DE2657479A1

DE2657479A1 - Verfahren und vorrichtung zum befestigen eines nockens auf einer welle

Info

Publication number: DE2657479A1
Application number: DE19762657479
Authority: DE
Inventors: George Dipl Ing Dr Lustgarten
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1976-12-18
Publication date: 1978-06-15
Also published as: FI773484A7; FR2373357B1; NO774230L; NL7712398A; NO148019B; FR2373357A1; NO148019C; DK530177A; GB1557487A; DE2657479B2; JPS5610443B2; SE432134B; FI64701B; IT1088735B; FI64701C; SE7713191L; JPS53102450A; CH613143A5

Description

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft., Winterthur/Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zum Befestigen eines Nockens auf einer Welle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zürn Befestigen mindestens eines Nockens auf einer Steuerwelle einer Brennkraftmaschine unter Anordnung einer Hülse zwischen dem Nocken und der Steuer- \ielle, "wobei entweder die Berührungsflächen zwischen Nocken und Hülse schwach konisch und die Berührungsflächen zwischen Hülse und Steuerwelle zylindrisch oder die Berührungsflächen zwischen Hülse und Steuerwelle schwach konisch und die Berührungsflächen zwischen Nocken und Hülse zylindrisch ausgebildet sind und wobei durch Beaufschlagung der konischen Berührungsflächen mit einem Druckmittel mindestens der Nocken elastisch aufgeweitet wird und durch Aufheben der elastischen Aufweitung die konischen Flächen in Schrumpfverbindung gebracht werden.

Ein Verfahren dieser Art mit schwach konischen Berührungsflächen zwischen dem Nocken und der Hülse und mit zylindrischen Berührungsflächen zwischen der Hülse und der Steuerwelle hat sich hinsichtlich seiner Durchführung und hinsichtlich der Befestigung des Nockens auf der Welle an sich bewährt. Es besteht jedoch der Nachteil, dass es schwierig ist, den aufgeschrumpften Nocken ohne Lösen der Schrumpfverbindung zwischen den konischen

80982^/0513

Berührungsflächen in bezug auf seine Winkelposition zur Steuerwelle richtig und genau einzustellen. Die Schwierigkeit liegt darin, dass bei nochmaliger Druckölbeaufschlagung der konischen Berührungsflächen der Nocken die Tendenz hat, sich schlagartig von der Hülse wegzubewegen <>

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eines

gangs genannten Art so zu verbessern, dass/auch die genaue Einstellung und gegebenenfalls eine nachträgliche Verstellung der Winkelposition des Nockens erlaubt«,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass nach Herstellung der Schrumpfverbindung zwischen den konischen Berührungsflächen durch Beaufschlagen der zylindrischen Berührungsflächen mit einem Druckmittel eine zweite elastische AufWeitung mindestens des Nockens stattfindet, dass in diesem Zustand der Nocken in die gewünschte Winkelposition relativ zur Steuerwelle gebracht wird und dass danach die Druckbeaufschlagung für die zweite elastische Aufweitung aufgehoben wird.

Auf diese Weise wird zur Einstellung der Winkelposition des Nokkens eine nochmalige Druckölbeaufschlagung der konischen Berührungsflächen vermieden, was die genaue Einstellung und die Befestigung des Nockens auf der Steuerwelle wesentlich vereinfacht. Bei dem neuen Verfahren braucht nur das zuvor auf die konischen Berührungsflächen wirkende Druckölzufuhrsystem gelöst und an die zn den zylindrischen Berührungsflächen führenden Zufuhrkanäle für das Drucköl angeschlossen zu werden. Bei Anordnung der ko-

809824/0513

Z 265747S

nischen Berührungsflächen zwischen der Hülse und der Steuerwelle sowie Anordnung der zylindrischen Berührungsflächen zwischen der Hülse und dem Nocken ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren ein nachträgliches Verstellen der Winkelposition des Nokkens, d. h. bei in die Brennkraftmaschine eingebauter Steuerwelle, ohne dass diese Welle ausgebaut werden müsste.

Die Vorrichtung zum Durchführen des neuen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass ein an die konischen Berührungsflächen anschliessbares Druckölzufuhrsystem auch an die zylindrischen Berührungsflächen anschliessbar ist.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Teils einer Steuerwelle,

Fig. 2 einen Axialschnitt eines Teils einer anderen Steuerwelle und

Fig. 3 im Schnitt eine weitere Ausführungsform der Hülse.

Gemäss Fig. 1 ist die Steuerwelle aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt, von denen in der Zeichnung der Abschnitt 2 ganz und die Abschnitte 1 und 3 teilweise zu sehen sind. Auf jedem Abschnitt sind drei Doppelnocken 4, 5 und 6 angebracht, die jeweils zwei Steuerflächen 7 und 8 aufweisen. Auf jeweils einer der beiden Steuerflächen jedes Nockens läuft eine nicht ge-

^:·-; 8 0 9 8 2 4/0513

(ο 2657473

zeichnete Rolle, die über ein Gestänge ein Einlassventil, ein Auslassventil bzw. ein Ventil für die Brennstoffzufuhr zu einem Zylinder der Brennkraftmaschine steuert. Die Nocken haben je zwei Steuerflächen, "weil die Brennkraftmaschine in ihrer Drehrichtung umsteuerbar ist, so dass in der einen Drehrichtung die Steuerflächen 7 und in der anderen die Steuerflächen 8 wirksam sind. Zum Wecke des Wechselns der wirksamen Steuerflächen wird die Steuerwelle in axialer Richtung um den Betrag X verschoben.

Die einzelnen Abschnitte der Steuerwelle sind über Schrauben 20 miteinander verbunden, die in dem jeweils rechten Nocken jedes Abschnitts befestigt sind und sich durch den Flansch 21 am jeweiligen Ende jedes Abschnitts erstrecken.

Jeder Nocken weist eine schwach konische Sitzfläche 10 auf, die sich in Fig. 1 von der rechten Stirnfläche des Nockeus ausgehend verjüngt. Die Konizität der Sitzfläche 10 beträgt etwa 1 : 30 bis 1 : 50. Mit der Sitzfläche 10 sitzt der Nocken auf einer Hülse 11, deren Aussenflache die gleiche Konizität aufweist wie die Sitzfläche 10 des Nockens. Die Hülse 11 ist auf ihrer Innenseite zylindrisch und sitzt auf dem ebenfalls zylindrischen Wellenabschnitt 2.

Jeder Nocken weist eine radiale Bohrung 12 auf, an die aussen eine Druckölzufuhr in bekannter, nicht näher dargestellter Weise angeschlossen werden kann. Zur besseren Verteilung des Drucköls über die Sitzfläche 10 weist diese eine schraubenlinienför-

809824/0513"

"■■■"■- «_ *■ _

Ί- 2657473

mig gewundene Nut kleinen Querschnitts auf, die sich etwa über 90 % der axialen Länge der Sitzfläche 10 erstreckt, Ausserdem weist der Wellenabschnitt im Bereich jeder Hülse eine radiale Druckölzufuhrbohrung 13 auf, die sich in eine axiale Bohrung 14 fortsetzt, von der aus drei innerhalb der Hülse 11 mündende radiale Bohrungen 15 ausgehen. In der Zeichnung ist das aus den Bohrungen 13, 14, 15 gebildete Druckölzufuhrsystem der Einfachheit halber nur für den Nocken A gezeigt. An die Bohrung 13 ist ein gleiches System anschliessbar wie an die Bohrung 12 des Nockens.

Die Montage z. B. des Nockens 4 geht wie folgt vor sich:

Zuerst wird der Nocken A auf eine Hülse 11 geschoben, wobei die

in Fig. 1 rechte Stirnfläche der Hülse 11 gegenüber der rechten Stirnfläche des Nockens 4 etwas vorsteht, wie dies mit gestrichelten Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Die beiden Bauteile ■werden dann von der in Fig. 1 rechten Seite her auf den Wellenabschnitt 2 geschoben, und zwar soweit, bis die Hülse 11 in axialer Richtung die gewünschte Position auf der Steuerwelle innehat. Zur Festlegung dieser Position ist zuvor zweckmässig ein nicht gezeichneter, später entfernbarer Anschlag auf dem Wellenabschnitt angebracht worden. Dann wird an der Bohrung 12 des Nockens 4 das Druckölzufuhrsystem angeschlossen und der Nocken gegenüber der Hülse 11 elastisch aufgeweitet, so dass sich der Nocken 4 auf der Hülse 11 in Fig. 1 nach rechts verschieben lässt, bis die beiden rechten Stirnflächen miteinander bündig sind» Nach Ablassen des Druckes schrumpft der Nocken 4 zusam-

8.098n/0513

men und presst dabei die Hülse 11 auf den Wellenabschnitt 2. Das Druckölzufuhrsystem wird dann an die Bohrung 13 im Wellenabschnitt 2 angeschlossen und die Hülse 11 von innen her mit Drucköl beaufschlagt, so dass sich Hülse und Nocken gemeinsam aufweiten, ohne dass dabei die Schrumpfverbindung der konischen Berührungsflächen zwischen der Hülse und dem Nocken gelöst wird. Nunmehr wird die aus dem Nocken 4 und der Hülse 11 gebildete Baugruppe auf dem Wellenabschnitt 3 soweit nach rechts oder links gedreht, bis die gewünschte Winkelposition eingestellt ist, wonach der Druck abgelassen wird, so dass der Nocken wieder schrumpft und die Hülse wieder fest auf den WeI-lenabschnitt 2 presst. Nunmehr können in gleicher Weise auch die Nocken 5 und 6 auf dem Wellenabschnitt 2 befestigt werden.

Bei dem Ausffhrungsbeispiel nach Fig. 2 ist die umgekehrte Anordnung der konischen und der zylindrischen Berührungsflächen verwirklicht. So hat jede Hülse 11' eine schwach konische Innenfläche, mit der sie auf einer gleich schwach konisch ausgebildeten Auflagefläche auf dem Wellenabschnitt 2' sitzt. Die Aussenflache jeder Hülse II¹ ist zylindrisch und dementsprechend auch die Innenfläche jedes Nockens 4', 5' und 6". Ausserdem ist die Druckölzufuhr im Bereich der zu den Nocken 4' und 5' gehörenden Hülsen II¹ als schräge, quer durch den Steuerliellenabsehnitt sich erstreckende Bohrung 30 ausgebildet.

Die Montage z. B. des Nockens 4^S geschieht x-zie folgt: Zuerst wird der Nocken 4' auf die Hülse 11' geschoben, wobei

8098 2 4/0513

zwischen den beiden Teilen Gleitsitzpassung besteht. Die so gebildete Baugruppe wird dann auf die konische Sitzfläche des Wellenabschnitts soweit wie möglich aufgeschoben. Daraufhin wird an der Bohrung 30 das Druckölzufuhrsystem angeschlossen und durch Beaufschlagung der konischen Innenfläche der Hülse diese zusammen mit dem darauf befindlichen Nocken elastisch aufgeweitet. In diesem Zustand wird die Baugruppe durch eine nicht gezeichnete Vorrichtung, die zuvor ein Zurückbewegen der Baugruppe verhinderte, weiter axial auf der konischen Sitzfläche des Wellenabschnittes verschoben, bis die gewünschte Position erreicht ist. Nach Ablassen des Druckes schrumpfen der Nocken 4' und die Hülse II¹ zusammen und pressen sich dabei auf die Sitzfläche des Wellenabschnitts. Das Druckölzufuhrsystem wird dann an die Bohrung 12 des Nockens 4¹ angeschlossen und die zylindrischen Berührungsflächen zwischen diesem Nocken und der Hülse mit Drucköl beaufschlagt. Dabei weitet sich der Nocken ein weiteres Mal elastisch auf, ohne dass dabei die Schrumfverbindung der konischen Berührungsflächen zwischen der Hülse und dem Wellenabschnitt gelöst wird. In dem elastisch aufgeweiteten Zustand des Nockens 4' wird dieser soweit nach rechts oder links auf der Hülse II¹ gedreht, bis die gewünschte Winkelposition relativ zu Steuerwelle eingestellt ist. Danach wird der Druck abgelassen, so dass der Nocken 4¹ wieder schrumpft und sich fest auf die Hülse II¹ presst. In gleicher Weise werden auch die Nocken 5¹ und 6¹ auf dem Wellenabschnitt 2' befestigt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Hülse 11", die hinsichtlich der Anordnung der konischen und der zylindrischen Flä-

809824/0513

ehe gleich ausgebildet ist wie die Hülsen 11', so dick, dass in der Hülsenwand die Druckölzufuhrkanäle angeordnet werden können. So geht von der in Fig. 3 linken Stirnfläche der Hülse ein axialer Kanal 32 aus, der in einen radialen, in die Aussenflache der Hülse mündenden Kanal 33 übergeht. Bei Anschluss des Druckölzufuhrsystems an diese Kanäle wird also der Nocken elastisch aufgeweitet, so dass er relativ zur Hülse und zur Steuerwelle gedreht werden kann. Von der in Fig. rechten Stirnfläche der Hülse 11" geht ausserdem ein axialer Kanal 34 aus, der in einen radialen, in die konische Innenfläche mündenden Kanal 35 übergeht. Bei Anschluss des Druckölzufuhrsystems an diese Kanäle werden also die Hülse 11" und der darauf befindliche Nocken elastisch aufgeweitet, so dass sie gemeinsam auf dem Steuerwellenabschnitt axial verschoben werden können.

Eine solche Anordnung der Druckölzufuhrkanäle in der Wand der Hülse ist auch möglich, wenn die Hülse aussen konisch und innen zylindrisch ausgebildet ist.

Wie Fig. 2 noch zeigt, es es auch möglich, die Druckölzufuhr an mehrere Nocken anzuschliessen, so dass das Verdrehen der Nocken in einem Arbeitsgang erfolgen kann.

Weiter ist es möglich, das erfindungsgemässe Verfahren auch bei nicht unterteilten Steuerwellen anzuwenden.

809824/051 3

ΛΛ . Le e rs eι te

Claims

Patentansprüche

l/l Verfahren zum Befestigen mindestens eines Nockens auf einer Steuerwelle·einer Brennkraftmaschine unter Anordnung einer Hülse zwischen dem Nocken und der Steuerwelle, wobei entweder die Berührungsflächen zwischen Nocken und Hülse schwach konisch und die Berührungsflächen zwischen Hülse und Steuerwelle zylindrisch oder die Berührungsflächen zwischen Hülse und Steuervelle schwach konisch und die Berührungsflächen zwischen Nocken und Hülse zylindrisch ausgebildet sind und wobei durch Beaufschlagen der konischen Berührungsflächen mit einem Druckmittel mindestens der Nocken elastisch aufgeweitet wird und durch Aufheben der elastischen Aufweitung die konischen Flächen in Schrumpfverbindung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach Herstellung der Schrumpfverbindung zwischen den konischen Berührungsflächen durch Beaufschlagen der zylindrischen Berührungsflächen mit einem Druckmittel eine zweite elastische Aufweitung mindestens des Nokkens stattfindet, dass in diesem Zustand der Nocken in die gewünschte Winkelposition relativ zur Steuerwelle gebracht wird und dass danach die Druckbeaufschlagung für die zweite elastische Aufweitung aufgehoben wird.

809824/0513

- -KT-

Z 2657473
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass ein an die konischen Berührungsflächen anschliessfcares Druckölzufuhrsystem auch an die zylindrischen Berührungsflächen anschliessbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

je Nocken

die Steuervieile /mindestens einen innerhalb der Hülse mündenden Druckölzufuhrkanal aufweist.

. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens je ein in die konischen Berührungsflächen und in die zylindrischen Berührungsflächen mündender Druckölzufuhrkanal in der Hülse angeordnet ist.

809824/051 3