WO2017102396A1

WO2017102396A1 - Nockenwellenmodul

Info

Publication number: WO2017102396A1
Application number: PCT/EP2016/079700
Authority: WO
Inventors: Michael Kunz; Jürgen MEUSEL
Original assignee: Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2017-06-22
Also published as: DE102015122051A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nockenwellenmodul (1) aufweisend einen Lagerrahmen (2) mit daran angeordneten Lagerbrücken (3) und mindestens eine Polygonwelle (4), wobei die Polygonwelle (4) unmittelbar auf ihr angeordnete Schiebenockeneinheiten (5) und unmittelbar auf ihr angeordnete Lagerringe (6) aufweist, wobei jeweils eine Schiebenockeneinheit (5) zwischen zwei benachbarten Lagerringen (6) angeordnet ist.

Description

Nockenwellenmodul

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nockenwellenmodul.

Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Kurbeltrieb, Zylindern und

Zylinderkopf sowie Gaswechselventilen benötigen zur Betätigung dieser, als Ein- und Auslassventile gestalteten, Gaswechselventile in ihrem

Zylinderkopf eine oder mehrere angetriebene Wellen mit

Betätigungsnocken, die über Kipphebel oder Ventilstößel auf die

Gaswechselventile wirken. Um bei unterschiedlichen Belastungen der Hubkolbenbrennkraftmaschine optimale Ventilöffnungsdauern und/oder Ventilöffnungsbewegungen zu ermöglichen, sind moderne Nockenwellen als Schiebenockenwellen mit zumindest zwei Schiebenockeneinheiten ausgebildet, wobei jede Schiebenockeneinheit üblicherweise zwei, ggf. auch zueinander winkelversetzte, Nocken aufweist.

Schiebenockeneinheiten sind drehfest aber axial verschieblich an einer Grundwelle angeordnet, oftmals mittels einer Innenverzahnung und einer korrespondierenden Außenverzahnung auf der Grundwelle. Die axiale Verschiebung der Schiebenockeneinheit(en) erfolgt dabei in der Regel über eine hubkolbenbrennkraftmaschinenfeste Verschiebevorrichtung.

Aus der DE 10 201 1 103 544 A1 ist eine Schiebenockenwelle bekannt, bei der die Außenverzahnung der Grundwelle als Keilwellenprofil, als

Zahnnabenprofil mit Evolventenverzahnung oder auch als Polygonprofil ausgeführt sein kann. Auf dieser Grundwelle mit Außenverzahnung sind mehrere Schiebenockeneinheiten mit einer Innenkontur angeordnet, zwischen denen sich Ringe als Innenringe von Wälzlagern mit einer Innenkontur befinden, die als Zylindermantelfläche oder als Verzahnung mit trapezförmigen Flanken ausgebildet sein kann. Die

Schiebenockeneinheiten weisen dabei jeweils zumindest zwei Nocken auf. Aus der DE 10 2007 052 251 A1 ist eine mehrteilige Schiebenockenwelle bekannt, bei der ausgehend von einer Antriebsvorrichtung und einer daran befestigten axial kurzbauenden Antriebswelle eine Kupplung zu einem ersten, axial längeren, hohlen Schiebenockenwellenelement vorgesehen ist, welches seinerseits über ein, in seinem Inneren angeordnetes, Verbindungselement mit einem zweiten axial gleichlangen

Schiebenockenwellenelement verbunden ist. Die Verbindung dieser Teile untereinander wird jeweils über sich axial erstreckende Schiebesitze erreicht, die ein Polygonaußenprofil aufweisen. Die

Schiebenockenwellenelemente weisen entsprechende Innenprofilierungen auf, wodurch sie letztenendes axial verschiebbar aber drehfest mit der Antriebswelle verbunden ausgebildet sind. Das Antriebsmoment wird damit seriell von Element zu Element übertragen.

Aus der EP 2 331 795 B1 ist eine Ventiltriebvorrichtung mit einem ähnlichen, seriellen Aufbau bekannt. Beschrieben ist zusätzlich, dass primäre und sekundäre Nocken auf eigenen, ineinander geführten, Teilwellen angeordnet sind. Eine innere Welle ist fest mit der Antriebswelle verbunden und endet frei. Sie trägt ein Verbindungselement, welches einen ersten und einen zweiten axialen Abschnitt der Nockenwelle in deren Inneres miteinander verbindet.

Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass die

Schiebenockenelemente oftmals in einer Lagerbrücke gelagert sind, wodurch keine geschlossenen Lagergassen möglich sind. Darüber hinaus führen Evolventenverzahnungen bei Schiebenockenelementen, die ausschließlich auf der Welle gelagert sind, zu einem relativ großen Radialspiel, was zu einem Grundkreisschlagen führen kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und ein Nockenwellenmodul anzugeben, das ein geringes Radialspiel aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein Nockenwellenmodul gelöst, welches die folgende Merkmale aufweist: einen Lagerrahmen mit daran angeordneten Lagerbrücken und mindestens eine Polygonwelle, wobei die Polygonwelle unmittelbar auf ihr angeordnete Schiebenockeneinheiten und unmittelbar auf ihr angeordnete Lagerringe aufweist, wobei jeweils eine

Schiebenockeneinheit zwischen zwei benachbarten Lagerringen angeordnet ist.

Die Ausbildung des Nockenwellenmoduls als eine oder mehrere, in einem Lagerrahmen in Lagerbrücken geführte Polygonwellen, also als Wellen mit einem polygonen Querschnitt, hat im Vergleich zu einer Welle mit

Evolventenverzahnung große Vorteile: Bei einer Verbindung zwischen Welle und Schiebenockeneinheit mittels Evolventenverzahnung treten durch dynamische Vorgänge wie beispielsweise Biegeschwingungen während einer Umdrehung insbesondere im Grundkreisbereich der Verzahnung relative Bewegungen von Welle und Schiebenockeneinheit zueinander auf. Es kann zu einem Schlag im Bereich des Grundkreises kommen, auch kann das so erzeugte Spiel auf ein Gaswechselventil rückkoppeln und zu Fehlfunktionen der Hubkolbenbrennkraftmaschine führen. Dies ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung verhindert oder mindestens deutlich verringert. Die erfindungsgemäße Polygonwelle hat den weiteren Vorteil, dass unmittelbar auf ihr Lagerringe angeordnet sein können, die aufgrund der Polygonkontur selbstzentrierend sind und bei denen aufgrund gleichmäßig umlaufender Flächenpressung zwischen Welle und Lagerring keine nachträgliche mechanische Bearbeitung zur Erreichung der Rundheit erforderlich ist. Mit großem Vorteil sind die Schiebenockeneinheiten erfindungsgemäß unmittelbar auf der

Polygonwelle geführt und von dieser durchsetzt ausgebildet.

Entsprechend weisen sie in dem durchsetzten Bereich eine

korrespondierend geformte polygonale Kontur auf. Diese unmittelbare Lagerung von Schiebenockeneinheiten und vorzugsweise auch Lagerringen auf der Polygonwelle hat auch den Vorteil, dass der

Durchmesser der Lagerringe gering gewählt werden kann, ohne die Komplettierung des erfindungsgemäßen Nockenwellenmoduls zu erschweren: Die Polygonwelle wird durch die in das Modul eingelegten Lagerringe und Schiebenockeneinheiten durchgeschoben, Pressvorgänge an den Schiebenockeneinheiten entfallen mit Vorteil. Lediglich bei aufgepressten oder thermisch gefügten Lagerringern ist noch ein

Pressvorgang zur Komplettierung des Moduls erforderlich. Das

erfindungsgemäße Modul kann mit Vorteil eine geschlossene Lagergasse aufweisen, jedoch ist auch eine Verwirklichung des Moduls mit

Polygonwellen als Einlegewellen möglich.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Polygonwelle mindestens im axialen Bereich der Schiebenockeneinheiten einen polygonen Querschnitt aufweist, vorzugsweise über ihre gesamte axiale Länge in diesem axialen Bereich der Schiebenockeneinheiten, ganz bevorzugt über ihre gesamte axiale Länge. Gemäß der erstgenannten Ausgestaltung weist die Polygonwelle nicht notwendigerweise im gesamten Bereich jeder der Schiebenockeneinheiten einen polygonen Querschnitt auf, sondern nur in einem oder mehreren axialen

Teilbereichen. Dies kann dann vorgesehen sein, wenn die zu

übertragenden Drehmomente dies zulassen, beispielsweise, um so ein Schmiermittelreservoir unter der jeweiligen Schiebenockeneinheit zu schaffen. Bevorzugt ist jedoch, den polygonen Querschnitt über den gesamten axialen Bereich der Schiebenockeneinheiten, also über deren axiale Länge zuzüglich deren axialem Verstellweg, vorzusehen, wobei der polygone Querschnitt die axiale Beweglichkeit der

Schiebenockeneinheiten auf der Polygonwelle ermöglicht und begrenzt. Es ist auch erfindungsgemäß, dass axiale Abschnitte mit polygonem Querschnitt erfindungsgemäß auf axiale Abschnitten ohne polygonen Querschnitt oder mit geringer ausgeprägtem polygonen Querschnitt folgen oder umgekehrt. Dies kann sowohl im axialen Bereich der

Schiebenockeneinheiten als auch in axialen Bereichen zwischen, vor oder nach den Schiebenockeneinheiten vorgesehen sein. Bereiche ohne polygonen Querschnitt oder mit geringer ausgeprägtem polygonen

Querschnitt sind von Vorteil, falls die Polygonwelle unter Zuhilfenahme eines Lünettensitzes gefertigt wird, insbesondere aber dann, wenn

Schmierstoffreservoirs im Bereich der Polygonwelle gewünscht sind.

Diese axialen Bereiche sind vorzugsweise kürzer als die axialen Bereiche mit polygonem Querschnitt ausgebildet. Erfindungsgemäß ist zunächst die zweitgenannte Ausgestaltung, bei der die Polygonwelle über ihre gesamte axiale Länge mit einem polygonen Querschnitt versehen wird,

insbesondere über ihre gesamte relevante axiale Länge. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, das die Polygonwelle in einem oder beiden ihrer Endbereiche nicht notwendigerweise einen polygonen Querschnitt aufweisen muss sondern nur in demjenigen Bereich, der für Lagerringe und Schiebenockeneinheiten relevant ist.

Weiter ist vorgesehen, dass die Polygonwelle im Querschnitt als ein Dreier-, Vierer-, Fünfer- oder Sechserpolygon ausgebildet ist. Ein

Dreierpolygon ist insbesondere für einen Versatz der

Schiebenockeneinheiten von 120° geeignet, wie er beispielsweise für V6- Motoren gewünscht ist. Ein Viererpolygon ist insbesondere für einen Versatz der Schiebenockeneinheiten einer erfindungsgemäßen

Schiebenockenwelle von 90° geeignet, wie er beispielsweise für einen 4- Zylindermotor gewünscht ist. Ein Sechserpolygon ist insbesondere geeignet für Reihensechszylindermotoren oder Dreizylindermotoren. Die polygone Form kann dabei erfindungsgemäß so ausgebildet sein, dass sie durch einen geschlossenen Kurvenzug beschreibbar ist, muss dies jedoch nicht sein. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die

Schiebenockeneinheiten eine zur Polygonkontur der Polygonwelle korrespondierende Innenkontur aufweisen. Die Innenkontur ist dabei in einer von der Polygonwelle durchsetzten Durchgangsöffnung der Schiebenockeneinheiten vorgesehen. Die Schiebenockeneinheiten sind so optimal und unmittelbar auf der Polygonwelle geführt. Sie sind in der Regel einstückig aus vollem Material gefertigt, die Innenkontur in der Durchgangsöffnung entsprechend auf Endmaß geräumt.

Weist eine Schiebenockeneinheit mehr als eine, insbesondere zwei oder drei Nocken auf, bevorzugt zwei Nockengruppen mit je drei Nocken, voneinander getrennt durch einen Abschnitt mit Verstellkulisse, so ist das erfindungsgemäße Nockenwellenmodul für besonders viele Motortypen und damit für besonders viele Motorsteuerungen einsetzbar. Eine noch genauere Anpassung von Ventilöffnungszeit/hub an eine gegebene Motorbelastung ist somit ermöglicht.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerringe eine zur Polygonkontur der Polygonwelle korrespondierende Innenkontur aufweisen. Mit sehr großem Vorteil führt diese Ausgestaltung zu einer erwünschten Selbstzentrierung und einer gleichmäßig umlaufenden Flächenpressung zwischen Polygonwelle und Lagerring. Formfehler werden vermieden, da sich im Gegensatz zu einer Lagerung auf einer Evolventenverzahnung eine gleichmäßige Anlage bildet, ungleichmäßig aufgeweitete Bereich werden vermieden.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung, wonach die Lagerringe auf die Polygonwelle gefügt ausgebildet sind und diejenige, wonach die Lagerringe geschlossen ausgebildet sind. Dies ermöglicht dem Fachmann, auch geschlossene Lagergassen vorzusehen. Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine, zwischen Grundwelle und Schiebenockeneinheit wirkende axiale

Lagesicherungsvorrichtung vorgesehen ist, insbesondere ausgebildet als Kombination von kraftbelasteter Kugel und einer oder mehrerer Kalotten. Um die über die Verstellkulisse erzeugte axiale Lage der

Schiebenockeneinheit zu fixieren, schlägt die Erfindung mit großem Vorteil diese Lagesicherungsvorrichtung vor. Sie ist konstruktiv einfach

ausgestaltet, wobei die Kugel auch nur ein Kugelsegment sein kann, beispielsweise ein entsprechend an einem Ende abgerundeter Stift, der in eine entsprechende Kalotte eingreift und so die relative Lage von

Grundwelle und Schiebenockeneinheit zueinander sichert. Zur axialen Verschiebung der Schiebenockeneinheit muss die Rückstellkraft überwunden und Kugel und Kalotte soweit außer Eingriff gebracht werden, dass eine axiale Verschiebung erfolgen kann.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das

Nockenwellenmodul eine Haube aufweist, also in einem geschlossenen Körper angeordnet ist. Da die Montage des Ventiltriebsystems in der Regel mit einem hohen Aufwand verbunden ist, sind derartige

Modullösungen wirtschaftlich besonders vorteilhaft. Die Haube ist dabei den Lagerrahmen mit seinen Lagerbrücken halternd, sie weist

erfindungsgemäß die für den Betrieb der Nockenwelle erforderlichen Aussparungen, Öffnungen, Kanäle, Anlage- und Halterungsflächen auf.

Die Erfindung wird in einer bevorzugten Ausführungsform unter

Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.

Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen: Fig 1 : mit allen Teilfiguren eine erste Ausführungsform

Fig 2: mit allen Teilfiguren eine zweite Ausführungsform

Fig 3: mit allen Teilfiguren eine zweite Ausführungsform

Fig 4: mit allen Teilfiguren eine dritte Ausführungsform und

Fig 5: mit allen Teilfiguren eine vierte Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung in sieben

Teilfiguren 1 a bis 1 g.

Fig. 1a zeigt in perspektivischer und teilweise geschnittener Ansicht eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Nockenwellenmoduls 1 . Ein Lagerrahmen 2 weist geschlossene Lagerbrücken 3 auf, in denen eine Polygonwelle 4 geführt ist. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eine der beiden Polygonwellen 4 dargestellt, die in diesem Lagerrahmen 2 führbar sind. Die Polygonwelle 4 ist als ein Dreierpolygon ausgebildet. Sie ist damit für Motoren des Typs V6 geeignet. Lagerrahmen 2 und

Polygonwelle 4 sind geschnitten dargestellt, so dass nur ein Abschnitt der gesamten Vorrichtung wiedergegeben ist. In der Schnittebene der Figur 1 a ist ein Lagerring 6 erkennbar, der eine zur Polygonwelle 4

korrespondierende Innenkontur 10 aufweist und unmittelbar auf die Polygonwelle 4 gefügt ist. Der in der geschlossenen Lagerbrücke 3 aufgenommene Lagerring 6 weist eine passend geformte runde

Außenkontur 14 auf. Er bildet jeweils den Innenring des Lagers aus Lagerring 6 und Lagerbrücke 3. Fig. 1a zeigt eine Schiebenockeneinheit 5 zwischen zwei Lagerringen 6. Die Schiebenockeneinheit 5 ist axial beweglich auf der Polygonwelle 4 geführt. Jede der beiden dargestellten Schiebenockeneinheiten 5 weist zwei Nockengruppen 9 auf, voneinander axial beabstandet mittels einer Verschiebekulisse 15, die zusammen die Schiebenockeneinheit 5 bilden und sämtlich unmittelbar auf der Polygonwelle 4 gelagert und geführt sind. Die Verschiebekulisse 15 ist hier als axial verlaufende Umfangsnut ausgebildet. Die

Schiebenockeneinheit 5 weist keine eigene Lagerstelle auf, sie ist zwischen zwei benachbarten Lagerringen 6 auf der Polygonwelle 4 axial verschieblich geführt und gelagert. Zu erkennen ist, dass die Nocken 8 einer Nockengruppe 9 sich nur in der Höhe der Nocken, nicht jedoch im radialen Winkel zueinander unterscheiden und dass beide Nockengruppen 9 einer Schiebenockeneinheit 5 dieselbe Winkellage haben. Diese unterscheidet sich von der Winkellage der Nockengruppen 9 der benachbarten Schiebenockeneinheit 5. Es ist jedoch ebenfalls

erfindungsgemäß, weniger als drei Nocken pro Nockengruppe

vorzusehen, insbesondere zwei. Darüber hinaus ist es ebenfalls erfindungsgemäß, wenn eine Schiebenockeneinheit nur eine

Nockengruppe 9 aufweist. Schließlich ist es auch erfindungsgemäß, wenn sich die Winkellagen der Nocken 8 einer Nockengruppe 9 voneinander unterscheiden.

Fig. 1 b zeigt perspektivisch eine geschnittene Ansicht dieser

Ausführungsform entlang der Längsachse der Polygonwelle 4 aus Fig. 1 a. Diese ist einstückig gefertigt und durchsetzt sämtliche

Schiebenockeneinheiten 5, die unmittelbar auf ihr angeordnet und gelagert sind. Diese sind ebenfalls einstückig gefertigt, insbesondere aus vollem Material. In Ergänzung zu Fig. 1 a zeigt Fig. 1b die Anordnung der axialen Lagesicherungsvorrichtung 1 1 in der Polygonwelle 4 und die räumliche Lage zu den Schiebenockeneinheiten 5. Diese sind in einer Mittelposition dargestellt, können also in beide Richtungen entlang der Polygonwelle 4 verschoben werden.

Fig. 1c zeigt einen Längsschnitt durch die Polygonwelle 4 entlang der Linie A-A aus Fig. 1 e. Neben den bereits erläuterten Bestandteilen der Erfindung zeigt diese Figur Details zu der axialen Lagesicherungsvorrichtung 1 1 . Zwei benachbarte axiale

Lagesicherungsvorrichtungen 1 1 sind um 90° zueinander gedreht, jeder Schiebenockeneinheit 5 ist eine Lagesicherungsvorrichtung 1 1

zugeordnet. Diese weist jeweils eine, in einer Sackbohrung in der

Polygonwelle 4 angeordnete Feder 16 auf, die eine Kugel 12 mit Kraft beaufschlagt. Die Kugel 12 greift in eine Kalotte 13 ein, die in die

Schiebenockeneinheit 5 eingebracht ist. Dargestellt ist eine axiale

Mittelposition der Schiebenockeneinheit 5. Axial vor und nach dieser Position befindet sich jeweils eine weitere Kalotte 13, so dass die

Schiebenockeneinheit 5 hier insgesamt drei axiale Positionen einnehmen kann, korrespondierend zu den jeweils drei Nocken einer Nockengruppe. Der axiale Verstellweg 17 ergibt sich somit zu dem Doppelten des eingezeichneten Betrages, angeordnet zwischen zwei benachbarten Lagerringen 6. Die drei Kalotten 13 sind in Reihe und einander umfänglich berührend angeordnet. Der hierdurch zwischen zwei benachbarten

Kalotten 9 gebildete Steg definiert den Kompressionsweg der Feder 16 und damit die bei der Verstellung der axialen Lage zu überwindende Haltekraft der Lagesicherungsvorrichtung 1 1 .

Fig. 1d zeigt in Aufsicht den in Fig. 1 a perspektivisch dargestellten

Ausschnitt der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Vorrichtung. Hier ist insbesondere zu erkennen, dass die Nocken 8 einer Nockengruppe 9 in der gleichen Winkellage angeordnet sind, die sich von derjenigen der benachbarten Schiebenockeneinheit 5 unterscheidet. Es ist jedoch ebenso erfindungsgemäß, die Nocken 8 einer Nockengruppe 9 in unterschiedlicher Winkellage zueinander anzuordnen und/oder gleich zu derjenigen der benachbarten Nockengruppe 9 der Schiebenockeneinheit 5. Der Fachmann wird u.a. die Winkellage der Nocken und deren Anzahl an die geforderte Motorsteuerung anpassen. Fig. 1e zeigt eine Seitenansicht entlang der Linie B-B aus Fig. 1 d sowie die Lage der Schnittachse A-A aus Fig. 1 c. Besonders gut zu erkennen ist, dass die Lagerbrücke 3 geschlossen ausgebildet ist und eine kreisrunde Durchgangsöffnung 18 aufweist. In dieser Durchgangsöffnung ist der Lagerring 6 mit seiner ebenfalls kreisrunden Außenkontur 14 und seiner an die Polygonwelle 4 angepassten Innenkontur 10 angeordnet.

Erfindungsgemäß können für die Lagerbrücke 3 Beschichtungen genauso vorgesehen sein wie unterschiedliche Lagerbockarten und -materialien.

Mit großem Vorteil handelt es sich bei dem offenbarten

Nockenwellenmodul um einbaufertige Nockenwellen mit integrierten Lagerböcken, wobei die Nockenwellen über die Lagerböcke direkt auf dem Zylinderkopf montiert werden. Die Bearbeitung von Lagergassen, sowie die Montage und Demontage der sonst üblichen Lagerhalbschalen entfällt. Hierdurch entfallen Montage und Demontage der

Lagerhalbschalen, ein Versatz der Lagerhälften wird verhindert, eine Reparatur bei Nockenwellenlagerschäden wird vereinfacht. Die

Ausführung, Anzahl und Position der Lagerblöcke sind erfindungsgemäß an den gewünschten Einsatzbereich der Erfindung anpassbar.

Fig. 1f zeigt eine erfindungsgemäße Haube 19 in perspektivischer und geschnittener Ansicht für diese erste Ausführungsform. Die Haube 19 ist einteilig ausgebildet und weist Seitenwände 20 und einen

Deckenabschnitt 21 auf. Dieser überwölbt die beiden Polygonwellen 4 des Nockenwellenmoduls 1 , von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine dargestellt ist. Die Haube 19 ist an dem hier nicht dargestellten

Lagerrahmen 2 (siehe Figuren 1 a bis 1 e) vorzugsweise lösbar befestigt ausgebildet. Eine gelenkige Befestigung ist ebenfalls erfindungsgemäß. Eine Ausbildung der Haube 19 als integraler Bestandteil des

Lagerrahmens 2 ist auch erfindungsgemäß. Fig. 1g zeigt die Haube 19 in einem anderen axialen Abschnitt der Polygonwelle 4, nämlich entsprechend der Darstellung in Fig. 1 b. Zu erkennen ist, dass die Schiebenockeneinheiten 5 von der Haube 19 überwölbt werden, wobei ein Ringspalt 22 zwischen Haube 19 und radialem Ende der Schiebekulisse 15 gebildet ist. Bei dieser

Ausgestaltung sind Lagerrahmen 2 und Haube 19 einstückig ausgebildet.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung in fünf Teilfiguren 2a bis 2e, die denjenigen der Fig. 1 entsprechen.

Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Vierer- Polygonwelle 4 und entsprechend angepassten Innenkonturen 10 der Lagerringe 6 und nicht dargestellten Innenkonturen der

Schiebenockeneinheiten 5. Die Schiebenockeneinheiten 5 sind bei dieser Ausführungsform wie bei allen anderen einstückig aus ganzem Material gefertigt. Deren Innenkontur wird mittels Räumen gefertigt.

Erfindungsgemäß sind jedoch auch gebaute Schiebenockeneinheiten 5, also solche, die aus mehreren Teilen zusammengesetzt sind.

Die restlichen Teilfiguren entsprechen denjenigen der Figur 1 .

Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung in fünf Teilfiguren 3a bis 3e, die denjenigen der Fig. 2 entsprechen.

Fig. 3a zeigt die zweite Ausführungsform der Erfindung mit einer Vierer- Polygonwelle 4 und entsprechend angepassten Innenkonturen 10 der Lagerringe 6. Den Teilfiguren 3a bis 3e, insbesondere der Teilfigur 3c, ist eine axiale Endlage der Schiebenockeneinheiten 5 zu entnehmen. Gut zu erkennen ist, dass der in dieser axialen Lage für die Verschiebung einer Schiebenockeneinheit 5 zur Verfügung stehende axiale Verstellweg 17 die Summe aus den beiden axialen Verstellwegen 17 der vorherigen Figuren bei Mittellage der Schiebenockeneinheit 5 ist. Fig. 3c zeigt die Position der Kugel 12 der axialen

Lagesicherungsvorrichtung 1 1 in der letzten (oder ersten) Kalotte 13 einer Reihe von drei Kalotten. Wie bereits erwähnt, ist auch eine solche

Lagesicherungsvorrichtung 1 1 erfindungsgemäß, bei der es nur zwei oder aber vier oder fünf axiale Lagen gibt. Die Lagesicherungsvorrichtung 1 1 weist darüber hinaus eine Feder 16 auf, die die Kugel 12 mit Kraft beaufschlagt und in die Kalotte 13 drückt. Es ist ebenfalls

erfindungsgemäß, wenn eine Polygonwelle 4 neben

Schiebnockeneinheiten 5 auch eine oder mehrere axial feste Nocken zwischen zwei Lagerringen 6 trägt.

Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung in fünf Teilfiguren 4a bis 4e, die denjenigen der vorherigen Figuren entsprechen.

Fig. 4a zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Fünfer- Polygonwelle 4 und entsprechend angepassten Innenkonturen 10 der Lagerringe 6. Alle anderen Bauteile entsprechen denjenigen der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele.

Fig. 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung in fünf Teilfiguren 5a bis 5e, die denjenigen der vorherigen Figuren entsprechen.

Fig. 5a zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Sechser- Polygonwelle 4 und entsprechend angepassten Innenkonturen 10 der Lagerringe 6. Nicht erkennbar sind die entsprechend angepassten

Innenkonturen der Schiebenockeneinheiten 5. Alle anderen Bauteile entsprechen denjenigen der zuvor erläuterten Ausführungsbeispiele. Die Polygonwelle 4 ist daher ebenfalls eine kaltgewalzte Stange mit

Polygonform, welche auf Endmaß geschliffen wurde. Erfindungsgemäß sind auch entsprechende Rohre anstelle der Stange. Wie bereits geschildert, übernimmt diese erfindungsgemäße Polygonwelle 4 mit großem Vorteil die Funktionen der Zentrierung für den Lagerring, der fest mit der Welle verbunden ist. Für die Schiebenockeneinheiten 5 führt der erfindungsgemäße Schiebesitz auf der Polygonwelle 4 zu einem

geringeren Spiel als derjenige auf einer Evolventenverzahnung. Das so erreichte geringe Radialspiel zwischen Schiebenockeneinheit 5 und Polygonwelle 4 liegt um bis zu einen Faktor 3 unterhalb desjenigen eines solchen bei Evolventenverzahnung. Wie bei allen Ausführungsformen ist auch hier an einem Ende der Polygonwelle 4 ein nicht dargestelltes Zahn-, Ketten- oder Riemenrad angeordnet, über welches die

Schiebenockenwelle in Rotation versetzt wird.

In Ergänzung zu den dargestellten Ausführungsformen ist auch eine solche Ausführungsform erfindungsgemäß, bei der die Polygonwelle 4 als Hohlwelle ausgestaltet ist, solange sie die erfindungsgemäße polygone Querschnittsform aufweist.

BEZUGSZEICHENLISTE

Nockenwellenmodul

Lagerrahmen

Lagerbrücke

Polygonschiebenockenwelle

Schiebenockeneinheit

Lagerring

Innenkontur (Schiebenockeneinheit)

Nocken

Nockengruppe

Innenkontur (Lagerring)

axiale Lagesicherungsvorrichtung

Kugel

Kalotte

Außenkontur (Lagerring)

Verschiebekulisse

Feder

Axialer Verstellweg

Durchgangsöffnung Lagerbrücke

Haube

Seitenwand

Deckenabschnitt

Ringspalt

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 . Nockenwellenmodul (1 ) aufweisend einen Lagerrahmen (2) mit daran angeordneten Lagerbrücken (3) und mindestens eine Polygonwelle (4), wobei die Polygonwelle (4) unmittelbar auf ihr angeordnete Schiebenockeneinheiten (5) und unmittelbar auf ihr angeordnete Lagerringe (6) aufweist, wobei jeweils eine Schiebenockeneinheit (5) zwischen zwei benachbarten Lagerringen (6) angeordnet ist.

2. Nockenwellenmodul (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch

gekennzeichnet, dass die Polygonwelle (4) mindestens im axialen Bereich der Schiebenockeneinheiten (5) einen polygonen Querschnitt aufweist, vorzugsweise über ihre gesamte axiale Länge in diesem axialen Bereich der Schiebenockeneinheiten (5), ganz bevorzugt über ihre gesamte axiale Länge einen polygonen Querschnitt aufweist.

3. Nockenwellenmodul (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Polygonwelle (4) im Querschnitt als ein Dreier-, Vierer-, Fünfer- oder Sechserpolygon ausgebildet ist.

4. Nockenwellenmodul (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die Schiebenockeneinheiten (5) eine zur Polygonkontur der Polygonwelle (4) korrespondierende Innenkontur (7) aufweisen.

5. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schiebenockeneinheit (5) mehr als eine, insbesondere zwei oder drei Nocken (8) aufweist, bevorzugt zwei Nockengruppen (9) mit je drei Nocken (8).

6. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (6) eine zur Polygonkontur der Polygonwelle (4) korrespondierende Innenkontur

(10) aufweisen.

7. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (6) auf die

Polygonwelle (5) gefügt ausgebildet sind.

8. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerringe (6) geschlossen ausgebildet sind.

9. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen Polygonwelle (4) und Schiebenockeneinheit (5) wirkende axiale Lagesicherungsvorrichtung

(1 1 ) vorgesehen ist, insbesondere ausgebildet als Kombination von kraftbelasteter Kugel (12) und einer oder mehreren Kalotten (13).

10. Nockenwellenmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Haube (19) aufweist.