmodul gemäß Fig. 1a ist die Zylinderkopfhaube 1 aus Kunststoff ausgebildet. Dies ist ohne weiteres deswegen möglich, weil die die Nockenwellen 2 drehbar lagernden Lagerböcke 5 als von der Zylinderkopfhaube völlig getrennt ausgebildete Lagerelemente ausgestaltet sind. Die Lagerböcke 5 sind vorzugsweise aus Metall gebildet.
In Fig. 1b ist das Nockenwellenmodul nach Fig. 1a in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Diese Darstellung dient zum besseren Verständnis des Aufbaus des Nockenwellenmoduls. Gut zu erkennen ist, dass die Lagerböcke 5 und die Zylinderkopfhaube 1 voneinander getrennte Bauteile bilden, die über die Schrauben 8 miteinander zu einem vormontierten Nockenwellenmodul verbunden werden können. Gut zu erkennen ist ebenfalls, wie der Überlappungsbereich ausgebildet ist, in dem sich zwei einander benachbarte Lagerböcke 5 überlappen. Hierzu ist in jedem Lagerbock 5 eine Ausnehmung 5a bzw. 5b vorgesehen. Diese Ausnehmungen 5a, 5b sind so dimensioniert, dass sich im zusammengebauten Zustand die Ausnehmungen 5a, 5b zu einer vollen Materialstärke des Lagerbocks ergänzen.
In der Darstellung gemäß Fig. 1b ist besonders gut zu erkennen, dass die Lagerböcke 5 an den Befestigungspunkten 4 Aufnahmehülsen 9 für die Aufnahme der Schrauben 8 aufweisen. Die Aufnahmehülsen 9 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Innengewinde ausgestattet, sodass die Schrauben 8 in die Aufnahmehülsen 9 eingeschraubt werden können. Grundsätzlich wäre es aber auch denkbar, auf ein Innengewinde in den Aufnahmehülsen 9 zu verzichten und die Schrauben 8 lediglich in die Aufnahmehülsen 9 einzustecken. In diesem Fall würden die Schrauben eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Baugruppe Nockenwellen 2 mit Lagerböcken 5 und Zylinderkopfhaube 1 bilden. Zwischen der Zylinderkopfhaube 1 und den Lagerböcken 5 sind Dichtringe 20 angeordnet, welche die Aufnahmehülsen 9 umschließen. Diese Dichtungsringe 20 dienen zur akustischen Entkopplung der Zylinderkopfhaube 1 , denn durch die Dichtringe 20 wird eine Schallbrücke zwischen Zylinderkopfhaube 1 und Zylinderkopf vermieden.
Weiterhin ist in Fig. 1b eine umlaufende Dichtung 30 dargestellt, welche die Abdichtung gegenüber dem Zylinderkopf im montierten Zustand des Nockenwellenmoduls gewährleistet.
In Fig. 1c ist eine perspektivische Ansicht des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a im vormontierten Zustand dargestellt. In dieser Ansicht ist zu erkennen, dass die mit der Zylinderkopfhaube 1 verbundenen Lagerböcke 5 eine ebene Montagefläche 40 aufweisen. Diese ebenen Montageflächen 40 stützen sich auf entsprechenden Gegenflächen des Zylinderkopfes ab, wenn das Nockenwellenmodul mit dem Zylinderkopf verschraubt ist. Die Zylinderkopfhaube 1 weist Flansche 51, 52, 53 auf, auf denen die Dichtung 30 angebracht ist. Die Flansche 51, 52, 53 stützen sich auf entsprechenden Gegenflächen des Zylinderkopfes ab, wenn das Nockenwellenmodul montiert ist, und die Dichtung 30 dichtet den zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube 1 eingeschlossenen Raum nach außen ab. Die Flansche 51, 52, 53 bilden somit Kontaktflächen der Zylinderkopfhaube 1, mit denen diese im montierten Zustand in Kontakt mit dem (nicht dargestellten) Zylinderkopf steht.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch zwei zueinander benachbart angeordnete Lagerböcke 5 des Nockenwellenmoduls gemäß Fig. 1a dargestellt. Die beiden zueinander benachbart angeordneten Lagerböcke 5 liegen zueinander fluchtend in einer quer zur Längsachse der Nockenwellen 2 ausgerichteten Ebene. Jedes Nockenwellenmodul nimmt eine Nockenwelle 2 drehbar gelagert in sich auf. Die Zylinderkopfhaube 1 weist Ausnehmungen 10 auf, welche die Aufnahmehülsen 9 der Lagerböcke 5 in sich aufnehmen. Die Aufnahmehülsen 9 weisen Innengewinde auf, in die die Schrauben 8 eingeschraubt sind. Auf diese Weise wird die aus Lagerböcken 5 und Nockenwellen 2 gebildete Bauteilgruppe mit der Zylinderkopfhaube 1 zusammengehalten. Zwischen der Zylinderkopfhaube 1 und den Lagerböcken 5 sind Dichtungsringe 20 angeordnet, durch die die Zylinderkopfhaube 1 akustisch von den Lagerböcken 5 und damit von dem Zylinderkopf entkoppelt ist. In dieser Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass die Schrauben 8 einen Kragen 8a aufweisen und dass zwischen dem Kragen 8a der Schrauben 8 und der Zylinderkopfhaube 1 ein Dichtring 41 angeordnet ist. Dieser Dichtring 41 dient zur Abdichtung des von der Zylinderkopfhaube 1 umschlossenen Innenraums gegenüber der Umgebung.
In Fig. 2 ist ebenfalls gut zu erkennen, wie die Überlappung der Lagerböcke 5', 5" im Überlappungsbereich zwischen den beiden Nockenwellen 2 konstruktiv ausgebildet ist. Beide Lagerböcke 5', 5" weisen Aufnahmehülsen 9, 9', 9" auf, die einstückig mit den Lagerböcken 5', 5" ausgebildet sind. Die Aufnahmehülse 9' des in Fig. 2 links dargestellten Lagerbockes 51 greift in eine Ausnehmung im Überlappungsbereich des in Fig. 2 rechts dargestellten Lagerbockes 5" ein. Zusammen mit der Aufnahmehülse 9" des in Fig. 2 rechts dargestellten Lagerbockes 5" bilden die beiden Aufnahmehülsen 9', 9" eine gemeinsame Aufnahmehülse für die Schraube 8. Die Aufnahmehülse 9' des in Fig. 2 links dargestellten Lagerbockes 51 dient gleichzeitig als Zentrierung, durch die die beiden Lagerböcke 51, 5" zueinander in Montagestellung ausgerichtet werden.
Die seitlichen Flansche 51 und 53 sind in der Darstellung gemäß Fig. 2 ebenfalls gut zu erkennen. Sie tragen die Dichtung 30, die zur Abdichtung des von der Zylinderkopfhaube 1 und dem nicht dargestellten Zylinderkopf umschlossenen Innenraumes gegenüber der Umgebung dient. Wie Fig. 2 zeigt, weisen die Lagerböcke 5 ebene Montageflächen 40 auf, die sich auf entsprechenden Gegenflächen des nicht dargestellten Zylinderkopfes abstützen, wenn das Nockenwellenmodul auf den Zylinderkopf befestigt wird. Zur Befestigung des Nockenwellenmoduls auf dem Zylinderkopf ist es lediglich erforderlich, die Schrauben 8 in entsprechende Gewindebohrungen im Zylinderkopf einzuschrauben. Zusätzliche Befestigungsschrauben sind nicht erforderlich.
In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine Nockenwelle 2 gemäß Fig. 1a bzw. Fig. 2 dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Nockenwelle mit einem rohrförmigen Wellenkörper ausgebildet. Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung aber auch eine Nockenwelle eingesetzt werden, die als Vollwelle ausgebildet ist. In dieser Darstellung gemäß Fig. 3 sind wiederum die räumlich hinter der Nockenwelle 2 angeordneten Schrauben 8 zu erkennen, die in die nicht sichtbaren Aufnahmehülsen 9 der Lagerböcke 5 eingeschraubt sind. Der in Fig. 3 ganz rechts außen dargestellte Lagerbock 5 weist sich in Längsrichtung der Nockenwelle 2 erstreckende Ansätze 70 auf. Die Ansätze 70 sind zwischen einem auf der Nockenwelle 2 befestigten Nockenwellenbauteil 71 und dem radialen Kragen 73 eines in den rohrförmigen Wellenkörper der Nockenwelle 2 eingepressten Verschlussstopfens 74 eingespannt. Der Verschlussstopfen 74 weist eine zentrale Gewindebohrung 75 auf, in die ein nicht dargestelltes Verschlusselement oder Antriebselement eingeschraubt werden kann.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Nockenwellenmodul in einer Ausführungsform für zwei parallele Nockenwellen, wobei zwischen den Aufnahmehülsen 9 und den in der Zylinderkopfhaube 1 vorgesehenen Ausnehmungen 10 Elastomerringe 6, 7 angeordnet sind. Diese Elastomerringe bewirken eine akustische Entkopplung der Zylinderkopfhaube von den Lagerböcken und dem Zylinderkopf des Motors. Außerdem ist der Lagerbock 50 bei dieser Ausführungsform der Erfindung als einteiliger Doppellagerbock ausgebildet, der zwei Lageröffnungen 51 , 52 aufweist. Diese Lageröffnungen 51 , 52 sind über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden. In dem Verbindungsbereich ist ein Befestigungspunkt 4 vorgesehen, der analog zu den äußeren beiden Befestigungspunkten 4 ausgebildet ist. An dem in Fig. 4 rechten Befestigungspunkt 4 ist beispielhaft ein einziger Gewindegang G dargestellt, durch den die Vormontage des Nockenwellenmoduls durch Einschrauben der Schrauben 8 erfolgen kann. Auch an den anderen Befestigungspunkten sind derartige Gewindegänge vorhanden, diese sind in der Fig. 4 zur Erzielung einer besseren Übersichtlichkeit allerdings nicht dargestellt worden.
In Fig. 5a ist ein in Fig. 1a außen angeordneter Befestigungspunkt 4 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform sind keine Elastomerringe zwischen der Aufnahmehülse 9 des Lagerbockes 5 und der Zylinderkopfhaube 1 angeordnet, sondern die Aufnahmehülse 9 dient unmittelbar als „Zentrierstift", der genau in die Ausnehmung 10 in der Zylinderkopfhaube 1 hineinpasst. Gut zu erkennen ist auch der Dichtring 20, der zwischen dem Lagerbock 5 und der Zylinderkopfhaube 1 angeordnet ist, und der Dichtring 41 , der zwischen der Zylinderkopfhaube 1 und dem Kragen 8a der Schraube 8 angeordnet ist.
Fig. 5b zeigt die vergrößerte Darstellung eines Befestigungspunktes im Überlappungsbereich zweier benachbart zueinander angeordneter Lagerböcke 5', 5". Der Lagerbock 5' weist eine Aufnahmehülse 9' auf, die in eine Ausnehmung des Lagerbockes 5" eingreift. Der Lagerbock 5" weist seinerseits auch eine Aufnahmehülse 9" auf, die koaxial zu der Aufnahmehülse 9' ausgerichtet ist. Die beiden Teil-Aufnahmehülsen 9', 9" ergänzen sich zu einer die Schraube 8 aufnehmenden Aufnahmehülse 9.

Claims

Patentansprüche
1. Vormontiertes Nockenwellenmodul für die Befestigung auf einem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, umfassend eine Zylinderkopfhaube (1), mindestens eine Nockenwelle (2) und Lagerelemente (3) zur drehbaren Lagerung der Nockenwelle (2), wobei die Lagerelemente (3) an einzelnen Befestigungspunkten (4) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind und die Nockenwelle (2) von den Lagerelementen (3) drehbar gelagert aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerelemente (3) als Lagerböcke (5, 50) ausgebildet sind, die zur Erzeugung des vormontierten Nockenwellenmoduls mit der Zylinderkopfhaube (1) an den Befestigungspunkten (4) über ein Befestigungsmittel (8) verbunden sind, und dass das Nockenwellenmodul an diesen Befestigungspunkten (4) über dasselbe Befestigungsmittel (8) mit dem Zylinderkopf verbindbar sind.
2. Nockenwellenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (8) Schrauben sind.
3. Nockenwellenmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) und die die Nockenwelle (2) aufnehmenden Lagerböcke (5, 50) über die Schrauben (8) zusammengehalten werden, wenn das Nockenwellenmodul noch nicht mit dem Zylinderkopf verschraubt ist.
4. Nockenwellenmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) und die die Nockenwelle (2) aufnehmenden Lagerböcke (5, 50) durch mindestens eine Steckverbindung kraftschlüssig, formschlüssig, oder kraft- und formschlüssig zusammensteckbar sind, bevor die Schrauben (8) angebracht werden.
5. Nockenwellenmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerböcke (5, 50) an den Befestigungspunkten (4) Aufnahmehülsen (9) mit Innengewinde aufweisen, in die die Schrauben (8) einschraubbar sind.
6. Nockenwellenmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) an den Befestigungspunkten (4) Ausnehmungen (10) aufweist, durch die die Aufnahmehülsen (9) hindurchgreifen.
7. Nockenwellenmodul nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Befestigungspunkten (4) zwischen der Aufnahmehülse (9) und der Ausnehmung (10) konzentrisch zu der Aufnahmehülse (9) angeordnete Elastomerringe (6, 7) vorgesehen sind.
8. Nockenwellenmodul nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkopfhaube (1) aus Kunststoff besteht.
9. Nockenwellenmodul nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Nockenwellen (2) vorhanden sind, die parallel zueinander ausgerichtet sind.
10. Nockenwellenmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Nockenwelle (2) über mehrere Lagerböcke (5) drehbar aufgenommen ist, wobei je zwei Lagerböcke (5) jeder Nockenwelle (2) zueinander benachbart und miteinander fluchtend in einer Ebene angeordnet sind, die quer zur Längsachse der Nockenwellen (2) verläuft.
11. Nockenwellenmodul nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Paare benachbarter, miteinander fluchtender Lagerböcke (5) über lediglich drei Befestigungspunkte (4) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind.
12. Nockenwellenmodul nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte, miteinander fluchtende Lagerböcke (5) einander im Bereich zwischen den beiden Nockenwellen (2) überlappen und im Überlappungsbereich einen gemeinsamen Befestigungspunkt (4) aufweisen.
13. Nockenwellenmodul nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lagerbock (5') im Überlappungsbereich eine erste Aufnahmehülse (9') und ein zweiter Lagerbock (5") eine zweite Aufnahmehülse (9") aufweist, wobei die erste Aufnahmehülse (9') derart in eine Ausnehmung in dem zweiten Lagerbock (5") eingreift, dass beide Aufnahmehülsen (9', 9") zueinander koaxial angeordnet sind und eine gemeinsame Aufnahmehülse (9) bilden.
14. Nockenwellenmodul nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwellen (2) in Lageröffnungen von Mehrfachlagerböcken drehbar aufgenommen sind.
15. Nockenwellenmodul nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachlagerböcke einteilig ausgebildet sind, so dass die Lageröffnungen über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind.
16. Nockenwellenmodul nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Nockenwellen (2) vorhanden sind, die in den jeweiligen Lageröffnungen (51 , 52) von Doppellagerböcken (50) drehbar aufgenommen sind.
17. Nockenwellenmodul nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppellagerböcke (50) lediglich an ihren Außenseiten über die Befestigungsmittel (8) mit der Zylinderkopfhaube (1) verbunden sind.
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