DE102009009665A1 - Internal combustion engine with at least one camshaft - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (1), die über mehrere Lager (2, 2'), insbesondere über Wälzlager, gelagert ist, wobei die Lager (2, 2') individuell ausgebildet und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit an die beim Betrieb der Brennkraftmaschine an der jeweiligen Lagerstelle tatsächlich auftretenden Belastungen angepasst sind. Hierdurch können insbesondere ein Gewicht und damit ein Kraftstoffverbrauch und CO-Emmisionen reduziert werden.The present invention relates to an internal combustion engine having at least one camshaft (1), which is mounted on a plurality of bearings (2, 2 '), in particular via roller bearings, wherein the bearings (2, 2') formed individually and in terms of their carrying capacity to the Operation of the internal combustion engine at the respective bearing point actually occurring loads are adjusted. As a result, in particular a weight and thus a fuel consumption and CO emissions can be reduced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle.The The present invention relates to an internal combustion engine having at least a camshaft.

Nockenwellen sind in Brennkraftmaschinen Teil eines so genannten Ventiltriebes und werden üblicherweise dazu verwendet, Ein- und Auslassventile nach konstruktionsmäßigen Steuerzeiten zu öffnen bzw. zu schließen. Gelagert werden derartige Nockenwellen üblicherweise über so genannte Wälzlager, die aus zumindest einem Ring mit darin drehbar gelagerten Wälzkörpern bestehen. Um die Teilevielfalt dabei möglichst klein halten zu können, werden bisher an allen Lagerstellen der Nockenwelle üblicherweise identische Lager verwendet, was jedoch hinsichtlich des Gewichts und der Kosten von Nachteil ist, da in diesem Fall sämtliche Lager auf die maximal auftretenden Lasten ausgelegt werden müssen.camshafts are in internal combustion engines part of a so-called valve train and become common used for intake and exhaust valves according to design control times to open or close. Such camshafts are usually stored via so-called Roller bearing, consisting of at least one ring with rotatably mounted therein rolling elements. To the variety of parts as possible to be able to keep small, So far are usually at all bearings of the camshaft identical bearings used, however, in terms of weight and the cost of disadvantage, since in this case all Bearings must be designed for the maximum loads occurring.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere kostengünstiger und mit geringerem Gewicht zu realisieren ist.The present invention employs dealing with the problem, for to provide an internal combustion engine with a camshaft an improved embodiment, the particular cost-effective and can be realized with less weight.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This Problem is inventively the subject of the independent Claim 1 solved. Advantageous embodiments are Subject of the dependent Claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, zur Lagerung einer Nockenwelle in einer Brennkraftmaschine nicht wie bisher üblich an allen Lagerstellen identische Lager zu verwenden, sondern die einzelnen Lager individuell auszubilden und insbesondere hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit an die an der jeweiligen Lagerstelle beim Betrieb der Brennkraftmaschine tatsächlich auftretenden Belastungen anzupassen. Beispielsweise sind die Belastungen für ein Lager an einem Kettenrad der Nockenwelle vergleichsweise hoch, während sie in einem Mittelbereich der Nockenwelle oftmals vergleichsweise nieder sind. Gemäß der Erfindung muss nun im Bereich des Kettenrads ein tragfähigeres bzw. belastbareres Lager eingesetzt werden, während in dem geringer belasteten Bereich ein vergleichsweise dazu leichteres und insbesondere kostengünstigeres Lager eingesetzt werden kann. Durch die individuelle Anpassung der einzelnen Lager lässt sich insbesondere ein Gesamtgewicht sämtlicher verwendeter Lager reduzieren, was sich günstig auf einen Kraftstoffverbrauch und damit auch auf eine CO2-Emission der Brennkraftmaschine auswirkt. Zugleich können die leichteren Lager kostengünstiger hergestellt werden, wodurch eine Reduzierung der Fertigungskosten erreicht werden kann.The present invention is based on the general idea not to use identical bearings for storage of a camshaft in an internal combustion engine as previously customary at all bearings, but to design the individual bearings individually and in particular in terms of their carrying capacity to the at the respective bearing point during operation of the internal combustion engine actually adjust occurring loads. For example, the loads for a bearing on a sprocket of the camshaft are comparatively high, while they are often comparatively low in a central region of the camshaft. According to the invention, a more stable or load bearing must now be used in the area of the sprocket, while in the less loaded area a comparatively easier and in particular more cost-effective storage can be used. Due to the individual adaptation of the individual bearings, in particular a total weight of all used bearings can be reduced, which has a favorable effect on fuel consumption and thus also on a CO 2 emission of the internal combustion engine. At the same time, the lighter bearings can be produced more cheaply, whereby a reduction in manufacturing costs can be achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind an der Nockenwelle und an einem jeweiligen Lager jeweils eine Farbmarkierung angebracht, die eine Zuordnung des jeweiligen Lagers zu einem Einbauort an der Nockenwelle erlaubt bzw. vereinfacht. Da im Unterschied zu dem bisher verwendeten und identisch aufgebauten Lager nunmehr für einen störungsfreien Betrieb der Nockenwelle ein richtiges, insbesondere lagerichtiges, Einbauen der jeweiligen Lager unbedingt erforderlich ist, muss in der Fertigung zuverlässig ausgeschlossen werden, dass bspw. ein leichtes Lager im Bereich einer hohen Belastung, bspw. im Bereich des Kettenrads, eingebaut wird und dort aufgrund der hohen Belastungen vergleichsweise schnell verschleißt und dementsprechend schnell ausgetauscht werden muss. Die Farbmarkierungen an der Nockenwelle und an den zugehörigen Lagern erleichtern dabei einem Montagearbeiter das richtige Einsetzen bzw. die richtige Anordnung des jeweiligen Lagers an der Nockenwelle, so dass dieser bspw. lediglich ein rot markiertes Lager an einer ebenfalls rot markierten Stelle der Nockenwelle einbauen muss. Durch eine derartige Farbmarkierung lässt sich eine Fehlerrate beim Einbau der erfindungsgemäßen Lager vorzugsweise auf Null reduzieren.at An advantageous development of the solution according to the invention, are on the camshaft and on each bearing a color marking attached, an assignment of the respective warehouse to a place of installation allowed or simplified on the camshaft. As opposed to the previously used and identically constructed bearing now for a trouble-free Operation of the camshaft a proper, especially correct position, installation The respective bearing is absolutely necessary, must in the production reliable be ruled out that, for example, a light camp in the area of high load, eg. In the range of the sprocket, is installed and there due to the high loads comparatively fast wear and must be replaced accordingly fast. The color markings on the camshaft and on the associated bearings facilitate an assembly worker the correct insertion or the right arrangement the respective bearing on the camshaft, so that this example. Only a red marked bearing at a likewise red marked place of the Install camshaft. By such a color marking can be an error rate during installation of the bearing according to the invention preferably Reduce zero.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components relate.

Dabei zeigen, jeweils schematisch,there show, in each case schematically,

1 eine Nockenwelle mit zwei unterschiedlichen Lagern, 1 a camshaft with two different bearings,

2 eine Schnittdarstellung durch unterschiedliche Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Lagern. 2 a sectional view through different embodiments of bearings according to the invention.

Entsprechend der 1, weist eine Nockenwelle 1 für eine im Übrigen nicht gezeigte Brennkraftmaschine zumindest zwei Lager 2 und 2' auf, welche bspw. als Wälzlager ausgebildet sein können, und über welche die Nockenwelle 1 in der Brennkraftmaschine gelagert ist. Ebenfalls angedeutet sind ein an der Nockenwelle 1 angeordneter Nocken 3 sowie ein längsendseitig der Nockenwelle 1 angeordnetes Kettenrad 4. Erfindungsgemäß sind nun die einzelnen Lager 2, 2', von denen gemäß der 1 lediglich zwei dargestellt sind, individuell ausgebildet und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit an die jeweils beim Betrieb der Brennkraftmaschine an der jeweiligen Lagerstelle tatsächlich auftretenden Belastungen angepasst. Beispielsweise ist im Bereich des Kettenrads 4 die Belastung der Nockenwelle 1 deutlich höher als bspw. in einem Mittelbereich, so dass gemäß der 1 und gemäß der Erfindung das Lager 2' stärker, belastbarer und auch schwerer ausgebildet ist als das Lager 2. Durch die erfindungsgemäße individuelle und belastungsangepasste Ausbildung der einzelnen Lager 2, 2' müssen nicht wie bisher bei der Verwendung von identischen Lagern sämtliche Lager auf eine Maximalbelastung ausgelegt werden, sondern es können insbesondere an belastungsarmen Stellen kleinere, leichtere und/oder kostengünstigere Lager 2 eingesetzt werden.According to the 1 , has a camshaft 1 for an otherwise not shown internal combustion engine at least two bearings 2 and 2 ' on which, for example, can be designed as a rolling bearing, and on which the camshaft 1 is stored in the internal combustion engine. Also indicated are an the camshaft 1 arranged cam 3 and a longitudinal end of the camshaft 1 arranged sprocket 4 , According to the invention, the individual bearings are now 2 . 2 ' , of which according to the 1 only two are shown, individually formed and adapted in terms of their carrying capacity to the actual occurring during operation of the internal combustion engine at the respective bearing loads. For example, in the area of the sprocket 4 the load on the camshaft 1 significantly higher than, for example, in a central region, so that according to the 1 and according to the invention, the bearing 2 ' stronger, stronger and also trained heavier than the camp 2 , The inventive individual and load-adapted training of the individual bearings 2 . 2 ' need not be designed as previously in the use of identical bearings all bearings to a maximum load, but it can be smaller, lighter and / or cheaper bearings especially at low load points 2 be used.

Die einzelnen Lager 2, 2' können sich bspw. in einer unterschiedlichen Anzahl an Wälzkörpern 5 unterscheiden, wie dies bspw. bei den drei beispielhaft dargestellten Lagern 2, 2' in der 2 dargestellt ist. Ebenfalls unterscheiden können sich die einzelnen Lager 2, 2' hinsichtlich der Durchmesser der einzelnen Wälzkörper 5, wobei gemäß der 2 die Wälzkörper 5 des in der Mitte gezeichneten Lagers 2 einen deutlich geringeren Durchmesser aufweisen als bspw. die Wälzkörper 5 des in der rechten Darstellung gezeichneten Lagers 2'. Darüber hinaus kann je nach erwarteter Belastung des einzelnen Lager 2, 2' – wie oben erwähnt – auch eine unterschiedliche Anzahl an Wälzkörpern 5 vorgesehen werden, so dass bspw. das Lager 2 in der linken Darstellung der 2 deutlich weniger Wälzkörper aufweist als das in der Mitte dargestellte Lager 2 gemäß der 2.The individual bearings 2 . 2 ' can, for example, in a different number of rolling elements 5 distinguish, as for example, in the three exemplified bearings 2 . 2 ' in the 2 is shown. The individual bearings can also differ 2 . 2 ' with regard to the diameter of the individual rolling elements 5 , according to the 2 the rolling elements 5 of the camp drawn in the middle 2 have a significantly smaller diameter than, for example, the rolling elements 5 of the stock drawn in the right-hand illustration 2 ' , In addition, depending on the expected load of each bearing 2 . 2 ' - As mentioned above - also a different number of rolling elements 5 be provided, so that, for example, the camp 2 in the left illustration of the 2 has significantly fewer rolling elements than the bearing shown in the middle 2 according to the 2 ,

Da bisher identische Lager an der Nockenwelle 1 eingebaut wurden, musste auf eine lagerichtige Zuordnung der einzelnen Lager an einem Einbauort an der Nockenwelle 1 nicht geachtet werden. Mit dem erfindungsgemäß individuell ausgestalteten Lagern 2, 2', ist es für einen störungsfreien Betrieb der Nockenwelle 1 jedoch erforderlich, die unterschiedlichen Lager 2, 2' entsprechend ihrer Tragfähigkeit lagerichtig an der Nockenwelle 1 anzuordnen. Helfen können hierbei erfindungsgemäß an der Nockenwelle 1 und an einem jeweiligen Lager 2, 2' angeordnete Farbmarkierungen 6, 6', die eine Zuordnung des jeweiligen Lagers 2, 2' zum Einbauort an der Nockenwelle 1 erleichtern. So kann bspw. ein rot markiertes Lager 2 einfach einem ebenfalls rot markierten Einbauort an der Nockenwelle 1 zugeordnet werden, so dass eine Fehlerquote beim An- bzw. Einbau der jeweiligen Lager 2, 2' zumindest stark reduziert, vorzugsweise gänzlich vermieden werden kann.Since previously identical bearings on the camshaft 1 had to be installed on a correct position assignment of the individual bearings at a location on the camshaft 1 not be respected. With the present invention individually designed storage 2 . 2 ' , it is for trouble-free operation of the camshaft 1 however required the different bearings 2 . 2 ' according to their load capacity in the correct position on the camshaft 1 to arrange. According to the invention, it is possible to help on the camshaft 1 and at a respective camp 2 . 2 ' arranged color markings 6 . 6 ' containing an assignment of the respective warehouse 2 . 2 ' to the installation location on the camshaft 1 facilitate. For example, a red marked bearing 2 simply a location also marked in red on the camshaft 1 be assigned, so that an error rate when installing or installing the respective camp 2 . 2 ' at least greatly reduced, preferably completely avoided.

Mit dem erfindungsgemäß individuell und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit an die Belastungen der Nockenwelle 1 angepassten Lagern 2, 2', lassen sich nicht nur vergleichsweise kostengünstigere Lager 2 einsetzen, sondern es kann zudem auch ein Gesamtgewicht der Lager 2, 2' reduziert werden, was sich positiv auf einen Kraftstoffverbrauch und eine CO2-Emission der Brennkraftmaschine auswirkt.With the invention according to the individual and in terms of their load capacity of the loads of the camshaft 1 adapted bearings 2 . 2 ' , not only are comparatively cheaper bearings 2 but it can also be a total weight of the bearings 2 . 2 ' be reduced, which has a positive effect on fuel consumption and CO 2 emissions of the internal combustion engine.

Claims (5)

Brennkraftmaschine mit wenigstens einer Nockenwelle (1), die über mehrere Lager (2, 2'), insbesondere über Wälzlager, gelagert ist, wobei die Lager (2, 2') individuell ausgebildet und hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit an die beim Betrieb der Brennkraftmaschine an der jeweiligen Lagerstelle tatsächlich auftretenden Belastungen angepasst sind.Internal combustion engine with at least one camshaft ( 1 ), which has several bearings ( 2 . 2 ' ), in particular via roller bearings, the bearings ( 2 . 2 ' ) are individually designed and adapted in terms of their carrying capacity to the actually occurring during operation of the internal combustion engine at the respective bearing loads. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lager (2, 2') eine unterschiedliche Anzahl an Wälzkörpern (5) aufweisen.Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that at least two bearings ( 2 . 2 ' ) a different number of rolling elements ( 5 ) exhibit. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Lager (2, 2') hinsichtlich ihres Durchmessers unterschiedliche Wälzkörper (5) aufweisen.Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that at least two bearings ( 2 . 2 ' ) with respect to their diameter different rolling elements ( 5 ) exhibit. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (5) als Nadeln ausgebildet sind.Internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that the rolling elements ( 5 ) are formed as needles. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Nockenwelle (1) und an einem jeweiligen Lager (2, 2') jeweils eine Farbmarkierung (6, 6') angebracht ist, die eine Zuordnung des jeweiligen Lagers (2, 2') zu einem Einbauort an der Nockenwelle (1) erlaubt.Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the camshaft ( 1 ) and at a respective warehouse ( 2 . 2 ' ) one color mark each ( 6 . 6 ' ), which is an assignment of the respective warehouse ( 2 . 2 ' ) to a location on the camshaft ( 1 ) allowed.
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