EP3161281B1 - Nockenwelle für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine mit variierbarer ventilöffnungsdauer - Google Patents

Nockenwelle für den ventiltrieb einer brennkraftmaschine mit variierbarer ventilöffnungsdauer Download PDF

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EP3161281B1
EP3161281B1 EP15729484.4A EP15729484A EP3161281B1 EP 3161281 B1 EP3161281 B1 EP 3161281B1 EP 15729484 A EP15729484 A EP 15729484A EP 3161281 B1 EP3161281 B1 EP 3161281B1
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EP
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cam
outer shaft
inner ring
camshaft
shaft
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Uwe Dietel
Bernd Mann
Michael Kunz
Martin Lehmann
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Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
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ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
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Publication date
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings

Definitions

  • a camshaft comprises a hollow outer shaft and an inner shaft rotatably disposed concentrically within the outer shaft.
  • a first part cam of a cam is rotationally fixed on the outer shaft and a second part cam of the cam is rotatably connected to the inner shaft and rotatably mounted on the outer shaft.
  • Each sub-cam requires a minimum axial space, which is substantially as large as the space required by a cam of a non-adjustable camshaft. Since, however, at least two such partial cams are to be provided per valve, the total axial space required by the cams increases overall.
  • camshafts treated here are basically to be distinguished from those camshafts which exclusively include those cams whose contour can not be changed. Although such cams can also be held variably on the camshaft; However, this only allows the opening period to be changed but not changed in its duration.
  • the camshaft comprises an outer shaft and an inner shaft extending through the outer shaft.
  • the inner shaft is rotatably held to the outer shaft.
  • a cam is designed in several parts and has a first part cam and at least one second part cam. Either the first part cam or the at least one second part cam is connected rotationally fixed to the outer shaft; the other part cam, so the at least one second part cam or the first part cam, is rotationally connected to the inner shaft. It therefore does not matter which of the part cam with the outer shaft and which part of the cam is connected to the inner shaft.
  • a bearing inner ring of a shaft bearing is held on the outer shaft. Sliding bearings and rolling bearings come into consideration in particular as shaft bearings.
  • one of the at least one second partial cam now has an axial projection which forms at least part of the bearing inner ring.
  • part cam For the connection of the part cam and the bearing inner ring with the outer shaft is now the part cam. Due to this functional integration, axial space can be saved. This is particularly advantageous in the case of the generic adjusting cams, since they require a rather large axial installation space per se, as will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment.
  • the part of the bearing inner ring is in particular formed integrally with the second part cam. A separate attachment of the bearing inner ring on the outer shaft can be omitted.
  • the bearing inner ring is designed in several parts; a further part of the bearing inner ring is formed by a second part cam of an adjacent cam. It may result in a symmetrical arrangement.
  • the further part of the bearing inner ring can be formed by a one-piece, non-rotatably held on the outer shaft cam or bearing ring.
  • an axial gap which results between the two, in each case jointly forming a bearing inner ring part cam, axially aligned with a radial bore in the outer shaft.
  • the gap and the radial bore can serve as a radial lubricant channel between the inner region of the outer shaft and the bearing, in particular in the case of a sliding bearing.
  • the bolt design for rotationally fixed connection with the inner shaft requires a certain minimum width. Therefore, the shoulder of the partial cam must always be considered axially to a certain extent longer than the diameter of the bolt. That now one of the outer part cam at the same time the bearing inner ring, at least partially, forms, reduces the space required by this part cam and the bearing inner ring is claimed together on the outer shaft.
  • the cam has exactly one first part cam and exactly one second part cam.
  • the first part cam is axially adjacent to the second Part cam arranged, the second part cam forms the part of the bearing inner ring.
  • FIG. 1 a camshaft 1 according to the invention for an internal combustion engine is shown in fragmentary detail in cross section.
  • the camshaft 1 comprises a hollow outer shaft 2 and a concentric within the outer shaft 2 by a twist angle of at most 35 °, preferably 20 ° to 30 °, rotatably mounted inner shaft 3.
  • the camshaft 1 comprises two cams 6 ', 6 ", the In this case, the first part cam 4 is rotatably connected to the inner shaft 4 and arranged rotatably on the outer shaft 2, while the second part cam 5 are held against rotation and displacement on the outer shaft 2.
  • the second partial cam 5 is connected in a rotationally fixed manner to the inner shaft 3 via a bolt 12.
  • This bolt 12 is in the Sectional view after FIG. 1 not visible; but this will be apparent in one of the following figures.
  • the two partial cams 4, 5 may have identical or different outer contours. Based on the relative rotational position between the inner shaft 3 and outer shaft 2, the relative orientation of the outer contours of the two partial cams 4, 5 can be adjusted to each other. If the radially highlighted regions of the outer contours of both partial cams are superimposed with one another in the circumferential direction of the camshaft, the opening duration of the associated valve is reduced. If the radially highlighted regions of the outer contours of both partial cams are offset relative to one another in the circumferential direction of the camshaft, the opening duration of the associated valve is increased.
  • the camshaft 1 is held by means of a sliding bearing 9 in a housing, not shown.
  • the plain bearing has a bearing outer ring 8 and a (in the case of FIG. 1 multipart) bearing inner ring 7 on.
  • FIG. 1 is a drag lever 13 indicated by dashed lines.
  • the rocker arm 13 For interaction of the rocker arm 13 with the cam 6, the rocker arm must always rest on a predetermined minimum contact length l 1 (measured parallel to the camshaft axis A) on the cam 6 in order to limit the surface pressure to a permissible maximum value.
  • Due to the multi-part design of the cam it is possible that the drag lever 13 is only in contact with one of the partial cams 4, 5.
  • This operating state is FIG. 1 shown, in which case only the first part cam 4 with the cam follower 13 is in contact. Even in such a case, the maximum permissible surface pressure must not be exceeded. Consequently, both the first part cam and the second part cam 5 together must each have a minimum length l 1 on the outer contour.
  • the multi-part cam 6 of such a variable camshaft basically requires significantly more axial space than a one-piece cam.
  • the dimension x in the FIG. 1 stands for the axial clearance between the cams.
  • the cross section of the first part cam 4 increases conically radially inwardly, that is, forms a kind of shoulder 16. This is necessary because each sub-cam requires a minimal abutment surface on the outer shaft and / or requires a certain axial length for receiving the bolt 12.
  • each partial cam needs a certain Connection length l 2 on the outer shaft 2, wherein l 2 in this case is greater than l 1 . Therefore, the areas of the outer part cam 5, which are in contact with the outer shaft 2, move axially outward.
  • the sliding bearing claimed a predetermined slide bearing l 3 .
  • first part cam 4 may also be the fixed part cam instead of the second part cam 5.
  • second part cam 5 rotatably connected to the inner shaft 4 and rotatably arranged on the outer shaft 2, while the first part cam 4 is rotationally and non-displaceably connected to the outer shaft 2.
  • the camshaft is then mounted via one of the adjustable part cam 5.
  • a radial bore 10 is provided in the outer shaft 2, which is axially aligned with a gap 11, which results between two adjacently arranged part cam 5 and bearing inner ring parts 7.
  • a lubricant channel between the sliding bearing 8 and the intermediate space is formed radially between the outer shaft 2 and the inner shaft 3.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment, which is largely the embodiment FIG. 1 equivalent.
  • the cams 6 have only a second part cam 5.
  • the drag lever 13 only on one of the two partial cams 4, 5, so tilting moments can adversely affect the drag lever 13. Therefore, an embodiment of FIG. 1 preferred because there the rocker arm 13 is always centered by the cam 6 is acted upon.
  • the second part cam 5 are fixedly connected to the outer shaft 2; the first part cam 4 are rotationally connected to the inner shaft 3.
  • a bolt 12 is in each case by a slot-shaped, transverse to the camshaft axis of rotation A recess 14th guided in the hollow outer shaft 2 and in particular non-positively or positively connected to the inner shaft 3.
  • the bolt 12 also engages positively in those partial cams, which is rotatably connected to the inner shaft, in this case the partial cam. 4
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment, which is largely the embodiment FIG. 2 equivalent. In the following, therefore, only the differences will be discussed.
  • the first part cam 4 are firmly connected to the outer shaft 2; the second part cam 5 are rotationally connected via a respective bolt 12 with the inner shaft 3 in the manner described above.
  • FIG. 3 In the embodiment of FIG. 3 is provided radially between the inner shaft 3 and the outer shaft 2, a separate bearing bush 15 with one or more lubricant holes. Such a bushing 15 can be found without further use in the embodiments according to the other figures application.
  • FIG. 4 shows an alternative embodiment, which is largely the embodiment FIG. 2 equivalent.
  • the bearing inner ring 7 is the one, as well as in FIG. 1 formed by a Telnocken 5.
  • the inner ring is formed by a partial cam 5 separate bearing ring 17, which is not part of a cam.
  • the gap 11 is formed between the partial cam 5 and the bearing ring 17.
  • FIG. 5 shows an unclaimed alternative. Shown are two one-piece cam 6 ', 6 ", which are always in all operating conditions in interaction with a respective rocker arm 13', 13". Both cams 6 form parts of the bearing inner ring 7.
  • the right cam 6 " is an adjusting cam which is non-rotatably connected to the inner shaft 3 through the bolt 12 and is rotatably held to the outer shaft 2.
  • the left cam 6 ' is a fixed cam which is non-rotatably connected to the outer shaft 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

    STAND DER TECHNIK
  • Um eine Brennkraftmaschine unter verschiedenen Betriebsbedingungen stets möglichst optimal betreiben zu können, sind aus dem Stand der Technik bereits verschiedenste Methoden bekannt. So ist die Variation der Ventilöffnungsdauer in der WO 2011/032632 A1 oder der JP 2013 019362 A beschrieben. Eine Nockenwelle umfasst eine hohle Außenwelle und eine konzentrisch innerhalb der Außenwelle verdrehbar angeordnete Innenwelle. Ein erster Teilnocken eines Nockens ist drehfest auf der Außenwelle und ein zweiter Teilnocken des Nockens ist drehfest mit der Innenwelle verbunden und drehbar auf der Außenwelle gelagert. Durch Verdrehung der beiden Teilnocken zueinander, bewirkt durch eine Verdrehung von Innen- und Außenwelle zueinander, sind die Nockenkontur des Nockens und damit die Ventilöffnungszeit entsprechend veränderbar.
  • Jeder Teilnocken erfordert einen minimalen axialen Bauraum, der im Wesentlichen so groß ist wie der Bauraum, den ein Nocken einer nicht verstellbaren Nockenwelle benötigt. Da aber pro Ventil nun zumindest zwei solcher Teilnocken vorzuhalten sind, erhöht sich insgesamt der von den Nocken benötigte axiale Bauraum.
  • Zu unterscheiden sind die hier behandelten Nockenwellen grundsätzlich von solchen Nockenwellen, die ausschließlich solche Nocken, umfassen, deren Kontur nicht veränderbar sind. Solche Nocken können zwar auch variabel an der Nockenwelle gehalten sein; hiermit lässt sich jedoch nur die Öffnungsperiode verschieben, aber nicht in ihrer Dauer verändern.
    • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Nockenwelle der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich insbesondere durch eine platzsparende Bauweise auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Nockenwelle für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit variierbarer Ventilöffnungsdauer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dem kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Nockenwelle umfasst eine Außenwelle und eine sich durch die Außenwelle erstreckenden Innenwelle. Die Innenwelle ist drehbar zur Außenwelle gehalten. Ein Nocken ist mehrteilig ausgebildet und weist einen ersten Teilnocken und zumindest einen zweiten Teilnocken auf. Entweder der erste Teilnocken oder der zumindest eine zweite Teilnocken ist mit der Außenwelle verdrehfest verbunden; der jeweils andere Teilnocken, also der zumindest eine zweite Teilnocken bzw. der erste Teilnocken, ist verdrehfest mit der Innenwelle verbunden. Es kommt folglich nicht darauf an, welcher der Teilnocken mit der Außenwelle und welcher der Teilnocken mit der Innenwelle verbunden ist. Auf der Außenwelle ist ein Lagerinnenring eines Wellenlagers gehalten. Als Wellenlager kommen insbesondere Gleitlager und Wälzlager in Betracht. Erfindungsgemäß weist nun einer der zumindest einen zweiten Teilnocken einen axialen Ansatz auf, der zumindest einen Teil des Lagerinnenrings ausbildet.
  • Für die Verbindung des Teilnockens als auch des Lagerinnenrings mit der Außenwelle dient nun der Teilnocken. Aufgrund dieser Funktionsintegration lässt sich axialer Bauraum einsparen. Dies ist insbesondere bei den gattungsgemäßen Verstellnocken von Vorteil, da diese per se einen recht großen axialen Bauraum erfordern, wie anhand des Ausführungsbeispiels noch näher erläutert wird. Der Teil des Lagerinnenrings ist dabei insbesondere einstückig mit dem zweiten Teilnocken ausgebildet. Eine separate Befestigung des Lagerinnenrings an der Außenwelle kann entfallen.
  • Vorzugsweise ist der Lagerinnenring mehrteilig ausgebildet; ein weiterer Teil des Lagerinnenrings ist durch einen zweiten Teilnocken eines benachbarten Nockens ausgebildet. Es kann sich so eine symmetrische Anordnung ergeben. Die zwei axial benachbarten Teilnocken, jeweils unterschiedlicher Nocken, bilden so gemeinsam den Lagerinnenring aus. Durch diese Teilung ergeben sich kurze Fügewege, was die Montage vereinfacht. Alternativ kann der weitere Teil des Lagerinnenrings durch einen einteiligen, drehfest auf der Außenwelle gehaltenen Nocken oder Lagerring ausgebildet werden.
  • Vorzugsweise ist ein axialer Spalt, der sich zwischen den beiden, jeweils gemeinsam einen Lagerinnenring bildenden Teilnocken ergibt, axial ausgerichtet mit einer Radialbohrung in der Außenwelle. Gemeinsam können der Spalt und die Radialbohrung als radialer Schmiermittelkanal zwischen dem Innenbereich der Außenwelle und der Lager, insbesondere im Falle eines Gleitlagers, dienen. Gleiches gilt für die im vorigen Absatz angesprochenen Alternativen, so dass sich der Spalt zwischen einem Teilnocken und dem Festnocken bzw. dem Lagerring ergibt.
  • In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung weist der Nocken einen ersten Teilnocken und zwei zweite Teilnocken auf, wobei der erste Teilnocken axial zwischen den beiden zweiten Teilnocken angeordnet ist und einer der beiden zweiten Teilnocken den Teil des Lagerinnenrings ausbildet. Besonders bevorzugt ist es, wenn in dieser Ausgestaltung der erste Telnocken mit der Innenwelle drehfest verbunden ist und die zweiten Teilnocken mit der Außenwelle drehfest verbunden sind. In diesem Fall muss nur ein Teilnocken insbesondere über eine aufwendige Bolzenkonstruktion mit der Innenwelle drehfest verbunden werden.
  • Grundsätzlich ist eine solche Aufteilung in drei Teilnocken bevorzugt, da so ein Mitnehmer, insbesondere ein Schlepp- oder Kipphebel, stets zentriert auf dem Nocken anliegt, nämlich entweder an dem innenliegenden ersten Teilnocken alleine, an den beiden außenliegenden Teilnocken gemeinsam oder an allen drei Teilnocken gemeinsam. Bei allen drei Betriebszuständen können die Kräfte axial zentral auf den Mitnehmer übertragen werden. Allerdings zeichnet sich diese Ausgestaltung durch einen großen axialen Bauraumbedarf der drei Teilnocken aus, da diese allesamt auf der Außenwelle angebracht werden. Dabei erfordert jeder Teilnocken eine gewisse Mindestauflagefläche an der Außenfläche. Insbesondere der mittlere Teilnocken vergrößert sich dabei radial nach innen, im Querschnitt betrachtet, so dass auch die Anlageflächen der äußeren Teilnocken axial nach außen "wandern" müssen. Zudem erfordert die Bolzenkonstruktion zur drehfesten Verbindung mit der Innenwelle eine gewisse Mindestbreite. Daher muss die Schulter des Teilnockens stets um ein gewisses Maß axial betrachtet länger sein, als der Durchmesser des Bolzens. Dass nun einer der äußeren Teilnocken zugleich den Lagerinnenring, zumindest teilweise, ausbildet, reduziert den Platzbedarf, der von diesem Teilnocken und dem Lagerinnenring gemeinsam auf der Außenwelle beansprucht wird.
  • In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung weist der Nocken genau einen ersten Teilnocken und genau einen zweiten Teilnocken auf. Der erste Teilnocken ist axial benachbart zum zweiten Teilnocken angeordnet, der zweite Teilnocken bildet den Teil des Lagerinnenrings aus. Zwar kann diese Ausgestaltung mit Kippmomenten auf den Schlepphebel einhergehen; andererseits kann aufgrund der geringeren Anzahl an Teilnocken insgesamt der durch die Teilnocken benötigte axiale Bauraum nochmals verringert werden.
    • BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • Figur 1
    einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Nockenwelle der ersten Ausgestaltung;
    Figur 2
    einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Nockenwelle der zweiten Ausgestaltung;
    Figur 3
    einen Querschnitt durch eine alternative erfindungsgemäße Nockenwelle der zweiten Ausgestaltung.
    Figur 4
    einen Querschnitt durch eine alternative erfindungsgemäße Nockenwelle der ersten Ausgestaltung;
    Figur 5
    einen Querschnitt durch eine nicht beanspruchte Nockenwelle,
    Figur 6
    einen Querschnitt durch eine weitere nicht beanspruchte Nockenwelle.
  • In der Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Nockenwelle 1 für eine Brennkraftmaschine ausschnittsweise im Querschnitt gezeigt. Die Nockenwelle 1 umfasst eine hohle Außenwelle 2 sowie eine konzentrisch innerhalb der Außenwelle 2 um einen Verdrehwinkel von insbesondere maximal 35°, vorzugsweise 20° bis 30°, verdrehbar gelagert angeordnete Innenwelle 3. Die Nockenwelle 1 umfasst zwei Nocken 6', 6", die mehrere gegeneinander verdrehbare Teilnocken 4, 5 aufweisen. Dabei ist der erste Teilnocken 4 drehfest mit der Innenwelle 4 verbunden und verdrehbar auf der Außenwelle 2 angeordnet, während die zweiten Teilnocken 5 verdreh- und verschiebefest auf der Außenwelle 2 gehalten sind. Dabei kann die dreh- und verschiebefeste Anordnung des ersten Teilnockens 4 über herkömmliche Verfahren mittels einer kraftschlüssigen und/oder einer formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung realisiert sein. Der zweite Teilnocken 5 ist über einen Bolzen 12 drehfest mit der Innenwelle 3 verbunden. Dieser Bolzen 12 ist in der Schnittdarstellung nach Figur 1 nicht erkennbar; dies wird aber in einer der nachfolgenden Figuren noch ersichtlich.
  • Die beiden Teilnocken 4, 5 können identische oder zueinander abweichende Außenkonturen aufweisen. Anhand der relativen Verdrehstellung zwischen Innenwelle 3 und Außenwelle 2 kann die relative Ausrichtung der Außenkonturen der beiden Teilnocken 4, 5 zueinander gezielt eingestellt werden. Werden die radial hervorgehobenen Bereiche der Außenkonturen beider Teilnocken in Umfangsrichtung der Nockwelle miteinander überlagert, so wird die Öffnungsdauer des zugehörigen Ventils reduziert. Werden die radial hervorgehobenen Bereiche der Außenkonturen beider Teilnocken in Umfangsrichtung der Nockwelle versetzt zueinander angeordnet, so wird die Öffnungsdauer des zugehörigen Ventils erhöht.
  • Die Nockenwelle 1 wird mittels eines Gleitlagers 9 in einem nicht dargestellten Gehäuse gehalten. Das Gleitlager weist einen Lageraußenring 8 sowie einen (im Fall der Figur 1 mehrteiligen) Lagerinnenring 7 auf.
  • In Figur 1 ist ein Schlepphebel 13 gestrichelt angedeutet. Zur Interaktion des Schlepphebels 13 mit dem Nocken 6 muss der Schlepphebel stets auf einer vorgegebenen Mindestkontaktlänge l1 (gemessen parallel zur Nockwellenachse A) am Nocken 6 anliegen, um die Flächenpressung auf ein zulässigen Maximalwert zu beschränken. Aufgrund der mehrteiligen Ausgestaltung des Nockens ist es aber möglich, dass der Schlepphebel 13 nur mit einem der Teilnocken 4, 5 in Kontakt ist. Dieser Betriebszustand ist Figur 1 gezeigt, wobei hier nur der erste Teilnocken 4 mit dem Schlepphebel 13 in Kontakt ist. Auch in einem solchen Fall darf die maximal zulässige Flächenpressung nicht überschritten werden. Folglich müssen sowohl der erste Teilnocken als auch die zweiten Teilnocken 5 zusammen jeweils eine Mindestlänge l1 an der Außenkontur aufweisen. Somit beansprucht der mehrteilige Nocken 6 einer solchen variablen Nockenwelle grundsätzlich deutlich mehr axialen Bauraum als ein einteiliger Nocken. Die Dimension x in der Figur 1 steht für den axialen Freigang zwischen den Nocken.
  • Ferner ist zu erkennen, dass sich der Querschnitt des ersten Teilnockens 4 radial nach innen konisch vergrößert, also eine Art Schulter 16 ausbildet. Dies ist erforderlich, da jeder Teilnocken eine minimale Anlagefläche auf der Außenwelle erfordert und/oder eine gewisse axiale Länge zur Aufnahme des Bolzens 12 erfordert. Durch jeden Teilnocken vergrößert sich folglich der Platzbedarf an der Außenwelle zur Anlage der Teilnocken. So bedarf jeder Teilnocken einer bestimmten Verbindungslänge l2 auf der Außenwelle 2, wobei l2 in diesem Fall größer ist als l1. Daher wandern auch die Bereiche der äußeren Teilnocken 5, die in Anlage mit der Außenwelle 2 sind, axial nach außen. Zudem beansprucht das Gleitlager eine vorgegebene Gleitlagerlänge l3.
  • Erfindungsgemäß ist nun einer der beiden zweiten Teilnocken 5 einstückig mit dem Lagerinnenring 7 des Gleitlagers 9 ausgebildet. Es ist in der Figur 1 ersichtlich, dass sich so die Bereiche der erforderlichen Anlage l2 des Teilnockens auf der Außenwelle 2 mit der Länge l3 des Gleitlager 9 überlappen. So ergibt sich erfindungsgemäß eine bauraumsparende Anordnung in axialer Richtung.
  • In einer Variante kann auch der erste Teilnocken 4 der feste Teilnocken anstelle der zweiten Teilnocken 5 sein. Dann sind die zweiten Teilnocken 5 drehfest mit der Innenwelle 4 verbunden und verdrehbar auf der Außenwelle 2 angeordnet, während der erste Teilnocken 4 verdreh- und verschiebefest mit der Außenwelle 2 verbunden ist. Die Nockenwelle wird dann über einen der verstellbaren Teilnocken 5 gelagert.
  • Ferner ist in der Außenwelle 2 eine Radialbohrung 10 vorgesehen, die axial ausgerichtet ist mit einem Spalt 11, der sich zwischen zwei benachbart angeordneten Teilnocken 5 bzw. Lagerinnenringteilen 7 ergibt. Durch die Bohrung 10 und den Spalt 11 ist ein Schmiermittelkanal zwischen dem Gleitlager 8 und dem Zwischenraum radial zwischen der Außenwelle 2 und der Innenwelle 3 gebildet.
  • Figur 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, die weitgehend der Ausgestaltung nach Figur 1 entspricht. Im Folgenden wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen. Die Nocken 6 weisen lediglich einen zweiten Teilnocken 5 auf. Liegt der Schlepphebel 13 allerdings nur an einem der beiden Teilnocken 4, 5 an, so können sich Kippmomente nachteilig auf den Schlepphebel 13 auswirken. Daher ist eine Ausgestaltung nach Figur 1 bevorzugt, da dort der Schlepphebel 13 stets zentriert von dem Nocken 6 beaufschlagt wird.
  • Die zweiten Teilnocken 5 sind fest mit der Außenwelle 2 verbunden; die ersten Teilnocken 4 sind verdrehfest mit der Innenwelle 3 verbunden. Zur drehfesten Verbindung der Innenwelle 3 mit dem entsprechenden Teilnocken 4 ist in Figur 2 die bereits angesprochene Bolzenkonstruktion zur drehfesten Verbindung eines der Teilnocken mit der Innenwelle zu erkennen. Ein Bolzen 12 ist jeweils durch eine schlitzförmige, quer zur Nockenwellendrehachse A verlaufende Ausnehmung 14 in der hohlen Außenwelle 2 geführt und insbesondere kraft- oder formschlüssig mit der Innenwelle 3 fest verbunden. Der Bolzen 12 greift ferner formschlüssig in denjenigen Teilnocken ein, der mit der Innenwelle drehfest verbunden ist, in diesem Fall der Teilnocken 4.
  • Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung, die weitgehend der Ausgestaltung nach Figur 2 entspricht. Im Folgenden wird daher nur auf die Unterschiede eingegangen. Die ersten Teilnocken 4 sind fest mit der Außenwelle 2 verbunden; die zweiten Teilnocken 5 sind verdrehfest über jeweils eine Bolzen 12 mit der Innenwelle 3 auf die zuvor beschriebene Weise verbunden.
  • In der Ausgestaltung der Figur 3 ist radial zwischen der Innenwelle 3 und der Außenwelle 2 eine separate Lagerbuchse 15 mit ein oder mehreren Schmiermittelbohrungen vorgesehen. Eine solche Lagerbuchse 15 kann ohne weiters auch bei den Ausgestaltungen entsprechend der anderen Figuren Anwendung finden.
  • Figur 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung, die weitgehend der Ausgestaltung nach Figur 2 entspricht. Der Lagerinnenring 7 wird zum einen, wie auch in Figur 1, durch einen Telnocken 5 gebildet. Zum anderen wird der Innenring durch einen zum Teilnocken 5 separaten Lagerring 17 gebildet, der nicht Bestandteil eines Nockens ist. Der Spalt 11 ist zwischen dem Teilnocken 5 und dem Lagerring 17 gebildet.
  • Figur 5 zeigt eine nicht beanspruchte Alternative. Gezeigt sind zwei einteilige Nocken 6', 6", die in allen Betriebszuständen stets in Wechselwirkung mit jeweils einem Schlepphebel 13', 13" sind. Beide Nocken 6 bilden Teile des Lagerinnenrings 7 aus. Der rechte Nocken 6" ist ein Verstellnocken, der mit der Innenwelle 3 durch den Bolzen 12 drehfest verbunden ist und verdrehbar zur Außenwelle 2 gehalten ist. Der linke Nocken 6' ist ein Festnocken, der drehfest mit der Außenwelle 2 verbunden ist.
  • Figur 6 zeigt eine nicht beanspruchte Alternative. Gezeigt sind zwei einteilige Nocken 6', 6", die in allen Betriebszuständen stets in Wechselwirkung mit jeweils einem Schlepphebel 13', 13" sind. Der rechte Nocken 6" ist ein Verstellnocken, der
    mit der Innenwelle 3 durch den Bolzen 12 drehfest verbunden ist und verdrehbar zur Außenwelle 2 gehalten ist. Dieser Nocken bildet den Lagerinnenring 7 vollständig aus. Der linke Nocken 6' ist ein Festnocken, der drehfest mit der Außenwelle 2 verbunden ist und keinerlei Funktion des Lagers 8 übernimmt.
  • In den Ausführungsbeispielen wurde als Lager ausschließlich ein Gleitlager gezeigt. Die Erfindung ist bei Wälzlagern ebenfalls anwendbar. Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach den Figuren 1 bis 4 bildete ein Teilnocken jeweils nur einen Teil des Lagerinnenrings aus. Es ist aber auch möglich, dass ein Teilnocken den Lagerinnenring vollständig ausbildet.
    • Bezuaszeichenliste
    • 1
    Nockenwelle
    2
    Außenwelle
    3
    Innenwelle
    4
    erster Teilnocken
    5
    zweiter Teilnocken
    6
    Nocken
    7
    Lagerinnenring
    8
    Lageraußenring
    9
    Gleitlager
    10
    Radialbohrung in Außenwelle
    11
    Spalt im Lagerinnenring
    12
    Bolzen
    13
    Schlepphebel
    14
    schlitzförmige Ausnehmung
    15
    Lagerhülse
    16
    Schulter
    17
    Lagerring
    I1
    Kontaktlänge zwischen Schlepphebel und Nocken
    I2
    Verbindungslänge zwischen Teilnocken und Außenwelle
    I3
    Gleitlagerlänge

Claims (5)

  1. Nockenwelle (1) für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit variierbarer Ventilöffnungsdauer,
    mit einer Außenwelle (2) und mit einer sich durch die Außenwelle (2) erstreckenden Innenwelle (3), wobei die Innenwelle (3) drehbar zur Außenwelle (2) gehalten ist, wobei wenigsten ein Nocken (6') mehrteilig ausgebildet ist und einen ersten Teilnocken (4) und zumindest einen zweiten Teilnocken (5) aufweist,
    wobei entweder der erste Teilnocken (4) oder der zumindest eine zweite Teilnocken (5) mit der Außenwelle (2) verdrehfest verbunden ist und der jeweils andere Teilnocken (5, 4) verdrehfest mit der Innenwelle (3) verbunden ist,
    und wobei auf der Außenwelle (2) ein Lagerinnenring (7) eines Wellenlagers (9) gehalten ist und der zweite Teilnocken (5) einen axialen Ansatz aufweist, der zumindest einen Teil des Lagerinnenrings (7) ausbildet.
  2. Verstellbare Nockenwelle (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Lagerinnenring (7) mehrteilig ausgebildet ist und ein weiterer Teil des Lagerinnenrings (7) durch einen zweiten Teilnocken (5) eines zum Nocken (6') benachbarten weiteren Nockens (6") ausgebildet ist.
  3. Verstellbare Nockenwelle (1) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Spalt (11) zwischen den beiden zweiten Teilnocken (5), die gemeinsam den Lagerinnenring (7) ausbilden, gebildet ist, der axial mit einer Radialbohrung (10) in der Außenwelle (2) ausgerichtet ist.
  4. Verstellbare Nockenwelle (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Nocken (6') einen ersten Teilnocken (4) und zwei zweite Teilnocken (5) aufweist, wobei der erste Teilnocken (4) axial zwischen den beiden zweiten Teilnocken (5) angeordnet ist und einer der beiden zweiten Teilnocken (5) den Teil des Lagerinnenrings (7) ausbildet.
  5. Verstellbare Nockenwelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Nocken (6') genau einen ersten Teilnocken (4) und genau einen zweiten Teilnocken (5) aufweist, wobei der erste Teilnocken (4) axial neben dem zweiten Teilnocken (5) angeordnet ist und der zweite Teilnocken (5) den Teil des Lagerinnenrings (7) ausbildet.
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