DE202006018359U1

DE202006018359U1 - Camshaft assembly for internal combustion engine has shaft and cams in form of separate parts and other parts also made separately

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Publication number: DE202006018359U1
Application number: DE200620018359
Authority: DE
Original assignee: ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Priority date: 2006-11-20
Filing date: 2006-12-04
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-12-05

Abstract

The camshaft assembly (1) is built up from a separate individual-part camshaft and cams (3) which are also separate parts. There may also be further separate functional parts (14, 16). These are mounted on the shaft. There is at least one bearing block (4), built in one piece, fitted on the shaft between two functional components.

Description

Unter einer Nockenwelle ist allgemein eine Welle mit mindestens einem Nocken zu verstehen, wobei der Nocken mit einem Nockenfolger in Kontakt steht. Durch eine Verdrehung der Welle wird der Nockenfolger nach dem in der Nockenkontur verankertem Ablauf bzw. „Programm" betätigt. So sind also unter dem Begriff Nockenwelle auch Verstellwellen für mechanische variable Ventiltriebe zu subsumieren. In diesem Fall sind die Nocken als Kurvenscheiben (beispielsweise als Exzenterscheiben) ausgebildet und entsprechend als Verstellscheiben auf der Welle angeordnet.Under a camshaft is generally a shaft with at least one Cam to understand, with the cam with a cam follower in Contact stands. By a rotation of the shaft is the cam follower according to the sequence anchored in the cam contour or "program" So are the term camshaft and adjusting shafts for mechanical to subsume variable valve trains. In this case, the cams designed as cams (for example, as eccentric discs) and arranged as adjusting discs on the shaft accordingly.

Zur Herstellung gebauter Nockenwellen werden Funktionselemente wie insbesondere Nockenantriebsrad, Lager, Axiallagerscheibe, Sensorring, Pumpnocken, Nockenwellenversteller und Wellen einzeln hergestellt. Anschließend werden die Funktionselemente auf der Welle, die als Trag- und Antriebswelle dient, positio niert und mittels eines geeigneten Fügeverfahrens auf der Welle befestigt. Im Stand der Technik sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung gebauter Nockenwellen bekannt.to Manufacture of built camshafts become functional elements in particular Cam drive gear, bearing, thrust bearing, sensor ring, pump cam, Camshaft adjuster and shafts made individually. Then be the functional elements on the shaft, serving as a support and drive shaft serves, positio ned and by means of a suitable joining method attached to the shaft. In the prior art are a number of Method for producing built camshafts known.

In der DE19504636A1 wird die Anordnung einer Nockenwelle in einem Zylinderkopf vorgestellt, bei der der Zylinderkopf ein Nockenwellengehäuse zweiteilig ausgeführt ist. Im Nockenwellengehäuse ist für jede einzelne Lagerung der Nockenwelle ein zweiteiliges Nockenwellenlager, bestehend aus einem eigenen Lagerstuhl und einem darauf befestigten Lagerdeckel angeordnet. Die Nockenwelle wird in dem Nockenwellengehäuse vormontiert und auf den Zylinderkopf montiert (Spalte 1, Zeilen 60-68).In the DE19504636A1 the arrangement of a camshaft is presented in a cylinder head, in which the cylinder head, a camshaft housing is made in two parts. In the camshaft housing a two-part camshaft bearing, consisting of a separate bearing block and a bearing cover mounted thereon is arranged for each individual bearing of the camshaft. The camshaft is pre-assembled in the camshaft housing and mounted on the cylinder head (column 1, lines 60-68).

Ein wichtiger Nachteil der hier vorgestellten Lösung besteht darin, dass geteilte Lagerschalen durchgehend – in einer Aufspannung – bearbeitet werden müssen. Diese Bearbeitung ist aufwändig und die geteilten Lagerschalen führen zu Toleranz- und Festigkeitsproblemen. Außerdem müssen nach der durchgehenden Bearbeitung die Lagerschalen geöffnet, die Welle eingelegt und die Lagerschalen wieder geschlossen werden. Dabei wird die Genauigkeit, die in der durchgehenden Bearbeitung erzielt wurde wieder abgesenkt.One important disadvantage of the solution presented here is that split Bearing shells throughout - in a clamping - to be processed have to. This processing is complex and lead the split bearings to tolerance and strength problems. In addition, after the continuous Machining the bearing shells open, the shaft is inserted and the bearing shells are closed again. In doing so, the accuracy that is in the continuous processing scored was lowered again.

In der EP1593880A1 wird eine Exzenterwelle zur Steuerung eines variablen Ventiltriebes vorgestellt, bei der zwischen den Exzenterscheiben Nadel- oder Gleitlager mit ungeteiltem Außenring angeordnet sind.In the EP1593880A1 an eccentric shaft for controlling a variable valve train is presented in which between the eccentric discs needle or plain bearings are arranged with undivided outer ring.

Entsprechend der in der EP1593880A1 vorgeschlagenen Lösung ist zwar das Problem mit den geteilten Lagerschalen beseitigt. Die Montage der Exzenterwelle mit den darauf angeordneten Lagern im Zylinderkopf erfolgt jedoch entweder wiederum in geteilten Lageraufnahmen oder bei Verwendung von Lagern mit sehr großen Lagerdurchmessern in entsprechend großen Lageraufnahmen, die im Zylinderkopf genau eingearbeitet sein müssen, bei denen bei der Montage des Motors die Welle als ganzes durch alle Lageraufnahmen hindurch geschoben wird. Im Falle der ge teilten Lager liegen dieselben Toleranzprobleme wie für den vorgenannten Stand der Technik erläutert vor. Der Fall, sehr große Lagerdurchmesser einzusetzen, ist motortechnisch oder aus Konstruktionsgründen oft nicht gewünscht.According to the in the EP1593880A1 Although the proposed solution is the problem with the split bearings eliminated. However, the mounting of the eccentric shaft with the bearings mounted thereon in the cylinder head is either again in split bearing mounts or when using bearings with very large bearing diameters in correspondingly large bearing mounts, which must be precisely incorporated in the cylinder head, where in the assembly of the engine as the shaft Whole is pushed through all bearing shots through. In the case of ge shared bearings are the same tolerance problems as explained for the aforementioned prior art. The case of using very large bearing diameters is often undesirable for technical reasons or for design reasons.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Nockenwellenbaugruppe mit darauf festgelegten Lagerungen bereit zu stellen, die einfach in den Zylinderkopf eines Verbrennungsmotores eingebaut werden kann.task The invention is a camshaft assembly with it fixed To provide bearings that are easy in the cylinder head of a Internal combustion engine can be installed.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Nockenwellenbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.Is solved the task by a camshaft assembly with the features of Claim 1. In the dependent claims Advantageous developments of the invention are described.

Die Nockenwellenbaugruppe für Verbrennungskraftmaschinen enthält eine Welle mit daran angeordneten Funktionsbauteilen, wie Antriebsrad, Sensorring, Pumpennocken oder Bauteile für andere Funktionen, zumindest jedoch einen Nocken, und mindestens zwei Lagerböcke mit je einer Lageraufnahme, in welcher ein Wellenabschnitt drehbar angeordnet ist, wobei an jedem Lagerbock eine plane Anlagefläche ausgebildet ist zur Auflage und Befestigung des Lagerbockes an eine Auflagefläche eines Zylinderkopfes und dass jeder Lagerbock Befestigungsmittel aufweist zur Montage und Befestigung am Zylinderkopf, wobei die Nockenwellenbaugruppe eine gebaute Anordnung ist, bei welcher die Welle als separates Einzelteil hergestellt ist und der Nocken und im Bedarfsfall weitere Funktionsbauteile, die als separate Einzelteile hergestellt sind, auf die Welle montiert sind und mindestens ein Lagerbock zwischen zwei Funktionsbauteilen auf der Welle angeordnet ist, wobei die Lagerböcke als ungeteilte Lagerböcke ausgebildet sind, wobei die Anlageflächen der Lagerböcke eben und derart verdrehbar auf der Welle angeordnet sind, dass alle Anlageflächen parallel zu einer Ebene ausrichtbar sind. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Anlageflächen, aller Lagerböcke der Nockenwellenbaugruppe in ein und derselben (= in einer) Ebene ausrichtbar. Das hat den Vorteil, dass die Bearbeitung der korrespondierenden Anlageflächen im Zylinderkopf, an denen die Lagerböcke befestigt werden, weiter vereinfacht werden kann. Es kann jedoch aufgrund des Bauraums und konstruktiver Gegebenheiten erforderlich sein, die Anlageflächen im Zylinderkopf, die korrespondierend zu den Anlageflächen an den Lagerböcke ausgebildet sind, parallel versetzt anzuordnen. In diesem Fall sind die Anlageflächen der Lagerböcke, durch Verdrehung der Lagerböcke auf der Welle, entsprechend in Ebenen ausrichtbar vorzusehen, die parallel zueinander versetzt ausgerichtet sind.The camshaft assembly for internal combustion engines includes a shaft with functional components arranged thereon, such as drive wheel, sensor ring, pump cam or components for other functions, but at least one cam, and at least two bearing blocks each having a bearing receptacle in which a shaft portion is rotatably arranged, wherein on each bearing block a planar contact surface is formed for supporting and fastening of the bearing block to a bearing surface of a cylinder head and that each bearing block has fastening means for mounting and attachment to the cylinder head, wherein the camshaft assembly is a built arrangement in which the shaft is made as a separate item and the cam and If necessary, further functional components, which are manufactured as separate items, are mounted on the shaft and at least one bearing block between two functional components is arranged on the shaft, wherein the bearing blocks as undivided bearing blocks a are formed, wherein the abutment surfaces of the bearing blocks are arranged flat and rotatable on the shaft, that all contact surfaces are aligned parallel to a plane. In the preferred embodiment, the contact surfaces, all bearing blocks of the camshaft assembly in one and the same (= in a) plane are aligned. This has the advantage that the processing of the corresponding contact surfaces in the cylinder head, to which the bearing blocks are attached, can be further simplified. However, it may be necessary due to the space and constructive conditions, the contact surfaces in the cylinder head, which are formed corresponding to the contact surfaces on the bearing blocks, to arrange parallel offset. In this case, the contact surfaces of the bearing blocks, by rotation of the bearing blocks on the shaft, to provide aligned in planes aligned paralleleinein are aligned offset other.

Unter einem ungeteilten Lagerbock ist im Sinne der Erfindung ein Lagerbock zu verstehen, dessen Lageraufnahme über ihren gesamten Umfang ungeteilt ist. Bevorzugt ist jedoch der Einsatz eines einteiligen Lagerbockes, an den allenfalls für weitere Funktionen zusätzliche Bauteile montiert sind.Under an undivided bearing block in the context of the invention is a bearing block to understand its storage inventory undivided over its entire circumference is. However, the use of a one-piece bracket is preferred, at most for additional features additional Components are mounted.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Nockenwellenbaugruppe besteht darin, dass die Baugruppe einfach auf vorbereitete Anlageflächen im Zylinderkopf positioniert werden kann. Die Lagerung der Nockenwelle erfolgt in ungeteilten Lagern, die mit hoher Genauigkeit einzeln hergestellt werden können und auf entsprechend genau gefertigte Befestigungsabschnitte der Nockenwelle aufgeschoben werden können. Die Lager können entweder direkt als Gleitlager, bei denen bevorzugt ein Wellenabschnitt der Tragwelle der Nockenwelle als ein Gleitpartner ausgebildet ist, oder auch als Wälzlager, bevorzugt als Nadellager, ausgebildet sein. Die Außenschalen der Lager sind in Lagerböcken eingelassen oder einteilig mit den Lagerböcken ausgebildet. Die Lagerböcke weisen ihrerseits Befestigungsabschnitte auf, mit denen die Lagerböcke und damit die gesamte Nockenwellenbaugruppe im Zylinderkopf an die korrespondierenden Befestigungsabschnitte befestigt wird. Die Befestigung erfolgt dabei am einfachsten durch Schrauben, die durch Ausnehmungen in den Lagerböcken hindurchgeführt werden und in entsprechende Gewindebohrungen im Zylinderkopf eingeschraubt werden.One important advantage of the camshaft assembly according to the invention consists in that the assembly simply on prepared contact surfaces in the cylinder head can be positioned. The bearing of the camshaft takes place in undivided bearings manufactured individually with high accuracy can be and on appropriately manufactured mounting portions of the Camshaft can be pushed. The bearings can either directly as plain bearings, in which preferably a shaft portion of the Support shaft of the camshaft is designed as a sliding partner, or as rolling bearings, preferably as a needle bearing, be formed. The outer shells the bearings are in bearing blocks embedded or formed integrally with the bearing blocks. The bearing blocks point turn on mounting sections, with which the bearing blocks and so that the entire camshaft assembly in the cylinder head to the corresponding Attachment sections is attached. The attachment takes place easiest by screws, which are passed through recesses in the bearing blocks and screwed into corresponding threaded holes in the cylinder head become.

Zur Ausrichtung der Nockenwelle in der Ebene der Befestigungsebenen werden zwei, bevorzugt die an den Enden der Nockenwelle angeordneten, Lagerböcke nach den Erfordernissen genau positioniert. Durch Langlöcher bzw. durch etwas vergrößerte Ausnehmungen zur Aufnahme der Befestigungsschrauben in den Lagerböcken, beispielsweise an beidseitig daran ausgebildeten Befestigungsflanschen, können die entsprechenden Lagerböcke in der Ebene so verschoben werden, dass die Lager alle genau auf einer Achse liegen und es zu keinen Verspannungen der Nockenwellenachse kommt. Dadurch kann die Reibleistung erheblich gesenkt werden. Die Ausbildung der Baugruppe ermöglicht sogar auf eine nachträgliche Überarbeitung der Anlageflächen der Lagerböcke, wie planschleifen in die Montageebene, vollständig zu verzichten, ohne dass unerwünschte Verspannungen an der montierten Baugruppe auftreten. Diese Vorteile treten besonders positiv auf wenn mehr als zwei Lagerböcke eingesetzt werden, was meistens der Fall ist.to Alignment of the camshaft in the plane of the mounting planes two, preferably arranged at the ends of the camshaft bearing blocks after precisely positioned according to requirements. Through slots or through slightly enlarged recesses for receiving the mounting screws in the bearing blocks, for example on both sides formed thereon mounting flanges, the corresponding bearing blocks be shifted in the plane so that the bearings are all exactly on an axis and there is no tension of the camshaft axis comes. As a result, the friction loss can be significantly reduced. The Training the assembly allows even on a subsequent revision the contact surfaces the bearing blocks, How to finish grinding in the mounting plane, completely without having to undesirable Tensions on the assembled assembly occur. These advantages are particularly positive when more than two bearing blocks are used, which is usually the case.

Die Erfindung wird nun nachfolgend beispielsweise und mit schematischen Figuren für bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described below by way of example and with schematic Figures for preferred embodiments explained in more detail. It demonstrate:

1 Eine Nockenwellenbaugruppe mit Gleitlagerung in dreidimensionaler Darstellung gemäß der Erfindung; 1 A camshaft assembly with plain bearing in three-dimensional representation according to the invention;

2 ein Längsschnitt der Nockenwellenbaugruppe nach 1 mit der Welle als Hohlwelle ausgebildet; 2 a longitudinal section of the camshaft assembly after 1 formed with the shaft as a hollow shaft;

3 ein Lagerbock zur Lagerung der Nockenwelle in dreidimensionaler Darstellung gemäß der Erfindung; 3 a bearing block for supporting the camshaft in three-dimensional representation according to the invention;

4 ein Querschnitt der erfindungsgemässen Nockenwellenbaugruppe an der Längsposition eines Lagerbockes entsprechend der 2 mit Gleitlager; 4 a cross section of the inventive camshaft assembly at the longitudinal position of a bearing block according to the 2 with plain bearings;

5 eine Nockenwellenbaugruppe mit Nadellagerung in dreidimensionaler Darstellung gemäß der Erfindung; 5 a camshaft assembly with needle bearing in three-dimensional representation according to the invention;

6 ein Längsschnitt der Nockenwellenbaugruppe nach 5 mit der Welle als Massivwelle ausgebildet, mit nur schematisch dargestelltem Antriebsrad; 6 a longitudinal section of the camshaft assembly after 5 formed with the shaft as a solid shaft, with only schematically illustrated drive wheel;

7 ein Querschnitt eines Lagerbockes entsprechend der 3, aber mit Nadellager und Darstellung der Nockenabmessungen; 7 a cross section of a bearing block according to 3 , but with needle bearing and representation of the cam dimensions;

Lagerböcke 4 werden, gemäß der vorliegenden Erfindung, ungeteilt ausgebildet, wie dies in den 1 bis 6 dargestellt ist. Ein Lagerbock 4 weist eine Lagerbockausnehmung 12 auf in welcher die Welle 2 mit ihrer Achse 5 drehbeweglich, auf einem Wellenabschnitt gelagert wird, wie dies in der 3 dargestellt ist. Die Welle 2 kann als Hohlwellenrohr oder auch als Massivwelle ausgebildet sein. Die Lagerbockausnehmung 12 kann an ihrer Wandung direkt als Lagerlauffläche 9 ausgebildet sein und zusammen mit dem Wellenabschnitt eine Gleitlageranordnung 8 bilden. In diesem Fall ist mindestens der Wellenabschnitt geschliffen, um einen geeigneten Finish der Lagerflächen zu erzielen. Das Gleitlager 8 auf der Seite des Lagerbockes kann aber auch als separates Lagerteil 8, wie eine Büchse oder Schalenteile, ausgebildet sein und in die Lagerbockausnehmung 12 mit deren Wandung als Lageraufnahme 9 eingesetzt sein. Wie in 7 im Querschnitt dargestellt können als Lager auch rollende Lager, wie vorzugsweise Nadellager 11 in die Lageraufnahme 9 eingesetzt werden.bearing blocks 4 are formed undivided, according to the present invention, as shown in the 1 to 6 is shown. A bearing block 4 has a Lagerbockausnehmung 12 in which the wave 2 with its axis 5 rotatable, is stored on a shaft section, as in the 3 is shown. The wave 2 can be designed as a hollow shaft tube or as a solid shaft. The bearing block recess 12 can directly on its wall as a bearing surface 9 be formed and together with the shaft portion a sliding bearing assembly 8th form. In this case, at least the shaft portion is ground to achieve a suitable finish of the bearing surfaces. The plain bearing 8th on the side of the bearing block can also be used as a separate bearing part 8th as a bush or shell parts, be formed and in the Lagerbockausnehmung 12 with its wall as a bearing receiver 9 be used. As in 7 shown in cross section can as a bearing and rolling bearings, such as preferably needle roller bearings 11 in the warehouse 9 be used.

Ein derartiger Lagerbock 4 wird mit Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben am Zylinderkopf befestigt. Hierzu sind am Lagerbock 4 beidseitig Befestigungsausnehmungen 6, 6' vorgesehen, wie dies in den 3, 4, und 7 dargestellt ist. Diese Ausnehmungen können Bohrungen sein direkt eingelassen in den Lagerbock 4 oder an seitlich zum Lagerbock ausgebildeten Befestigungsflansche 7, 7'. Die Bohrungen können direkt als Passsitz ausgeführt werden oder mit Vorteil genügend groß mit Spiel versehen sein oder als Langlöcher, derart dass zumindest in eine Richtung, vorzugsweise lateral zur Wellenachse 5, eine verschiebliche Positionierung möglich ist zur genauen lateralen Ausrichtung der ganzen Nockenwellenbaugruppe 1 bei der Montage am Zylinderkopf. Die Lagerböcke 4 weisen an ihrer Unterseite eine plane Anlagefläche 10 auf welche es ermöglicht diese exakt an einer am Zylinderkopf dafür vorgesehenen Auflagefläche positioniert zu montieren. Die Auflagefläche oder mindestens Abschnitte der Auflagefläche am Zylinderkopf liegen in einer Ebene und diese ist dafür präzisionsgearbeitet, um die Nockenwelle genau ausrichten zu können. Zusätzlich können für die laterale Positionierung auch noch weitere Mittel vorgesehen werden wie Anschläge, Stufen, Nuten oder Verzap fungen. Derartige einteilige Lagerböcke 4 mit ihren Anlageflächen 10, den Lagerbockausnehmungen 12 mit den Lageraufnahmen 9 oder Lagerlaufflächen 9 und den Befestigungsmitteln 6, 6', 7, 7' können nun derart präzise vorgefertigt werden, dass die Präzisionsanforderungen auch in einer zusammengebauten Nockenwellenbaugruppe 1 ohne Nacharbeit erfüllt werden können.Such a bearing block 4 is fastened with fastening means, such as screws on the cylinder head. For this purpose are on the bearing block 4 fastening recesses on both sides 6 . 6 ' provided, as in the 3 . 4 , and 7 is shown. These recesses may be bores inserted directly into the bearing block 4 or on the side to Bearing trained mounting flanges 7 . 7 ' , The holes can be made directly as a snug fit or advantageously be sufficiently large game or as slots, so that at least in one direction, preferably laterally to the shaft axis 5 , a slidable positioning is possible for the exact lateral alignment of the entire camshaft assembly 1 during assembly on the cylinder head. The bearing blocks 4 have on their underside a flat contact surface 10 on which it makes it possible to mount it exactly positioned on a bearing surface provided for this purpose on the cylinder head. The bearing surface or at least portions of the bearing surface on the cylinder head lie in one plane and this is precision machined to accurately align the camshaft. In addition, other means may be provided for the lateral positioning such as stops, steps, grooves or Verzap tests. Such one-piece bearing blocks 4 with their contact surfaces 10 , the bearing block recesses 12 with the bearing shots 9 or bearing surfaces 9 and the fasteners 6 . 6 ' . 7 . 7 ' can now be prefabricated so precisely that the precision requirements in an assembled camshaft assembly 1 can be fulfilled without reworking.

Eine Nockenwellenbaugruppe 1 ist aus einzelnen, vorgefertigten Teilen aufgebaut und zusammengefügt, wie dies aus den 1, 2, 5 und 6 ersichtlich ist. Die Nockenwellenbaugruppe 1 enthält eine Welle 2 mit mindestens zwei Lagerböcken 4 und einer an der Welle 2 angeordneten Nocken 3 und weiteren Funktionsbauteilen, wie Antriebsrad 15, Sensorring 14, Pumpennocken 16 oder Bauteile für weitere Funktionen. Beim Zusammenbau der Baugruppe 1 werden die Bauteile entsprechend der gewünschten Reihenfolge und späteren Position entsprechend auf die Welle geschoben und die zu fixierenden Teile, wie Nocken 3, daran befestigt. Hierbei ist mindestens ein Lagerbock 4 zwischen zwei Funktionsbauteilen 3, 14, 15, 16, angeordnet welche mit der Welle 2 drehfest verbunden sind. Beispielsweise ist an dem einen Wellenende ein Antriebsrad 15 drehfest an der Welle 2 angeordnet und daran anschließend folgt ein Lagerbock 4, der die Welle drehbeweglich aufnimmt und nach dem Lagerbock 4 ein an der Welle 2 befestigter Sensorring 14 oder ein Nocken 3 oder ein anderes Funktionsbauteil wie dies in den 5 und 6 dargestellt ist. In den Figuren ist auch gezeigt, wie ein Lagerbock 4 zwischen je einem Nocken 3 angeordnet ist.A camshaft assembly 1 is made up of individual, prefabricated parts and put together, as is known from the 1 . 2 . 5 and 6 is apparent. The camshaft assembly 1 contains a wave 2 with at least two bearing blocks 4 and one on the shaft 2 arranged cams 3 and other functional components, such as drive wheel 15 , Sensor ring 14 , Pump cam 16 or components for additional functions. When assembling the assembly 1 The components are pushed according to the desired order and later position accordingly on the shaft and the parts to be fixed, such as cams 3 , attached to it. Here is at least one bearing block 4 between two functional components 3 . 14 . 15 . 16 , which arranged with the shaft 2 are rotatably connected. For example, at one end of the shaft is a drive wheel 15 rotatably on the shaft 2 arranged and then followed by a bearing block 4 , which rotatably receives the shaft and after the bearing block 4 one on the shaft 2 attached sensor ring 14 or a cam 3 or another functional component like this in the 5 and 6 is shown. The figures also show how a bearing block 4 between each one cam 3 is arranged.

Für eine derartige Nockenwellenbaugruppe 1 müssen die Bauteile, wie erwähnt, nacheinander in der richtigen Reihenfolge an der Welle 2 angeordnet werden und so zu einer gebauten Nockenwellenbaugruppe zusammengefügt werden. Die Hüllkurven 13 der exzentrisch rotierenden Nocken 3 und/oder Funktionsbauteile weisen einen größeren Durchmesser D auf als der Innendurchmesser d der Ausnehmung 12 der Lageraufnahme 9 am Lagerbock 4, wie dies in 7 dargestellt ist. An der Welle 2 montierte Nocken 3 und/oder Funktionsbauteile können somit nicht durch die Lagerbockausnehmung 12 mit derartig kleinen Innendurchmessern d hindurch geführt werden.For such a camshaft assembly 1 As mentioned, the components must be in succession in the correct order on the shaft 2 be arranged and assembled so to a built camshaft assembly. The envelopes 13 the eccentric rotating cam 3 and / or functional components have a larger diameter D than the inner diameter d of the recess 12 the camp admission 9 on the bearing block 4 like this in 7 is shown. At the wave 2 mounted cams 3 and / or functional components can not thus by the Lagerbockausnehmung 12 be guided with such small inner diameters d.

Die Befestigung der neben dem Lagerbock 4 angeordneten Funktionsbauteile 3, 14, 15, 16 werden mit Vorteil auf aufgeweitete Wellenabschnitte aufgepresst und dadurch kraftschlüssig oder kraft- und formschlüssig auf der Welle 2 fixiert. Die Aufweitung des Wellenabschnitts kann durch Rändeln oder Rollieren in Längs- und/oder Querrichtung oder diagonaler Richtung zur Längsachse 5 der Welle 2 erzeugt werden. Eine weitere geeignete Möglichkeit der Befestigung der neben dem Lagerbock 4 angeordneten Funktionsbauteile 3, 14, 15, 16 kann mittels Schweißen, vorzugsweise mit Laserschweißen auf die Welle 2 erstellt werden. Auch ist es möglich die neben dem Lagerbock 4 angeordneten Funktionsbauteile 3, 14, 15, 16 mittels Schrumpfsitz an der Welle 2 zu fixieren.The attachment of the next to the bearing block 4 arranged functional components 3 . 14 . 15 . 16 are pressed with advantage on expanded shaft sections and thereby non-positively or non-positively and positively on the shaft 2 fixed. The expansion of the shaft section may be by knurling or rolling in the longitudinal and / or transverse direction or diagonal direction to the longitudinal axis 5 the wave 2 be generated. Another suitable way of attaching the next to the bearing block 4 arranged functional components 3 . 14 . 15 . 16 can by welding, preferably with laser welding on the shaft 2 to be created. It is also possible the next to the bearing block 4 arranged functional components 3 . 14 . 15 . 16 Shrink fit on the shaft 2 to fix.

Diese Art der Ausbildung der Nockenwellenbaugruppe 1 zusammen mit der ungeteilten Ausbildung der Lagerböcke 4 ermöglicht, dass die einzelnen Teile besonders vorteilhaft in einer Massenfertigung mit dafür üblichen Präzisionen hergestellt werden können und anschließend die Baugruppe 1 montiert werden kann, wobei deren Präzision für einen direkten Einbau in den Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine ausreicht. So werden die Wellenabschnitte vor der Montage, an den für die Lagerstellen vorgesehenen Axialpositionen, je nach ausgewähltem Lager genau gefertigt, bevorzugt geschliffen. Die Ausnehmungen 12 der Lagerböcke 4 werden ebenfalls mit der erforderlichen Präzision gefertigt. Dabei können je nach Anwendungsfall die Lagerböcke 4 als einbaufertige Sinterteile ausgebildet sein, als Sinterteile, die nachbearbeitet wurden oder auch aus Stahl in einer mechanischen Bearbeitung hergestellt sein. Es ist ebenso denkbar und möglich, die Lagerböcke 4 aus Guss, beispielsweise aus Aluminiumguss, herzustellen und entsprechend nachzubearbeiten.This type of training the camshaft assembly 1 together with the undivided training of the bearing blocks 4 allows the individual parts can be produced particularly advantageously in a mass production with customary precision and then the assembly 1 can be mounted, with their precision sufficient for direct installation in the cylinder head of an internal combustion engine. Thus, the shaft sections are made precisely before assembly, at the intended for the bearings axial positions, depending on the selected bearing, preferably ground. The recesses 12 the bearing blocks 4 are also manufactured with the required precision. Here, depending on the application, the bearing blocks 4 be prepared as ready-to-use sintered parts, as sintered parts, which have been reworked or be made of steel in a mechanical processing. It is also conceivable and possible, the bearing blocks 4 made of cast iron, for example cast aluminum, and to be reworked accordingly.

Durch die separate Herstellung der Einzelteile ist eine beliebige auf die jeweiligen Erfordernisse angepasste Werkstoff- und Herstellverfahrensauswahl ermöglicht. Die Reduktion der Länge der Toleranzkette bis zum fertigen Einbau in den Zylinderkopf bietet hier einen Spielraum, entweder die Präzision zu erhöhen oder die Fertigungskosten zu senken.By the separate production of the items is any on adapted to the respective requirements material and manufacturing process selection allows. The reduction of the length the tolerance chain to the finished installation in the cylinder head offers Here's a margin, either to increase the precision or to reduce the manufacturing costs.

Auf diese Weise kann auf eine mechanische Nachbearbeitung (Präzisionsfräsen, Schleifen oder derartiges) der fertig montierten Nockenwellenbaugruppe 1, insbesondere der Lagerböcke 4 verzichtet werden. Das ist von besonderem Vorteil, da eine Einspannung der Nockenwellenbaugruppe 1 in eine Bearbeitungsmaschine aufwändig ist. Weiter müssen beim Bearbeitungsschritt entstehende Späne entfernt werden und dürfen keinesfalls in den Lagerungen der Welle verbleiben.In this way, on a mechanical post-processing (precision milling, grinding or such) of the fully assembled camshaft construction group 1 , in particular the bearing blocks 4 be waived. This is of particular advantage since a clamping of the camshaft assembly 1 consuming in a processing machine. Furthermore, chips produced during the processing step must be removed and must by no means remain in the bearings of the shaft.

Die Lagerböcke 4 werden für die Montage der ganzen Baugruppe um die Welle 2 derart gedreht, dass alle ihre Anlageflächen 10 parallel zu einer oder in einer Ebene ausgerichtet sind. Im Falle, dass alle Anlageflächen 10 in einer Ebene liegen, so beträgt die Abweichung von der Ebenheit der gesamten Fläche weniger als 0.1 mm, vorzugsweise weniger als 0.05 min. Dadurch wird die Realisierung einer vollständigen Nockenwellenbaugruppe 1 ermöglicht bei welcher ohne Nacharbeit und Einstellarbeit eine Befestigung und präzise Positionierung der Baugruppe am Zylinderkopf, ohne unzulässige Verspannungen der Anordnung ermöglicht wird. Das vorgestellte Baugruppenkonzept ist somit besonders geeignet für die Anordnung von mehr als zwei Lagerböcken 4.The bearing blocks 4 be used for mounting the whole assembly around the shaft 2 turned so that all their contact surfaces 10 aligned parallel to or in a plane. In the event that all investment surfaces 10 lie in a plane, the deviation from the flatness of the entire surface is less than 0.1 mm, preferably less than 0.05 min. This will be the realization of a complete camshaft assembly 1 allows in which without rework and adjustment work attachment and precise positioning of the assembly on the cylinder head, without undue tension of the arrangement is made possible. The presented module concept is thus particularly suitable for the arrangement of more than two bearing blocks 4 ,

In einer Weiterführung der Erfindung sind in die Lagerböcke Kanäle 17 integriert. Die separate Herstellung des Lagerbocks 4 ermöglicht es, auf einfache Weise in den Lagerbock 4 Kanäle 17 für eine Ölversorgung der Lager einzubringen. Dies ist insbesondere im Falle der Verwendung einer Gleitlagerung von Vorteil. Im einfachsten Fall wird eine Bohrung 17 senkrecht zur Anlagefläche 10 des Lagerbocks von der Seite der Anlagefläche 10 zur Öffnung 12, wie es in den 3 und 4 veranschaulicht ist, in den Lagerbock eingebracht. Denkbar und möglich sind jedoch auch Kanäle, die anders angeordnet sind. So kann beispielsweise ein Ringkanal mit entsprechenden Öffnungen in Richtung der Lageraufnahme 9 und einer entsprechenden Einspeisung vorgesehen sein. Hierzu kann in den ungeteilten Lagerbock 4 an einer seiner axialen Seitenflächen ein entsprechender Kanal eingebracht sein, der mit einem Deckel verschlossen ist. Im Sinter- oder Gussverfahren können derartige Kanäle integral mit der Herstellung des Lagerbocks hergestellt werden.In a continuation of the invention channels are in the bearing blocks 17 integrated. The separate production of the bearing block 4 makes it possible in a simple way in the bearing block 4 channels 17 for an oil supply of the bearings. This is particularly advantageous in the case of using a sliding bearing. In the simplest case, a hole 17 perpendicular to the contact surface 10 of the bearing block from the side of the contact surface 10 to the opening 12 as it is in the 3 and 4 is illustrated, introduced into the bearing block. Conceivable and possible, however, are also channels that are arranged differently. For example, an annular channel with corresponding openings in the direction of the bearing receptacle 9 and a corresponding feed can be provided. For this purpose, in the undivided bearing block 4 be introduced on one of its axial side surfaces a corresponding channel which is closed by a lid. In the sintering or casting process, such channels can be made integral with the manufacture of the bearing block.

Entsprechend der Erfindung ist neben der Positionierung der Lagerböcke auf der Welle keine weitere Verbindung zwischen den Lagerböcken 4 an der Nockenwellenbaugruppe 1 vorgesehen, das heißt, dass die Nockenwellenbaugruppe 1 Lagerböcke umfasst, die vor dem Einbau in die Verbrennungskraftmaschine nur über die Welle 2 miteinander verbunden sind. Erst beim Einbau der Nockenwellenbaugruppe werden die Lagerböcke zusätzlich über den Zylinderkopf verbunden. Dadurch ist eine Uberbestimmtheit der Lagerung der Welle vermieden. Durch die entsprechende Gestaltung der Befestigungsmittel wird die Welle spannungsfrei im Zylinderkopf montiert. Hierzu sind insbesondere Langlöcher 6, 6' oder vergrößerte Löcher 6, 6' in den Befestigungsmitteln 7, 7' zumindest der Lagerböcke 4 vorgesehen, die zwischen den äußerten Lagerböcken 4 der Nockenwellenbaugruppe 1 angeordneten sind.According to the invention, in addition to the positioning of the bearing blocks on the shaft no further connection between the bearing blocks 4 on the camshaft assembly 1 provided, that is, the camshaft assembly 1 Bearing blocks includes, before installation in the internal combustion engine only over the shaft 2 connected to each other. Only when installing the camshaft assembly, the bearing blocks are also connected via the cylinder head. As a result, a Uberbestimmtheit the storage of the shaft is avoided. By appropriate design of the fasteners, the shaft is mounted stress-free in the cylinder head. These are in particular long holes 6 . 6 ' or enlarged holes 6 . 6 ' in the fasteners 7 . 7 ' at least the bearing blocks 4 provided between the expressed bearing blocks 4 the camshaft assembly 1 are arranged.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann einer der Lagerböcke 4 zusätzlich zur Drehlagerung der Welle 2 mit einer axialen Lagerung der Welle in eine oder beide axiale Richtungen ausgebildet sein. Dazu kann beispielsweise eine oder beide axiale Seitenflächen des Lagerbocks 4 mit einer entsprechenden Lauffläche ausgebildet sein, an der eine entsprechende Lauffläche eine anderen Funktionsbauteils 3, 14, 15, 16 der Nockenwellenbaugruppe 1 axial gelagert ist. Bevorzugt werden hierzu randseitige Lagerböcke 4 der Nockenwellenbaugruppe 1 ausgewählt.In one embodiment of the invention, one of the bearing blocks 4 in addition to the rotary bearing of the shaft 2 be formed with an axial bearing of the shaft in one or both axial directions. For this purpose, for example, one or both axial side surfaces of the bearing block 4 be formed with a corresponding tread, at the corresponding tread another functional component 3 . 14 . 15 . 16 the camshaft assembly 1 is axially supported. For this purpose, marginal bearing blocks are preferred 4 the camshaft assembly 1 selected.

Es ist alternativ auch möglich, dass die Nockenwellenbaugruppe 1 nicht alle Lagerungen, in denen die Nockenwelle in der Verbrennungskraftmaschine gelagert ist umfasst. So kann das Gegenstück für die axiale Lagerung im Zylinderkopf angeordnet sein. Weiter können in den Zylinderkopf einzelne Lager oder Lagerschalen eingearbeitet werden, in die vorbereitete Abschnitte der Welle der Nockenwellenbaugruppe 1 eingeschoben werden. Dieser Fall ist jedoch als Sonderfall zu betrachten.It is alternatively also possible that the camshaft assembly 1 not all bearings in which the camshaft is mounted in the internal combustion engine includes. Thus, the counterpart can be arranged for the axial bearing in the cylinder head. Furthermore, individual bearings or bearing shells can be incorporated into the cylinder head into the prepared sections of the shaft of the camshaft assembly 1 be inserted. However, this case is considered a special case.

Es ist offensichtlich, dass die in den Beispielen, den Figuren und der Beschreibung genannten Ausführungsvarianten beliebig miteinander kombinierbar sind. Die folgenden Beispiele geben nicht abschließende Anhaltspunkte für weitere Kombinati onsmöglichkeiten. Die Nockenwellenbaugruppe 1 kann in unterschiedlichen Lagerarten (wie Gleit-, Nadel-, Wälzlager) gleichzeitig gelagert sein. Die Welle kann teilweise hohl ausgebildet sein.It is obvious that the embodiment variants mentioned in the examples, the figures and the description can be combined with one another as desired. The following examples do not provide conclusive indications for further combinations. The camshaft assembly 1 can be stored in different types of bearings (such as sliding, needle, roller bearings) at the same time. The shaft may be partially hollow.

Claims

Camshaft assembly for internal combustion engines comprising a shaft ( 2 ) with functional components arranged thereon, such as drive wheel ( 15 ), Sensor ring ( 14 ), Pump cam ( 16 ) or components for other functions, but at least one cam ( 3 ), and at least two bearing blocks ( 4 ) each with a bearing receptacle ( 9 ), in which a shaft portion is rotatably arranged, wherein on each bearing block ( 4 ) a plane bearing surface ( 10 ) is designed for supporting and fixing the bearing block ( 4 ) to a contact surface of a cylinder head and that each bearing block ( 4 ) Fastening means ( 6 . 7 ) for mounting and mounting on the cylinder head, characterized in that the camshaft assembly ( 1 ) is a built arrangement in which the shaft ( 2 ) is made as a separate item and the cam ( 3 ) and, if necessary, further functional components ( 14 . 15 . 16 ), which are made as separate items, on the shaft ( 2 ) are mounted and at least one bearing block ( 4 ) between two functional components ( 3 . 14 . 15 . 16 ) on the shaft ( 2 ), wherein the bearing blocks ( 4 ) as undivided bearing blocks ( 4 ) are formed, wherein the contact surfaces ( 10 ) of the bearing blocks are planar and rotatable on the shaft are arranged so that all contact surfaces ( 10 ) are alignable parallel to a plane.

An assembly according to claim 1, characterized in that at least one bearing block ( 4 ) an inner recess ( 12 ) for forming a bearing receptacle or a bearing surface ( 9 ) whose inner diameter (d) is smaller than the outer diameter (D) which the envelope ( 13 ) of the two cams arranged directly next to the bearing block ( 3 ) and / or functional components, upon rotation of the shaft ( 2 ) with the cams attached thereto ( 3 ) and / or functional components describes.

An assembly according to claim 1 or 2, characterized in that all contact surfaces ( 10 ) of the bearing blocks ( 4 ) in a plane-aligned position, all of them lie in a flatness of the surface with an accuracy of better 0.1 mm, preferably better 0.05 mm.

Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing receptacle ( 9 ) a plain bearing ( 8th ), a ball bearing ( 11 ) or a needle bearing ( 11 ) accommodates the shaft ( 2 ).

Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 2 ) is a hollow shaft which is at least partially ground outside.

Assembly according to one of claims 4 or 5, characterized in that the bore of the bearing receptacle ( 9 ) together with the wave ( 2 ) forms a sliding bearing assembly.

Assembly according to one of the preceding claims, characterized in that the next to the bearing block ( 4 ) arranged functional components ( 3 . 14 . 15 . 16 ) are pressed onto flared shaft sections and thereby frictionally or non-positively and positively on the shaft ( 2 ) are fixed.

An assembly according to claim 7, characterized in that the expansion of the shaft portion by knurling or rolling in the longitudinal and / or transverse direction or diagonal direction to the longitudinal axis of the shaft ( 2 ) is generated.

Assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the next to the bearing block ( 4 ) arranged functional components ( 3 . 14 . 15 . 16 ) by means of welding, in particular laser welding on the shaft ( 2 ) are fixed.

Assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the next to the bearing block ( 4 ) arranged functional components ( 3 . 14 . 15 . 16 ) by means of shrink fit on the shaft ( 2 ) are fixed.