WO1991019887A1 - Vorrichtung zur verteilung von öl in einer nockenwelle - Google Patents

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    • Y10T74/2101—Cams

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
  • a hollow, built camshaft in which a cylindrical insert is arranged for the distribution of lubricating oil.
  • This insert is provided on its outer surface with protrusions which abut the inner surface of the camshaft, so that an annular cavity remains between the camshaft and the insert.
  • Lubricating oil is fed into this cavity via bearing points of the camshaft, which is supplied to the friction pairing between the cam and the valve tappet via bores leading from the cavity to the cam surfaces.
  • the invention has for its object to provide a device for distributing oil in a camshaft, which makes it possible to conduct several oil flows independently of one another in the camshaft.
  • This device for distributing oil enables the targeted guidance of several oil flows within one camshaft.
  • the oil flows are completely separated from one another and can therefore have different pressures, mass flows, flow directions, etc.
  • the oil channel arranged centrally in the insert is connected to an oil circuit via a first, radially running channel and leads a first oil flow, for example from one end of the camshaft to one or more bearing points.
  • the oil channel is at least in sections of one coaxially enclosed annular cavity which extends between the insert and the camshaft. A second oil flow is conducted in this cavity and is connected to the oil circuit via a second channel.
  • the insert has a first sealing section which axially delimits the cavity on one side and separates the oil flows from one another.
  • the device is advantageously suitable for various applications.
  • two oil flows can be fed into the oil channel or the cavity from one end of the camshaft in order to secure the lubrication of bearing points via the first channel, while hydraulically connectable and disengageable cams are actuated with the aid of the second channel.
  • the device can be used to actuate a hydraulically actuated phase converter.
  • the phase converter changes the relative rotational position between the intake and exhaust camshafts of an internal combustion engine by axially displacing an actuating piston in two end positions.
  • a pressure oil flow is fed through one of the channels into the camshaft, while the unpressurized oil volume displaced by the control piston is discharged via the second channel.
  • Both channels can be arranged in a bearing point of the camshaft or can each be connected to a separate bearing point.
  • Plastic can be produced and is with a slight oversize in the
  • the camshaft In the area of the cavity, the camshaft is provided with ribs arranged between the oil channel and the inner surface of the camshaft, which ribs
  • the first sealing section consists of several radially acting
  • a partial section through a device enlarges a section along the line II-II according to Fig.l, enlarges a second embodiment of a detail X according to
  • Fig.l, Fig.4 enlarged a third embodiment of a detail X according to
  • Fig. 1 Fig. 5 enlarges a detail Y according to Fig. 1 and Fig. 6 enlarges a detail Z according to Fig.
  • a hollow, built-up camshaft 1 of an internal combustion engine, not shown, has cams 2 for actuating lift valves, also not shown, and is held in several bearing points 3.
  • cams 2 for actuating lift valves, also not shown, and is held in several bearing points 3.
  • an axially extending insert 4 is provided within the camshaft 1, in which a centrally running oil channel 5 is arranged, which extends from an open end 6 of the camshaft 1 to close to the opposite end of the section E.
  • the insert 4 has a first sealing section 9, which consists of a plurality of axially spaced, radially acting sealing elements 10.
  • the oil channel 5 is connected via a radial first channel 15 to a first bearing 3, which is connected to an oil circuit, not shown, of the internal combustion engine.
  • the cavity 7 is connected to the sealing section 9 via a radially extending second channel 16 with a second bearing 3a, which is also connected to the oil circuit.
  • the insert 4 has a cover 18 which closes the oil channel 5 and which together with the adjoining one Part of the insert 4 forms a second sealing section 19.
  • the sealing sections 9 and 19 are designed adjacent to the first channel 15 such that an annular gap 20 coaxially surrounding the oil channel 5 remains between them and the inner surface 8.
  • Radially projecting ribs 21 are arranged along the section H from the oil channel 5 and support the insert 4 in the region of the cavity 7 against the surface 8 and thus avoid vibrations of the insert 4 in the camshaft 1.
  • the ribs 21 subdivide the cavity 7 into axially extending oil grooves 22.
  • the first sealing section 9 and the cavity 7 are designed adjacent to the second channel 16 in such a way that between them and the inner surface 8 there is another, coaxially enclosing the oil channel 5 Annular gap 20 remains.
  • a bushing 23 is pressed in oil-tightly, which receives the oil channel 5 and delimits the cavity 7 so that the oil flowing in it from a bore 24 of the camshaft 1 according to FIG 25 arrives.
  • the sealing elements 10 of the sealing section 9 are designed in the manner of a truncated cone according to FIG. 1, but can also be bead-like in accordance with a second embodiment (FIG. 3) from cylindrical rings 30 or in accordance with a third embodiment (FIG. 4).
  • the second channels 16 adjacent seal element 10 is designed cylindrically.
  • the second sealing section 19 and the part of the oil channel 5 supported in the bush 23 have circumferential sealing lips 31.
  • the insert 4 is made in a simple manner from a filled plastic, e.g. PA66 GF35, can be produced, the cover 18 being applied by means of ultrasonic welding.
  • a filled plastic e.g. PA66 GF35
  • the complete insert 4 is pushed into the camshaft 1 in such a way that the oil duct 5 is flush with the camshaft 1 at the end 6, then the bushing 23 is pressed in.
  • pressure oil is fed into the annular channel 20 via a bore 32 in the camshaft 1 which forms part of the first channel 15 and which passes through the oil channel 5 into the phase converter 25.
  • This oil is supplied from an oil circuit to the internal combustion engine via the first bearing 3.
  • Unpressurized oil is conducted from the phase converter 25 through the bore 24 into the oil grooves 22 and returned to the oil circuit via the second channel 16 and the second bearing point 3.

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

Abstract

Ein Vorrichtung zur Verteilung von Öl in einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine umfasst einen zylindrischen, sich axial in der Nockenwelle (1) erstreckenden Einsatz (4), der zwei getrennte Ölströme in der Nockenwelle (1) führt. Der Einsatz (4) weist einen zentral angeordneten Ölkanal (5) für einen Ölstrom und einen zwischen dem Einsatz (4) und der Nockenwelle (1) ausgebildeten, einen Teil der Vorrichtung bildenden Hohlraum (7) für einen weiteren Ölstrom auf. Beide Ölströme werden über radiale Kanäle (15, 16) der Nockenwelle zugeführt oder aus ihr abgeführt.

Description

Vorrichtung zur Verteilung von Öl in einer Nockenwelle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der GB 2156485 ist eine hohle, gebaute Nockenwelle bekannt, in der zur Verteilung von Schmieröl ein zylindrischer Einsatz angeordnet ist. Dieser Einsatz ist auf seiner äußeren Oberfläche mit Vorsprüngen versehen, die an der inneren Oberfläche der Nockenwelle anliegen, so daß ein kreisringförmiger Hohlraum zwischen der Nockenwelle und dem Einsatz verbleibt. In diesen Hohlraum wird über Lagerstellen der Nockenwelle Schmieröl eingespeist, welches über von dem Hohlraum zu den Auf!aufflächen von Nocken führende Bohrungen der Reibpaarung zwischen Nocken und Ventilstößel zugeführt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen einzigen Ölstrom mit einem bestimmten Öldruck in den Hohlraum zu führen und an verschiedenen Stellen entlang der Nockenwelle austreten zu lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verteilung von Öl in einer Nockenwelle zu schaffen, die es ermöglicht, mehrere Olströme unabhängig voneinander in der Nockenwelle zu führen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen benannt.
Diese Vorrichtung zur Verteilung von Öl ermöglicht die gezielte Führung mehrerer Olströme innerhalb einer Nockenwelle. Die Olströme sind dabei völlig voneinander getrennt und können daher unterschiedliche Drücke, Massenströme, Strömungsrichtungen etc. aufweisen.
Der zentral in dem Einsatz angeordnete Ölkanal ist über einen ersten, radial verlaufenden Kanal an einen Olkreislauf angeschlossen und führt einen ersten Ölstrom z.B. von einem Ende der Nockenwelle zu einer oder zu mehreren Lagerstellen. Der Ölkanal ist zumindest abschnittsweise von einem kreisringförmigen Hohlraum koaxial umschlossen, der sich zwischen dem Einsatz und der Nockenwelle erstreckt. In diesem Hohlraum wird ein zweiter Ölstrom geführt, der über einen zweiten Kanal an den Olkreislauf angeschlossen ist.
Zwischen erstem und zweitem Kanal weist der Einsatz einen ersten Dichtabschnitt auf, der den Hohlraum axial einseitig begrenzt und die Olströme voneinander trennt.
Die Vorrichtung ist vorteilhafterweise für verschiedene Anwendungsfälle geeignet. So können beispielsweise von einem Ende der Nockenwelle aus zwei Olströme in den Ölkanal bzw. den Hohlraum eingespeist werden, um über den ersten Kanal die Schmierung von Lagerstellen zu sichern, während mit Hilfe des zweiten Kanales hydraulisch zu- und abschaltbare Nocken betätigt werden.
In einem weiteren Anwendungsfall kann die Vorrichtung zur Betätigung eines hydraulisch beaufschlagten Phasenwandlers dienen. Der Phasenwandler ändert dabei die relative Drehlage zwischen Einlaß- und Auslaßnockenwelle einer Brennkraftmaschine durch axiales Verschieben eines Stellkolbens in zwei Endlagen. Je nach Verstellrichtung des Stellkolbens wird ein Druckölström durch einen der Kanäle in die Nockenwelle gespeist, während das von dem Stellkolben verdrängte, drucklose Olvolumen über den zweiten Kanal abgeführt wird. Beide Kanäle können dabei in einer Lagerstelle der Nockenwelle angeordnet sein oder jeweils an eine separate Lagerstelle angeschlossen sein.
Der Einsatz ist leichtgewichtig, kostensparend und toleranzunempfindlich aus
Kunststoff herstellbar und wird mit einem geringfügigen Übermaß in die
Nockenwelle eingepreßt.
Zur Vermeidung von transversalen Schwingungen des Einsatzes in der
Nockenwelle ist er im Bereich des Hohlraumes mit zwischen dem Ölkanal und der inneren Oberfläche der Nockenwelle angeordneten Rippen versehen, die den
Hohlraum in mehrere Ölnuten unterteilt.
Der erste Dichtabschnitt besteht aus mehreren radial wirkenden
Dichtelementen, die die lströme wirksam voneinander trennen und
Schwingungen des Einsatzes in diesem Bereich vermeiden. Anhand von Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
inen Teilschnitt durch eine Vorrichtung, ergrößert einen Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig.l,
Figure imgf000005_0001
ergrößert eine zweite Ausführungsform einer Einzelheit X gemäß
Fig.l, Fig.4 vergrößert eine dritte Ausführungsform einer Einzelheit X gemäß
Fig.l, Fig.5 vergrößert eine Einzelheit Y gemäß Fig.l und Fig.6 vergrößert eine Einzelheit Z gemäß Fig.l.
Eine hohle, gebaute Nockenwelle 1 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine weist Nocken 2 zur Betätigung von ebenfalls nicht gezeigten Hubventilen auf und ist in mehreren Lagerstellen 3 gehalten. Entlang eines Abschnittes E ist innerhalb der Nockenwelle 1 ein sich axial erstreckender Einsatz 4 vorgesehen, in dem ein zentral verlaufender Ölkanal 5 angeordnet ist, der von einem offenen Ende 6 der Nockenwelle 1 aus bis nahe an das gegenüberliegende Ende des Abschnittes E verläuft.
Von dem Ende 6 aus ist der Ölkanal 5 entlang eines Abschnittes H koaxial von einem Hohlraum 7 umgeben, welcher zwischen dem Ölkanal 5 und der inneren Oberfläche 8 der Nockenwelle 1 ausgebildet ist. In einem zwischen dem Abschnitt E und dem Abschnitt H verbleibenden Abschnitt D weist der Einsatz 4 einen ersten Dichtabschnitt 9 auf, der aus mehreren axial beabstandeten, radial wirkenden Dichtelementen 10 besteht.
Der Ölkanal 5 ist über einen radial verlaufenden, ersten Kanal 15 mit einer ersten Lagerstelle 3 verbunden, die an einen nicht gezeigten Olkreislauf der Brennkraftmaschine angeschlossen ist.
Der Hohlraum 7 ist benachbart des Dichtabschnittes 9 über einen radial verlaufenden, zweiten Kanal 16 mit einer zweiten Lagerstelle 3a verbunden, die ebenfalls an den Olkreislauf angeschlossen ist.
An dem dem Ende 6 gegenüberliegenden Ende 17 weist der Einsatz 4 einen den Ölkanal 5 verschließenden Deckel 18 auf, der gemeinsam mit dem angrenzenden Teil des Einsatzes 4 einen zweiten Dichtabschnitt 19 bildet. Die Dichtabschnitte 9 und 19 sind benachbart des ersten Kanales 15 derart gestaltet, daß zwischen ihnen und der inneren Oberfläche 8 ein den Ölkanal 5 koaxial umschließender Ringspalt 20 verbleibt.
Entlang des Abschnittes H sind von dem Ölkanal 5 aus radial vorstehende Rippen 21 angeordnet, die den Einsatz 4 im Bereich des Hohlraumes 7 gegen die Oberfläche 8 abstützen und so Schwingungen des Einsatzes 4 in der Nockenwelle 1 vermeiden.
Gemäß Fig. 2 unterteilen die Rippen 21 den Hohlraum 7 in axial verlaufende Ölnuten 22. Der erste Dichtabschnitt 9 und der Hohlraum 7 sind benachbart des zweiten Kanales 16 derart gestaltet, daß zwischen ihnen und der inneren Oberfläche 8 ein weiterer, den Ölkanal 5 koaxial umschließender Ringspalt 20 verbleibt.
An dem vorderen Ende 6 der Nockenwelle 1 ist eine Buchse 23 öldicht eingepreßt, die den Ölkanal 5 aufnimmt und den Hohlraum 7 so begrenzt, daß das in ihm strömende Öl aus einer Bohrung 24 der Nockenwelle 1 gemäß Fig.6 in einen nicht näher gezeigten Phasenwandler 25 gelangt.
Die Dichtelemente 10 des Dichtabschnittes 9 sind gemäß Fig.l kegelstumpfartig gestaltet, können aber auch gemäß einer zweiten Ausführungsform (Fig.3) aus zylindrischen Ringen 30 oder gemäß einer dritten Ausführungsform (Fig.4) wulstartig geformt sein. In' allen Ausführungsformen ist das dem zweiten Kanal 16 benachbarte Dichtelement 10 zylindrisch gestaltet.
Der zweite Dichtabschnitt 19 und der in der Buchse 23 gelagerte Teil des Ölkanales 5 weisen umlaufende Dichtlippen 31 auf.
Der Einsatz 4 ist in einfacher Weise aus einem gefüllten Kunststoff, z.B. PA66 GF35, herstellbar, wobei der Deckel 18 mittels Ultraschallschweißen aufgebracht ist.
Bei der Montage wird der komplette Einsatz 4 derart in die Nockenwelle 1 eingeschoben, daß der Ölkanal 5 an dem Ende 6 bündig mit der Nockenwelle 1 abschließt, anschließend wird die Buchse 23 eingepreßt. Beim Betrieb einer mit der Vorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine wird über eine einen Teil des ersten Kanales 15 bildende Bohrung 32 in der Nockenwelle 1 Drucköl in den Ringkanal 20 eingespeist, welches durch den Ölkanal 5 in den Phasenwandler 25 gelangt. Dieses Öl wird aus einem Olkreislauf der Brennkraftmaschine über die erste Lagerstelle 3 zugeführt. Druckloses Öl wird dabei aus dem Phasenwandler 25 über die Bohrung 24 in die Ölnuten 22 geleitet und über den zweiten Kanal 16 und die zweite Lagerstelle 3 in den Olkreislauf zurückgeführt.
Bei erneuter Betätigung des Phasenwandlers wird das Drucköl über die zweite Lagerstelle 3 in die Ölnuten 22 geführt, das drucklose Öl strömt in dem Ölkanal 5 vom Phasenwandler 25 zur ersten Lagerstelle 3.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur Verteilung von Öl in einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine, mit an einen Olkreislauf angeschlossenen Lagerstellen für die Nockenwelle und mit einem sich axial innerhalb der Nockenwelle erstreckenden, zylindrischen Einsatz, welcher einen Hohlraum zwischen der Nockenwelle und dem Einsatz begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) einen zentral verlaufenden Ölkanal (5) aufweist, der über einen ersten Kanal (15) in einer ersten Lagerstelle (3) mit dem Olkreislauf verbunden ist, und daß der Einsatz (4) zumindest abschnittsweise von dem Hohlraum (7) koaxial umgeben ist, und daß der Hohlraum (7) über einen zweiten Kanal (16) an den Olkreislauf angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (16) über eine zweite Lagerstelle (3a) mit dem Olkreislauf verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kanal (16) über die erste Lagerstelle (3) mit dem Olkreislauf verbunden ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) zwischen dem ersten Kanal (15) und dem zweiten Kanal (16) einen den Hohlraum (7) axial begrenzenden, radial wirkenden Dichtabschnitt (9) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (9) mehrere, axial beabstandete Dichtelemente (10) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) beiderseits des Dichtabschnittes (9) je einen, den Ölkanal (5) benachbart der Kanäle (15, 16) koaxial umschließenden Ringspalt (20) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) im Bereich des Hohlraumes (7) radial vorstehende, den Einsatz (4) in def Nockenwelle (1) abstützende Rippen (21) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (4) benachbart des ersten Kanales (15) einen zweiten, radial wirkenden Dichtabschnitt (19) aufweist.
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