EP2746545A1 - Nockenwelle - Google Patents

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EP2746545A1
EP2746545A1 EP13193546.2A EP13193546A EP2746545A1 EP 2746545 A1 EP2746545 A1 EP 2746545A1 EP 13193546 A EP13193546 A EP 13193546A EP 2746545 A1 EP2746545 A1 EP 2746545A1
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EP
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functional
camshaft
functional elements
functional device
individual
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Frank DAUTEL
Thomas Flender
Antonio Menonna
Stefan Steichele
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Mahle International GmbH
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Mahle International GmbH
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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
    • F01L1/047—Camshafts
    • 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
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • 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
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts

Definitions

  • the invention relates to a camshaft of an internal combustion engine having at least one functional device connected thereto via a shaft-hub connection.
  • camshafts are well known, as well as the combination of functional elements with such camshafts, for example via a thermal joint seat.
  • functional devices such as gears, drive wheels, cams, pump actuators, such as pump cams for a high-pressure pump or Oldham coupling for rotational connection of vacuum or oil pumps, connected via pressed or thermally-joined plug with the camshaft.
  • a separate functional element such as gears or cams required, which still have to be added in different ways under certain circumstances.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing a camshaft of the generic type an improved embodiment, which is characterized in particular by a simplified production.
  • the present invention is based on the general idea of equipping a functional device on a camshaft with at least two different functional elements, each of which can fulfill different functions.
  • the combined in the functional device functional elements are connected via a shaft-hub connection, for example via a thermal joint seat or a longitudinal press fit with the camshaft.
  • the basic idea is therefore to summarize or integrate as many - at least two - functional elements in a common functional device and only have to add this common assembly, that is, the functional device with the camshaft or a camshaft tube. This offers considerable advantages, for example in the area of weight, since a functional device composed of several functional elements is significantly lighter in construction than separately mounted functional elements.
  • the functional device according to the invention also allows a higher torque transmission than with a, a smaller inner diameter having plug can be realized.
  • the assembly is simplified considerably, since now no longer all functional elements must be separately, that is individually, joined with the camshaft, but only the functional device, in which the individual functional elements are already aligned with respect to a rotational angle to each other. This is particularly of great advantage if a camshaft is assembled within a cylinder head cover, since there is known to be only very little working space available.
  • Another advantage can be seen in an optimized weight distribution, for example by opposite to a drive pulley masses, so that the functional device can be used at the same time as unbalance compensation.
  • At least one functional element is a toothed wheel, in particular a coupling gear, a cam, a pump actuating device, for example in the form of a cam, a donor wheel, a pulley, a clutch, in particular an Oldham clutch, or a sprocket.
  • a toothed wheel in particular a coupling gear, a cam, a pump actuating device, for example in the form of a cam, a donor wheel, a pulley, a clutch, in particular an Oldham clutch, or a sprocket.
  • the functional device is integrally formed, in particular as a one-piece sintered component.
  • the individual functional elements of the functional device are integrally connected to each other, so that the functional device can be formed completely in one piece.
  • This allows, in particular, a rational production of the functional device, since an aligned joining of the individual functional elements to the functional device can be dispensed with.
  • the individual functional elements of the functional device are firmly connected to one another, in particular welded, soldered, screwed or glued together.
  • the separate design of the individual functional elements in turn offers the great advantage that the functional device can be extremely flexibly assembled with regard to the individual functional elements.
  • the individual functional elements can be connected to the coherent functional device, for example, via a friction-welded connection or by means of laser welding.
  • positioning aids can additionally be provided on the individual functional elements which fix the individual functional elements to one another allow only in a predefined angular position.
  • Positioning aids of this kind can be designed, for example, as a flat, for example as a free-slip, or as a multi-flat, in particular as a two-flat or triple-flat.
  • a functional element has such a single or multiple flat and an associated on the opposite end side disposed complementary recess, whereby a angle-aligned axial nesting of the individual functional elements to the common functional device is extremely easy.
  • the positioning can alternatively be designed as a pin or associated opening, which allows joining together of two functional elements in only one or more predefined angular positions.
  • these positioning aids can also be used for further setting and positioning operations, for example when installing the camshaft in the cylinder head.
  • one of the functional elements is designed as an Oldham coupling, then it can be coupled externally to the cylinder head via this, for example, a pump.
  • Such Oldham coupling allows a clutch in which the torque is transmitted between two parallel shafts. It usually consists of three discs, the outer two are fixed to the respective shafts or on the pump and the functional element and the middle is mounted in two mutually orthogonal tongue and groove connections to the other two discs.
  • an Oldham coupling makes it possible to compensate for small parallel misalignments between the camshaft and an axis of the pump, whereby at least small production inaccuracies can be easily compensated for, so that the entire construction permits greater overall manufacturing tolerances.
  • an inventive camshaft 1 of an internal combustion engine 2 has at least one functional device 3 connected to the camshaft 1 via a shaft-hub connection, in particular via a press connection, which is composed of at least two different functional elements 4.
  • the individual functional elements 4 fulfill different functions and are only summarized to simplify the assembly in the common functional device 3.
  • At least one functional element 4 can be designed, for example, as a toothed wheel 5, in particular as a coupling toothed wheel, as a cam, as a pump actuation device, as a donor wheel 6, as a pulley, a clutch 7, in particular as an Oldham clutch, or as a sprocket 5 '.
  • the functional device 3 thus has three functional elements 4, namely the clutch 7, the sprocket 5 'and gear 5 and the encoder wheel 6.
  • the production of the camshaft 1 is significantly simplified, not now more all functional elements 4 must be added separately with the camshaft 1, but only a common functional device 3, whereby the joining process can be significantly streamlined.
  • the functional device 3 with a plurality of functional elements 4 is lighter than the respective separate functional elements 4, whereby a weight saving can be achieved, which in turn has a positive effect on fuel consumption.
  • the functional device 3 according to the invention also allows a higher torque transmission, as over the transverse press fit, for example produced by means of thermal joining, or a longitudinal press fit, a larger force-transmitting contact surface can be created.
  • the combined arrangement of a plurality of functional elements 4 in a common functional device 3 also offers great advantages in particular in the assembly of the functional device 3 in a hood or a cylinder head 8, since there usually extremely cramped space conditions are encountered.
  • FIG. 2 is a view from above of the cylinder head 8 of the internal combustion engine 2 shown with two camshafts 1, wherein on the lower camshaft 1, the functional device 3 according to the invention is arranged.
  • This in turn summarizes three functional elements 4, namely the clutch 7, a gear 5, in the manner of a coupling gear for coupling with the second camshaft 1, and the encoder wheel 6.
  • a storage of the camshaft 1 on the cylinder head 8 takes place by means of a bearing frame 9, which is connected by screws 10 with the cylinder head 8, that is an engine block.
  • a pump 11 can be coupled to transmit rotation with the camshaft 1.
  • the Oldham coupling thereby allows at least a small parallelism of the axes of the camshaft 1 and the axis of the pump, whereby the manufacturing accuracy does not have to be as high as without such Oldham coupling.
  • the functional device 3 is integrally formed, in particular as a one-piece sintered component, so that a separate and previous assembly of the individual functional elements 4 to the common functional device 3 can be omitted.
  • the individual functional elements 4 of the functional device 3 can also be manufactured separately and then connected to the common functional device 3 firmly together, in particular welded together, soldered, screwed or glued.
  • a functional device 3 is shown, the two functional elements 4, namely the gear 5 and the clutch 7 integrally integrated.
  • a further functional element 4 for example a transmitter wheel 6, could now additionally be attached or welded.
  • positioning aids 12 can be provided on the individual functional elements 4, which allow a fixation of the individual functional elements 4 to one another exclusively in a predefined angular position.
  • the positioning aid 12 is designed as a two-plane, wherein, for example, the encoder wheel 6 has a complementary recess, so as to allow an angle-aligned fixing.
  • the positioning aid 12 can also be designed as a flat or as a multi-flat, in particular as a triple flat. In general, of course, all other non-round shapes for angularly accurate fixation of the individual functional elements 4 to each other are conceivable.
  • the functional device 3 By integrating a plurality of functional elements 4 in a common functional device 3, only the fixing of a functional device 3 is required, which is significantly simpler than the previously required fixing of the individual functional elements 4.
  • the functional device 3 according to the invention can also achieve weight savings. Because the individual functional elements 4 can be designed to reduce weight. Also, by a special arrangement of the individual functional elements 4, an imbalance compensation in particular, for example, to a pulley 13 (see. FIGS. 2 and 3 ) can be achieved.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einer damit über eine Welle-Nabe Verbindung verbundenen Funktionseinrichtung (3). Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Funktionseinrichtung (3) zumindest zwei unterschiedliche Funktionselemente (4) aufweist, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Hierdurch kann eine einfach Montage erreicht werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle einer Brennkraftmaschine mit zumindest einer damit über eine Wellen-Nabe Verbindung verbundenen Funktionseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Funktionseinrichtung für eine derartige Nockenwelle sowie eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer derartigen Nockenwelle.
  • Gattungsgemäße Nockenwellen sind hinlänglich bekannt, ebenso wie die Verbindung von Funktionselementen mit derartigen Nockenwellen, beispielsweise über einen thermischen Fügesitz. Bislang werden jedoch Funktionseinrichtungen, wie beispielsweise Zahnräder, Antriebsräder, Nocken, Pumpenbetätigungseinrichtungen, wie beispielsweise Pumpennocken für eine Hochdruckpumpe oder eine Oldham-Kupplung zur Drehanbindung von Vakuum- oder Ölpumpen, über eingepresste oder thermisch gefügte Stopfen mit der Nockenwelle verbunden. Für jede zu erfüllende Funktion ist dabei ein separates Funktionselement, wie beispielsweise Zahnräder oder Nocken erforderlich, die dazu noch unter Umständen auf unterschiedliche Weise gefügt werden müssen. Beim Fügen von Nockenwellen in einem Haubenmodul kommt noch erschwerend hinzu, dass der Platz begrenzt ist, so dass es nochmals aufwändiger ist, mehrere Funktionselemente zu halten bzw. von außen einen Stopfen zu fügen.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Nockenwelle der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Herstellung auszeichnet.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Funktionseinrichtung an einer Nockenwelle mit zumindest zwei unterschiedlichen Funktionselementen auszustatten, die jeweils unterschiedliche Funktionen erfüllen können. Die in der Funktionseinrichtung zusammengefassten Funktionselemente sind dabei über eine Wellen-Nabe Verbindung, beispielsweise über einen thermischen Fügesitz oder einen Längspresssitz, mit der Nockenwelle verbunden. Die prinzipielle Idee besteht somit darin, möglichst viele - zumindest aber zwei - Funktionselemente in einer gemeinsamen Funktionseinrichtung zusammenzufassen bzw. zu integrieren und lediglich noch diese gemeinsame Baugruppe, das heißt die Funktionseinrichtung mit der Nockenwelle bzw. einem Nockenwellenrohr fügen zu müssen. Dies bietet erhebliche Vorteile, beispielsweise im Bereich des Gewichts, da eine aus mehreren Funktionselementen zusammengesetzte Funktionseinrichtung deutlich leichter baut als jeweils separat montierte Funktionselemente. Die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung ermöglicht darüber hinaus eine höhere Drehmomentübertragung als mit einem, einen geringeren Innendurchmesser aufweisenden Stopfen realisiert werden kann. Zugleich vereinfacht sich auch die Montage erheblich, da nun nicht mehr sämtliche Funktionselemente separat, das heißt einzeln, mit der Nockenwelle gefügt werden müssen, sondern lediglich die Funktionseinrichtung, in welcher die einzelnen Funktionselemente bereits bezüglich eines Drehwinkels richtig zueinander ausgerichtet sind. Dies ist insbesondere dann von großem Vorteil, sofern eine Nockenwelle innerhalb einer Zylinderkopfhaube zusammengebaut wird, da dort bekanntermaßen nur sehr wenig Arbeitsraum zur Verfügung steht. Ein weiterer Vorteil kann in einer optimierten Gewichtsverteilung gesehen werden, beispielsweise durch zu einem Antriebsriemenrad entgegengesetzten Massen, so dass die Funktionseinrichtung zugleich als Unwuchtausgleich herangezogen werden kann.
  • Zweckmäßig ist zumindest ein Funktionselement ein Zahnrad, insbesondere ein Koppelzahnrad, ein Nocken, eine Pumpenbetätigungseinrichtung, beispielsweise in der Art eines Nockens, ein Geberrad, eine Riemenscheibe, eine Kupplung, insbesondere eine Oldham-Kupplung, oder ein Kettenrad. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen wie flexible die jeweilige Funktionseinrichtung durch Zusammenfügen einzelner Funktionselemente gestaltet werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform und erfindungsgemäßen Lösung ist die Funktionseinrichtung einstückig, insbesondere als einstückiges Sinterbauteil, ausgebildet. In diesem Fall sind somit die einzelnen Funktionselemente der Funktionseinrichtung einstückig miteinander verbunden, so dass die Funktionseinrichtung komplett einstückig ausgebildet werden kann. Dies ermöglicht insbesondere eine rationelle Fertigung der Funktionseinrichtung, da ein ausgerichtetes miteinander Fügen der einzelnen Funktionselemente zur Funktionseinrichtung entfallen kann. Alternativ hierzu kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Funktionselemente der Funktionseinrichtung fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, verlötet, verschraubt oder verklebt sind. Die separate Ausbildung der einzelnen Funktionselemente bietet wiederum den großen Vorteil, dass die Funktionseinrichtung hinsichtlich der einzelnen Funktionselemente äußerst flexibel zusammensetzbar ist. Die einzelnen Funktionselemente können dabei beispielsweise über eine Reibschweißverbindung oder mittels Laserschweißen zur zusammenhängenden Funktionseinrichtung verbunden werden. Um ein winkelrichtiges miteinander Fügen der einzelnen Funktionselemente zur gemeinsamen Funktionseinrichtung erleichtern zu können, können darüber hinaus an den einzelnen Funktionselementen Positionierhilfen vorgesehen sein, die eine Fixierung der einzelnen Funktionselemente aneinander ausschließlich in einer vordefinierten Winkelstellung erlauben. Derartige Positionierhilfen können beispielsweise als Einflach, beispielsweise als Freischliff, oder als Mehrflach, insbesondere als Zweiflach bzw. Dreiflach, ausgebildet sein. In diesem Fall besitzt somit ein Funktionselement einen derartigen Ein- bzw. Mehrflach sowie eine zugehörige auf der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete komplementäre Ausnehmung, wodurch ein winkelausgerichtetes axiales Ineinanderstecken der einzelnen Funktionselemente zur gemeinsamen Funktionseinrichtung äußerst einfach möglich ist. Selbstverständlich können die Positionierhilfen alternativ auch als Pin bzw. zugehörige Öffnung ausgebildet sein, die ein miteinander Fügen zweier Funktionselemente in lediglich einer einzigen oder mehreren vordefinierten Winkelstellungen erlaubt. Diese Positionierhilfen können selbstverständlich nach Zusammenbau der Nockenwelle auch noch für weitere Einstell- und Positioniervorgänge, beispielsweise beim Einbau der Nockenwelle in den Zylinderkopf, genutzt werden.
  • Ist eines der Funktionselemente als Oldham-Kupplung ausgebildet, so kann über diese beispielsweise eine Pumpe außen am Zylinderkopf angekuppelt werden. Eine derartige Oldham-Kupplung ermöglicht eine Kupplung, bei welcher das Drehmoment zwischen zwei parallelen Wellen übertragen wird. Sie besteht üblicherweise aus drei Scheiben, wobei die äußeren beiden an den jeweiligen Wellen bzw. an der Pumpe und am Funktionselement befestigt sind und die mittlere in zwei, orthogonal zueinander stehenden Nut-Feder-Verbindungen zu den beiden anderen Scheiben gelagert ist. Eine derartige Oldham-Kupplung ermöglicht insbesondere eine Kompensation von geringen parallelen Versätzen zwischen der Nockenwelle und einer Achse der Pumpe, wodurch zumindest geringe Fertigungsungenauigkeiten problemlos auszugleichen sind, so dass die gesamte Konstruktion insgesamt größere Fertigungstoleranzen erlaubt.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Dabei zeigen, jeweils schematisch
    • Fig. 1
    eine Schnittdarstellung durch eine Nockenwelle mit einer erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung in einer Brennkraftmaschine,
    Fig. 2
    eine teilweise geschnittene Ansicht auf eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine im Bereich zweier Nockenwellen mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung,
    Fig. 3
    eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch mit Lagerbrücken,
    Fig. 4
    unterschiedliche Ansichten auf sowie eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung,
    Fig. 5-7
    jeweils Funktionseinrichtungen mit unterschiedlichen Funktionselementen.
  • Entsprechend den Figuren 1-3 weist eine erfindungsgemäße Nockenwelle 1 einer Brennkraftmaschine 2 zumindest eine über eine Welle-Naben-Verbindung, insbesondere über eine Pressverbindung, mit der Nockenwelle 1 verbundene Funktionseinrichtung 3 auf, die aus zumindest zwei unterschiedlichen Funktionselementen 4 zusammengesetzt ist. Die einzelnen Funktionselemente 4 erfüllen dabei unterschiedliche Funktionen und sind lediglich zur Vereinfachung der Montage in der gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 zusammengefasst. Zumindest ein Funktionselement 4 kann dabei beispielsweise als Zahnrad 5, insbesondere als Koppelzahnrad, als Nocken, als eine Pumpenbetätigungseinrichtung, als ein Geberrad 6, als eine Riemenscheibe, eine Kupplung 7, insbesondere als OldhamKupplung, oder als Kettenrad 5' ausgebildet sein. Die gemäß der Figur 1 dargestellte Funktionseinrichtung 3 besitzt somit drei Funktionselemente 4, nämlich die Kupplung 7, das Kettenrad 5' bzw. Zahnrad 5 sowie das Geberrad 6. Durch die Zusammenfassung mehrerer Funktionselemente 4 in einer gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 wird die Herstellung der Nockenwelle 1 deutlich vereinfacht, da nun nicht mehr sämtliche Funktionselemente 4 separat mit der Nockenwelle 1 gefügt werden müssen, sondern lediglich eine gemeinsame Funktionseinrichtung 3, wodurch der Fügeprozess deutlich gestrafft werden kann. Auch ist die Funktionseinrichtung 3 mit mehreren Funktionselementen 4 leichter als die jeweils separaten Funktionselemente 4, wodurch eine Gewichtseinsparung erzielt werden kann, was sich wiederum positiv auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt.
  • Im Vergleich zu einem Stopfen ermöglicht die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung 3 zudem eine höhere Drehmomentübertragung, da über den Querpresssitz, beispielsweise hergestellt mittels thermischem Fügen, oder einem Längspresssitz, eine größere kraftübertragende Kontaktfläche geschaffen werden kann.
  • Die kombinierte Anordnung mehrerer Funktionselemente 4 in einer gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 bietet darüber hinaus insbesondere bei der Montage der Funktionseinrichtung 3 in einer Haube bzw. einem Zylinderkopf 8 große Vorteile, da dort üblicherweise äußerst beengte Platzverhältnisse anzutreffen sind.
  • Gemäß der Figur 2 ist eine Ansicht von oben auf den Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine 2 gezeigt mit zwei Nockenwellen 1, wobei an der unteren Nockenwelle 1 die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung 3 angeordnet ist. Diese fasst wiederum drei Funktionselemente 4 zusammen, nämlich die Kupplung 7, ein Zahnrad 5, in der Art eines Koppelzahnrades zum Koppeln mit der zweiten Nockenwelle 1, sowie das Geberrad 6. Eine Lagerung der Nockenwellen 1 am Zylinderkopf 8 erfolgt dabei mittels eines Lagerrahmens 9, der über Schrauben 10 mit dem Zylinderkopf 8, das heißt einem Motorblock, verbunden wird. Über die Kupplung 7, die insbesondere in der Art einer Oldham-Kupplung ausgebildet ist, kann beispielsweise eine Pumpe 11 drehübertragend mit der Nockenwelle 1 gekoppelt werden. Die Oldham-Kupplung ermöglicht dabei eine zumindest geringe Parallelität der Achsen der Nockenwellen 1 und der Achse der Pumpe, wodurch die Fertigungsgenauigkeit nicht so hoch sein muss, wie ohne eine derartige Oldham-Kupplung.
  • Betrachtet man die Figur 1, so kann man erkennen, dass die Funktionseinrichtung 3 einstückig, insbesondere als einstückiges Sinterbauteil, ausgebildet ist, so dass eine separate und vorherige Montage der einzelnen Funktionselemente 4 zur gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 entfallen kann. Selbstverständlich können alternativ die einzelnen Funktionselemente 4 der Funktionseinrichtung 3 auch separat gefertigt und anschließend zur gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, verlötet, verschraubt oder verklebt werden. In den Darstellungen gemäß der Figur 4 ist beispielsweise eine Funktionseinrichtung 3 gezeigt, die zwei Funktionselemente 4, nämlich das Zahnrad 5 und die Kupplung 7 einstückig integriert. Auf der der Kupplung 7 abgewandten Stirnseite der Funktionseinrichtung 3 könnte nun zusätzlich ein weiteres Funktionselement 4, beispielsweise ein Geberrad 6, angebaut bzw. angeschweißt werden.
  • Um einen Zusammenbau einer mehrteiligen Funktionseinrichtung 3 zu erleichtern, können an den einzelnen Funktionselementen 4 Positionierhilfen 12 vorgesehen sein, die eine Fixierung der einzelnen Funktionselemente 4 aneinander ausschließlich in einer vordefinierten Winkelstellung erlauben. Gemäß der untersten Darstellung in Figur 4 und der Figur 6 ist dabei die Positionierhilfe 12 als Zweiflach ausgebildet, wobei beispielsweise das Geberrad 6 eine dazu komplementäre Ausnehmung aufweist, um so ein winkelausgerichtetes Fixieren zu ermöglichen. Generell kann dabei die Positionierhilfe 12 auch als Einflach oder als Mehrflach, insbesondere auch als Dreiflach, ausgebildet sein. Generell sind selbstverständlich auch sämtliche anderen unrunden Formen zur winkelexakten Fixierung der einzelnen Funktionselemente 4 aneinander denkbar.
  • Mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 3 lassen sich somit mehrere Funktionen in Form von unterschiedlichen Funktionselementen 4 vereinen und in der Art einer gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 in einem einzigen Arbeitsschritt auf der Nockenwelle 1 fixieren. Hierdurch kann nicht nur der Montagevorgang deutlich gestrafft werden, sondern zugleich auch eine kostengünstige Herstellung erreicht werden. Durch das Zusammenfassen einzelner Funktionselemente 4 zur gemeinsamen Funktionseinrichtung 3 ergibt sich darüber hinaus der große Vorteil, dass im Vergleich zu einem Stopfen höhere Drehmomente übertragen werden können und insbesondere eine Montage der Funktionseinrichtung 3 auch bei vergleichsweise geringem Arbeitsraum möglich ist. Vor allem bietet dies die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Funktionseinrichtung 3 mit den einzelnen Funktionselementen 4 in einer Haube zu halten und anschließend das Nockenwellenrohr durch die Funktionselemente 4 und die einzelnen Lagerstellen beispielsweise des Lagerrahmens 9, hindurch zu schieben. Durch die Integration mehrerer Funktionselemente 4 in eine gemeinsame Funktionseinrichtung 3 ist dabei lediglich noch das Fixieren einer Funktionseinrichtung 3 erforderlich, was deutlich einfacher ist, als das bisher erforderliche Fixieren der einzelnen Funktionselemente 4. Mit der erfindungsgemäßen Funktionseinrichtung 3 lässt sich darüber hinaus eine Gewichtsersparnis erreichen, da die einzelnen Funktionselemente 4 gewichtsreduziert ausgebildet werden können. Auch kann durch eine spezielle Anordnung der einzelnen Funktionselemente 4 ein Unwuchtausgleich insbesondere beispielsweise zu einem Riemenrad 13 (vgl. Figuren 2 und 3) erreicht werden.

Claims (10)

  1. Nockenwelle (1) einer Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einer damit über eine Wellen-Nabe Verbindung verbundenen Funktionseinrichtung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionseinrichtung (3) zumindest zwei unterschiedliche Funktionselemente (4) aufweist, die unterschiedliche Funktionen erfüllen.
  2. Nockenwelle nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionseinrichtung (3) über einen thermischen Fügesitz oder einen Längspresssitz mit der Nockenwelle (1) gefügt ist.
  3. Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Funktionselement (4) ein Zahnrad (5), insbesondere ein Koppelzahnrad, ein Nocken, eine Pumpenbetätigungseinrichtung, ein Geberrad (6), eine Riemenscheibe (13), eine Kupplung (7), insbesondere eine Oldham-Kupplung, oder ein Kettenrad (5') ist.
  4. Nockenwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Funktionseinrichtung (3) einstückig, insbesondere als einstückiges Sinterbauteil, ausgebildet ist.
  5. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Funktionselemente (4) der Funktionseinrichtung (3) fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, verlötet, verschraubt oder verklebt, sind.
  6. Nockenwelle nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Funktionselemente (4) der Funktionseinrichtung (3) Positionierhilfen (12) aufweisen, die eine Fixierung der einzelnen Funktionselemente (4) aneinander ausschließlich in einer vordefinierten Winkelstellung erlauben.
  7. Nockenwelle nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Positionierhilfen (12) als Einflach oder als Mehrflach, insbesondere als Zweiflach bzw. Dreiflach, ausgebildet sind.
  8. Funktionseinrichtung (3) einer Nockenwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die zumindest zwei unterschiedliche Funktionselemente (4) aufweist, die unterschiedliche Funktionen erfüllen, wobei die Funktionseinrichtung (3) einstückig, insbesondere als einstückiges Sinterbauteil, ausgebildet ist oder die einzelnen Funktionselemente (4) der Funktionseinrichtung (3) fest miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, verlötet, verschraubt oder verklebt, sind.
  9. Funktionseinrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zumindest ein Funktionselement (4) ein Zahnrad (5), insbesondere ein Koppelzahnrad, ein Nocken, eine Pumpenbetätigungseinrichtung, ein Geberrad (6), eine Riemenscheibe (13), eine Kupplung (7), insbesondere eine Oldham-Kupplung, oder ein Kettenrad (5') ist.
  10. Brennkraftmaschine (2) mit zumindest einer Nockenwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
EP13193546.2A 2012-12-19 2013-11-19 Nockenwelle Not-in-force EP2746545B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012223811.5A DE102012223811A1 (de) 2012-12-19 2012-12-19 Nockenwelle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2746545A1 true EP2746545A1 (de) 2014-06-25
EP2746545B1 EP2746545B1 (de) 2019-08-14

Family

ID=49626829

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13193546.2A Not-in-force EP2746545B1 (de) 2012-12-19 2013-11-19 Nockenwelle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140165935A1 (de)
EP (1) EP2746545B1 (de)
JP (1) JP2014122627A (de)
CN (1) CN103967548A (de)
DE (1) DE102012223811A1 (de)

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