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Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Nockenwelle für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Außenwelle, auf der wenigstens ein erster Nocken angeordnet und mit dieser verdrehfest verbunden ist und mit einer sich durch die Außenwelle erstreckenden Innenwelle, mit der wenigstens ein zweiter Nocken verdrehfest verbunden ist, wobei der mit der Innenwelle verdrehfest verbundene zweite Nocken eine Nockenbohrung aufweist und auf der Außenwelle verdrehbar gelagert ist.
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Verstellbare Nockenwellen für die Ventiltriebe von Brennkraftmaschinen mit in ihrer Phasenlage gegeneinander verstellbaren Nocken ermöglichen die Steuerung von Einlassventilen und von Auslassventilen der Brennkraftmaschine mit unterschiedlichen Steuerzeiten, ohne dass für die Einlassventile eine Einlassnockenwelle und für die Auslassventile eine separate Auslassnockenwelle erforderlich ist. Die ineinander liegenden Wellen rotieren um eine gemeinsame Rotationsachse im Zylinderkopf und können über ein Steuerorgan in Ihrer Phasenlage zueinander verstellt werden. Zwischen der Außenseite der Innenwelle und der Innenseite der rohrförmigen Außenwelle befindet sich ein Spalt und es ist bekannt, zur Schmierung des Spaltes unter Druck stehendes Öl in den Spalt zu führen.
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Aus der
DE 197 57 504 B4 ist eine verstellbare Nockenwelle für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Außenwelle und mit einer Innenwelle bekannt, welche sich durch die Außenwelle hindurch erstreckt. Auf der Außenwelle sind Nocken mit dieser verdrehfest angeordnet und weitere Nocken sind verdrehfest mit der Innenwelle verbunden. In den Spalt zwischen der Innenwelle und der Außenwelle wird Öl über eine zentrale Bohrung in der Innenwelle geführt, und das Öl gelangt über radial verlaufende Öffnungen von der zentralen Bohrung in der Innenwelle in den Spalt zwischen der Innenwelle und der Außenwelle.
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Die
DE 10 2005 014 680 A1 zeigt eine weitere verstellbare Nockenwelle für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Außenwelle, auf der wenigstens ein erster Nocken angeordnet und mit dieser verdrehfest verbunden ist und mit einer sich durch die Außenwelle erstreckenden Innenwelle, mit der wenigstens ein zweiter Nocken verdrehfest verbunden ist. Um in den Spalt zwischen der Innenwelle und der Außenwelle Öl zur Schmierung zu fördern, ist beispielsweise ein Zuführkanal in der Außenwelle gezeigt, der sich in einem Abschnitt der Außenwelle befindet, in den die Innenwelle sich nicht hinein erstreckt. Damit kann Öl durch einen beispielhaft gezeigten Filter in den Spalt zwischen der Innenwelle und der Außenwelle gelangen, wobei beispielsweise eine Öl-Einspritzdüse als Ölversorgungseinrichtung Verwendung finden kann.
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Durch das Einbringen von Öl in den Spalt zwischen der Innenwelle und der Außenwelle kann eine ausreichende Schmierwirkung zwischen der Innenwelle und der Außenwelle sichergestellt werden, jedoch kann es in der Lageranordnung des mit der Innenwelle verbundenen zweiten Nockens auf der Außenseite der Außenwelle zu einer Unterversorgung mit Schmieröl kommen. Durch diesen unzureichenden Beölungszustand der auf der Außenwelle aufgenommenen verdrehbaren Nocken kann insbesondere unterhalb der Nockenkuppe ein erhöhter Verschleiß auftreten, der zu einem frühzeitigen Versagen der Nockenwelle führen kann. Zwar befindet sich im Aufnahmeraum der Nockenwelle im Zylinderkopf eine bestimmte Menge an Schmieröl, und durch die Drehung der Nockenwelle im Zylinderkopf herrscht im Aufnahmeraum der Nockenwelle ein Ölnebel und/oder wenigstens eine tropfenförmige Menge an Spritzöl vor, die die Oberflächen der sich im Zylinderkopf befindenden Bauteile benetzt, und so gelangt auch ein kleiner Teil des Schmieröls in den Lagerspalt zwischen dem zweiten Nocken und der Außenseite der Außenwelle.
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Aus der
DE 1 294 737 A ist eine einstückige Nockenwelle bekannt, und die Nockenwelle wird über eine Schmierölleitung mit Öl versorgt, die durch den Aufnahmeraum zur Aufnahme der Nockenwelle im Zylinderkopf verläuft. Diese Menge an Schmieröl kann in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Brennkraftmaschine jedoch nicht ausreichend sein, wenn die Nockenwelle mehrteilig aufgebaut ist. Um einen verschleißminimalen Betrieb der mehrteiligen, verstellbaren Nockenwelle mit einer hinreichenden Beölung der Lageranordnung des zweiten Nockens auf der Außenseite der Außenwelle sicherzustellen, sind daher weiterführende Maßnahmen notwendig. Grundsätzlich ist aber eine Schmierung durch Spritzöl vorteilhaft, da sich dadurch ein geringerer Druckölbedarf in einer Brennkraftmaschine ergibt.
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Aus der
DE 10 2005 022 254 A1 ist eine in einer axial hohlen Nockenwelle eines Verbrennungsmotors integrierte Zentrifugal-Ölnebelabscheidereinrichtung bekannt, die dazu ausgebildet ist, eine gute Abscheidewirkung von Ölnebel aus einem Gas zu ermöglichen. Zu diesem Zweck weist die Nockenwelle einen trichterförmigen Vorabscheider auf, durch den ein Gas mit Ölnebel aus einer Einbauumgebung der Nockenwelle aufgefangen wird und in den axialen Hohlraum der Nockenwelle eingeleitet wird. Eine Beölung von Elementen auf der Nockenwelle ist damit jedoch nicht ermöglicht, da der konische Mantel des trichterförmigen Vorabscheiders nur die Funktion eines Öl-Vorabscheiders erfüllt und den Ölnebel eher vom Eintritt in den Hohlraum in der Nockenwelle hindert.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verstellbare Nockenwelle für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einem minimalen Verschleiß zu schaffen, insbesondere ergibt sich die Aufgabe, eine verbesserte Ölversorgung der Lageranordnung der mit der Innenwelle verbundenen zweiten Nocken auf der Außenseite der Außenwelle zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von eine verstellbaren Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der mit der Innenwelle verdrehfest verbundene zweite Nocken wenigstens eine Ölfangbohrung aufweist, die in den zweiten Nocken so eingebracht ist, dass durch die Rotation der Nockenwelle Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle durch die Ölfangbohrung in den Lagerspalt zwischen der Außenwelle und der Nockenbohrung führbar ist.
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Die Erfindung löst die Aufgabe zur Minimierung des Verschleißes der verstellbaren Nockenwelle dadurch, dass eine deutlich vergrößerte Menge an Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle in den Lagerspalt zwischen der Außenwelle und der Nockenbohrung des zweiten Nockens geführt wird, indem in dem Nocken eine Ölfangbohrung so eingebracht wird, dass Spritzöl durch die Rotation der Nockenwelle in den Lagerspalt gelangt. Die Ölfangbohrung kann eine Öffnung oder eine Mündung aufweisen, die zumindest schräg in die Rotations-Umfangsrichtung der Nockenwelle weist, und durch die Öffnung oder die Mündung der Ölfangbohrung wird das Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle eingefangen und durch die Ölfangbohrung in den Lagerspalt geführt.
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Die Ölfangbohrung kann als geschlossene Bohrung und/oder als Nut ausgeführt sein, die in dem zweiten Nocken der verstellbaren Nockenwelle eingebracht ist. Die Ölfangbohrung kann durch einen Bohrvorgang hergestellt werden, jedoch ist die Herstellung der Ölfangbohrung auf das Fertigungsverfahren des Bohrens nicht begrenzt, und die Ölfangbohrung kann beispielsweise auch im Schmiede- oder Gussvorgang zur Herstellung des zweiten Nockens hergestellt werden.
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Um die Schmierung, insbesondere die Verteilung des Schmieröls, im Lagerspalt zwischen der Außenwelle und der Nockenwelle weiter zu verbessern, kann in der Innenwand der Nockenbohrung wenigstens eine Ölnut eingebracht sein, die mit der Ölfangbohrung fluidisch verbunden ist und die durch die Ölfangbohrung so mit Spritzöl versorgbar ist. Gelangt das Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle durch die Rotation der Nockenwelle in die Ölfangbohrung, so kann diese in einer Richtung durch den Nocken verlaufen, die so angelegt ist, dass der Ölfluss in die Ölfangbohrung hinein durch die Rotation der Nockenwelle begünstigt wird. Schließlich kann die Ölfangbohrung in einer Ölnut münden, die in der Innenwand der Nockenbohrung eingebracht ist, und die Ölnut kann die Funktion einer Schmiertasche in der Gleitlagerung des zweiten Nockens der Außenseite der Außenwelle erfüllen.
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Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform der verstellbaren Nockenwelle kann der mit der Innenwelle verdrehfest verbundene zweite Nocken als Bundnocken ausgeführt sein und einen Nockenbund aufweisen, wobei die wenigstens eine Ölfangbohrung zumindest abschnittsweise im Nockenbund eingebracht ist. Insbesondere kann sich die Ölfangbohrung sowohl durch den Nockenbund und im weiteren Verlauf, insbesondere in Richtung zur Ölnut in der Innenwand der Nockenbohrung, in den eigentlichen Nockenbereich hinein erstrecken. Sogenannte Bundnocken finden Verwendung, wenn der zweite Nocken mit der Innenwelle über einen Bolzen verbunden wird, der mit dem Nockenbund verbunden wird. Auch ergibt sich der Vorteil einer größeren, insbesondere in Richtung zur Rotationsachse der Nockenwelle längeren Nockenbohrung, wodurch sich eine bessere Lagerung des Bundnockens auf der Außenseite der Außenwelle ergibt. Beispielsweise kann sich die Ölfangbohrung zwischen einer umlaufenden Außenfläche im Nockenbund und der Ölnut in der Innenwand der Nockenbohrung schräg durch den Bundnocken erstrecken. Mündet die Nockenbohrung in der umlaufenden Außenfläche, so kann in der Mündung ein Ölfangtrichter vorgesehen sein, durch den das Eintreten des Spritzöls in die Ölfangbohrung begünstigt wird.
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Mit weiterem Vorteil kann angrenzend an die Mündung der Ölfangbohrung eine Ölfangkuppe vorgesehen sein, die ein Einfangen von Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle insbesondere in Wirkverbindung mit einem Ölfangtrichter bewirkt. Die Nockenwelle rotiert um Ihre Rotationsachse in einer Rotationsrichtung und die Mündung der Ölfangbohrung kann in Rotationsrichtung hinter der Ölfangkuppe angeordnet sein. Dadurch ergibt sich ein weiter begünstigtes Eintreten des Spritzöls in die Ölfangbohrung, da sich die Ölfangkuppe mit Rotationsgeschwindigkeit der Nockenwelle in der umlaufenden Außenfläche mitdreht. Ist die umlaufende Außenfläche des Nockenbundes mit Spritzöl benetzt, so kann sich das an der Oberfläche der umlaufenden Außenfläche des Nockenbundes anhaftende Öl vor der Ölfangkuppe sammeln und so über den Ölfangtrichter in die Mündung der Ölfangbohrung eintreten. Die Ölfangbohrung kann folglich in der Ölnut münden, die in der Innenwand der Nockenbohrung eingebracht ist, um die Lageanordnung der Nockenbohrung auf der Außenseite der Außenwelle zu beölen. Auch kann auf den Nockenbund ein Fangring aufgebracht sein, an dem Ölfanglaschen ausgebildet sind, die mit den Ölfangtrichtern im Nockenbund zur Einleitung von Spritzöl korrespondieren.
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Gemäß einem weiteren ebenfalls vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der mit der Innenwelle verdrehfest verbundene zweite Nocken durch wenigstens eine in Richtung zur Rotationsachse weisende Stirnfläche begrenzt sein und die wenigstens eine Ölfangbohrung kann in der Stirnfläche münden. Auf der Stirnfläche kann wenigstens eine Ölfangtasche angeordnet sein, in der die Ölfangbohrung mündet. Die Ölfangtasche in der Stirnfläche des Nockens kann die gleiche Wirkung erzielen wie der Ölfangtrichter in Verbindung mit der Ölfangkuppe in der umlaufenden Außenfläche des Nockenbundes. Das sich in der Einbauumgebung der Nockenwelle befindende Spritzöl kann ebenso über die Stirnfläche des zweiten Nockens in die Ölfangbohrung geführt werden und es kann wenigstens eine Ölfangbohrung vorgesehen sein, die in der umlaufenden Außenfläche mündet und wenigstens eine weitere Ölfangbohrung kann in der Stirnfläche des Nockens münden, so dass über beide Oberflächen des Nockens Spritzöl in den Lagerspalt zwischen dem Nocken und der Außenwelle gelangt. Die Stirnseite, in die die Ölfangbohrung mündet, kann durch eine Seitenfläche des Nockens selbst, jedoch auch durch eine Seitenfläche eines Nockenbundes gebildet sein.
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Auch besteht vorteilhaft die Möglichkeit, die Ölfangbohrung in die Ölnut in der Innenwand der Nockenbohrung übergehend auszuführen. Insbesondere kann die Ölfangbohrung als Ölkanal in einer Innenwand der Nockenbohrung ausgeführt sein. Bei dieser Ausführungsform mündet die Ölfangbohrung in der umlaufenden Kante zwischen der Innenwand der Nockenbohrung und der seitlichen Stirnfläche des Nockens und/oder des Nockenbundes. Insbesondere Spritzöl, das sich auf der Außenseite der Außenwelle befindet, kann in die Ölfangbohrung eintreten, die als Ölkanal ausgebildet ist und insbesondere als Ölnut in der Innenwand der Nockenbohrung mündet. Um den Eintritt von Spritzöl auch bei dieser Ausführungsform der Ölfangbohrung zu begünstigen, kann der Mündungsbereich der als Ölkanal ausgeführten Ölfangbohrung eine Einbuchtung besitzen, in die sich auf gleiche Weise Spritzöl durch die Rotation der Nockenwelle sammeln kann, um schließlich in den Ölkanal zu gelangen.
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Eine weitere Verbesserung des Beölungszustandes der Gleitlagerung des zweiten Nockens auf der Außenseite der Außenwelle wird erreicht, wenn in der Innenwand der Nockenbohrung und/oder an der Nocken-Setzstelle in der Außenwelle eine in Umfangsrichtung wenigstens teilweise und vorzugsweise voll umlaufende Ölnut vorgesehen ist, die von der wenigstens einen Ölnut und/oder von der Ölfangbohrung mit Öl speisbar ist. Auf dem Umfang verteilt können in dem Nocken mehrere Ölfangbohrungen in vorzugsweise ebenfalls mehrere Ölnuten in der Innenseite der Nockenbohrung münden, und sämtliche Ölnuten können fluidisch mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Ölnut kommunizieren. Damit ist eine vollumfängliche Schmierung des Lagerspaltes sichergestellt, und ein Verschleiß der verstellbaren Nockenwelle im Bereich der Setzstelle der Außenwelle wird im Wesentlichen vermieden.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
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1 eine quergeschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer verstellbaren Nockenwelle mit einem auf der Außenwelle gelagerten zweiten Nocken, in dem eine Ölfangbohrung eingebracht ist,
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1a eine Ansicht des Details X aus 1,
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2 eine perspektivische Ansicht der verstellbaren Nockenwelle gemäß 1,
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2a eine Ansicht des Details Y in 2,
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3 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Nockens, der als Bundnocken ausgeführt ist,
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Nockenwelle mit einem als Bundnocken ausgeführten zweiten Nocken mit auf der seitlichen Stirnfläche angeordneten Ölfangtaschen,
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4a eine Ansicht des Details Z in 4,
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5 eine perspektivische Ansicht eines Bundnockens gemäß dem Ausführungsbeispiel in 4,
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6 ein Ausführungsbeispiel der Lageranordnung des zweiten Nockens auf der Außenseite der Außenwelle mit in einer in der Außenwelle eingebrachten umlaufenden Ölnut,
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7 ein Ausführungsbeispiel der Lageranordnung des zweiten Nockens mit einer umlaufenden Nut, die in der Innenwand der Nockenbohrung eingebracht ist,
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8 eine perspektivische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines zweiten Nockens mit einer Ölfangbohrung, die als Ölkanal ausgeführt ist,
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9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Nockenwelle mit einem zweiten Nocken und einem Nockenbund, auf dem ein Fangring aufgebracht ist,
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10 eine Schnittansicht der Nockenwelle gemäß 9 und
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10a eine Detailansicht des Ausschnittes A gemäß 10.
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1 zeigt in einer quergeschnittenen Ansicht ein erstes mögliches Ausführungsbeispiel zur Bildung einer verstellbaren Nockenwelle 1 für den Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine mit einer Außenwelle 10, auf der mehrere erste Nocken angeordnet sind, wobei ein erster Nocken 11 gezeigt ist. Der Nocken 11 ist verdrehfest auf der Außenwelle 10 angeordnet und durch die Außenwelle 10 erstreckt sich eine Innenwelle 12, mit der mehrere zweite Nocken verdrehfest verbunden sind und von denen ein zweiter Nocken 13 gezeigt ist. Der mit der Innenwelle 12 verdrehfest verbundene zweite Nocken 13 besitzt eine Nockenbohrung 14, durch die sich die Außenwelle 10 hindurch erstreckt, sodass der zweite Nocken 13 auf der Außenwelle 10 verdrehbar gelagert ist. Die Verbindung des zweiten Nockens 13 mit der Innenwelle 12 erfolgt durch einen Bolzen 29, der sich quer zur Rotationsachse 23 der Nockenwelle 1 erstreckt und der mit einem Nockenbund 18 des zweiten Nockens 13 verbunden ist. Um ein Verschwenken der Innenwelle 12 gegenüber der Außenwelle 10 und folglich ein Verschwenken des zweiten Nockens 13 auf der Außenwelle 10 zu ermöglichen, besitzt die Außenwelle 10 in der Schnittebene nicht dargestellte in Umfangsrichtung länglich ausgeführte Bolzenöffnungen. Dadurch kann der zweite Nocken 13 verdrehfest mit der Innenwelle 12 ausgeführt werden und auf der Außenseite der Außenseite 10 verschwenken, wobei der zweite Nocken 13 in seiner Setzstelle auf der Außenwelle 10 verdrehbar gelagert ist.
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In der Schnittebene ist in dem zweiten Nocken 13 eine Ölfangbohrung 15 gezeigt, die sich von der umlaufenden Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 bis in die Nockenbohrung 14 schräg hinein erstreckt. Die Ölfangbohrung 15 mündet dabei in der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18, wobei der Mündungsbereich der Ölfangbohrung 15 als Ölfangtrichter 21 ausgeführt ist. Hinter dem Ölfangtrichter 21 befindet sich eine Ölfangkuppe 22 und wird die Nockenwelle 1 in Rotation versetzt, so kann sich vor der Ölfangkuppe 22 Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle 1 und insbesondere Öl, dass die Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 benetzt, an der Ölfangkuppe 22 sammeln und über den Ölfangtrichter 21 in die Ölfangbohrung 15 gelangen.
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Die Ölfangbohrung 15 mündet in einer Ölnut 17, die sich in der Innenwand der Nockenbohrung 14 entlang der Rotationsachse 23 erstreckt. Durch die erfindungsgemäße Ölfangbohrung 15 wird schließlich die Ölnut 17 mit Spritzöl versorgt, welches sich aus der Ölnut 17 in den Lagerspalt zwischen dem zweiten Nocken 13 und der Außenwelle 10 begeben kann. Das Detail X, das die Anordnung der Ölfangbohrung 15 und den Bereich der Mündung der Ölfangbohrung 15 in der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 zeigt, ist in 1a näher dargestellt und wird nachfolgend nicht erneut erläutert.
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In 2 ist das Ausführungsbeispiel der verstellbaren Nockenwelle 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt, und der dargestellte Ausschnitt der Nockenwelle 1 zeigt einen zweiten Nocken 13 mit einem Nockenbund 18 auf der Außenwelle 10 der Nockenwelle 1. Der zweite Nocken 13 ist über den Bolzen 29 mit der Innenwelle 12 verdrehfest verbunden. Das Ausführungsbeispiel zeigt mehrere auf den Umfang verteilte Ölfangtrichter 21 mit zugeordneten Ölfangkuppen 22 auf der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18, und wenn die Nockenwelle 1 in gezeigter Pfeilrichtung in Rotation um die Rotationsachse 23 versetzt wird, kann Spritzöl in die Ölfangtrichter 21 eindringen, um anschließend in jeweils zugeordnete Ölfangbohrungen 15 im Körper des zweiten Nockens 13 zu gelangen, wie in 2a im Detail Y näher gezeigt.
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2a zeigt das Detail Y gemäß 2 und es ist eine Ölfangbohrung 15 schematisch dargestellt, die in eine Ölnut 17 in dem zweiten Nocken 13 mündet. Im Mündungsbereich der Ölfangbohrung 15 in der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 ist ein Ölfangtrichter 21 eingebracht und angrenzend an den Ölfangtrichter 21 befindet sich die Ölfangkuppe 22. Rotiert der zweite Nocken 13 in gezeigter Pfeilrichtung, so kann das Spritzöl, das als Öltropfen 30 angedeutet ist, über die Außenfläche 19 wandern und sich im Ölfangtrichter 21 sammeln. Dabei verhindert die Ölfangkuppe 22 die Weiterbewegung des Spritzöls auf der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 und die Öltropfen 30 können über den Ölfangtrichter 21 in die Ölfangbohrung 15 wandern. Auf gleiche Weise kann Ölnebel, der sich in der Einbauumgebung der Nockenwelle 1 befindet, in die Ölfangbohrung 15 gelangen.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Nockens 13, der mit einem Nockenbund 18 ausgeführt ist. In dem Nocken 13 befindet sich eine Nockenbohrung 14 und in der Nockenbohrung 14 sind Ölnuten 17 eingebracht, in die die Ölfangbohrungen 15 münden. Diese erstrecken sich folglich zwischen dem Mündungsbereich auf der Außenfläche 19 des Nockenbundes 18 und im Mündungsbereich befinden sich die Ölfangtrichter 21, und die zugeordneten Ölfangkuppen 22 und die Ölfangbohrungen 15 verlaufen schräg durch den Köper des zweiten Nockens 13 und gelangen an die Ölnuten 17 in der Innenwand der Nockenbohrung 14.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Nockenwelle 1 mit einem zweiten Nocken 13, der verdrehfest mit der Innenwelle 12 über den Bolzen 29 verbunden ist und der auf der Außenseite der Außenwelle 10 verdrehbar gelagert ist. Der Nocken 13 besitzt eine Stirnfläche 24, die den Nocken 13 in Richtung zur Rotationsachse 23 der Nockenwelle 1 begrenzt und einem Nockenbund 18 gegenüberliegend angeordnet ist. Auf der Stirnfläche 24 befinden sich Ölfangtaschen 25 und wird die Nockenwelle 1 in gezeigter Pfeilrichtung in Rotation versetzt, kann Spritzöl über die Ölfangtaschen in Ölfangbohrungen 16 gelangen, wie in 4a im gezeigten Detail Z näher dargestellt ist.
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4a zeigt das Detail Z gemäß 4, in dem eine von mehreren Ölfangtaschen 25 mit einer von mehreren Ölfangbohrungen 16 des Nockens 13 dargestellt ist. Die Ölfangtasche 25 befindet sich auf der Stirnfläche 24 des Nockens 13, die den Nocken 13 seitlich begrenzt. Durch die hervorstehende Anordnung der Ölfangtasche 25 entsteht eine Art Ölschaufel. Wenn die Ölfangtasche 25 mit dem Nocken 13 rotiert, wird Spritzöl durch die Ölfangtasche 25 eingefangen und über die Ölfangbohrung 16 der schematisch angedeuteten Ölnut 17 zugeführt, die sich in der Innenseite der Nockenbohrung 14 befindet, wie in 5 näher dargestellt.
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5 zeigt schließlich eine perspektivische Ansicht des zweiten Nockens 13 mit mehreren Ölfangtaschen 25 auf der Stirnfläche 24, und jeder der Ölfangtaschen 25 ist eine Ölfangbohrung 16 zugeordnet, die in jeweils zugeordnete Ölnuten 17 münden, die in der Innenwand der Nockenbohrung 14 eingebracht sind und längs zur Rotationsachse 23 verlaufen. Beispielhaft sind auf dem Umfang gleich verteilt vier Ölfangtaschen 25 mit zugeordneten Ölfangbohrungen 16 und zugeordneten Ölnuten 17 gezeigt, durch die eine hinreichend große Menge an Spritzöl in die Nockenbohrung 14 geführt werden kann, um die Lagerung des zweiten Nockens 13 auf der Außenseite der Außenwelle 10 mit einer hinreichenden Menge an Schmieröl zu versorgen.
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In 6 ist eine quergeschnittene Ansicht der Außenwelle 10 und der Innenwelle 12 gezeigt, wobei ein zweiter Nocken 13 auf der Außenseite der Außenwelle 10 angeordnet ist. In der Schnittebene liegt die Ölfangbohrung 15, die sich zwischen dem Ölfangtrichter 21 und der Ölnut 17 erstreckt, die in der Nockenbohrung 14 des Nockens 13 ausgebildet ist. In der Außenwelle 10 befindet sich eine wenigstens teilweise umlaufende Ölnut 26, die mit der Ölnut 17 in der Nockenbohrung 14 kommuniziert. Gelangt Spritzöl über den Ölfangtrichter 21 und die Ölfangbohrung 15 in die Ölnut 17, so kann das eingefangene Öl in die umlaufende Ölnut 26 überführt werden und eine Ölversorgung über den gesamten Umfang der Gleitlagerung zwischen dem zweiten Nocken 13 und der Außenwelle 10 sicherstellen.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung des zweiten Nockens 13 auf der Außenwelle 10, wobei eine Ölnut 27 in der Nockenbohrung 14 eingebracht ist, die ebenfalls wenigstens teilweise umlaufend ausgeführt ist. Somit kann auch in dieser Anordnung Schmieröl aus der Ölfangbohrung 15 über die Ölnut 17 in die umlaufende Ölnut 27 gelangen, um auf gleiche Weise den Lagerspalt zwischen der Nockenbohrung 14 und der Außenwelle 10 vollumfänglich mit Schmieröl zu versorgen. Dabei können mehrere Ölfangbohrungen 15 in die umlaufende Ölnut 17 münden.
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8 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer verstellbaren Nockenwelle 1 mit einer Ölfangbohrung 20, die einheitlich mit der Ölnut 17 ausgebildet ist und die in der Innenwand der Nockenbohrung 14 eingebracht ist. Die Ölfangbohrung 20 erstreckt sich schräg durch die Innenwand der Nockenbohrung 14. Wird die Nockenwelle 1 in Rotation versetzt, so wird durch Einbuchtungen 28 in dem Mündungsbereich der Ölfangbohrung 20 sichergestellt, dass Spritzöl in den Einbuchtungen 28 angesammelt und in die Ölfangbohrung 20 geleitet wird. Dabei übernimmt die Ölfangbohrung 20 durch Ihre kanalartige Ausbildung bereits die Funktion der Ölnut 17. Die Ölfangbohrung 20 erstreckt sich durch den Bereich des Nockenbundes 18 bis in den eigentlichen Nockenbereich des zweiten Nockens 13. Durch die geschlossene Anordnung des zweiten Nockens 13 auf der Außenwelle 10 kann das Öl entlang der Ölfangbohrung 20 wandern und verteilt über der Länge der Ölfangbohrung 20 bereits aus dieser in den Schmierspalt zwischen der Nockenbohrung 14 und der Außenwelle 10 gelangen.
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Um die Beölung des Gleitspaltes zwischen der Außenseite der Außenwelle 10 und der Nockenbohrung 14 weiter zu verbessern, können beispielsweise in der Nockenbohrung 14 Strukturierungen, beispielsweise eingebracht durch Strahlen mit Glaskugeln oder anderen Partikeln oder durch Laserstrukturierung, vorgesehen sein, die ein Reservoir für das unter dem Nocken 13 geführte Öl bilden. Die Strukturierungen können dabei eine prismenförmige oder kalottenförmige Gestalt aufweisen.
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Die 9 zeigt eine perspektivische Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines zweiten Nockens 13 auf der Außenwelle 10 einer Nockenwelle 1 mit einem Nockenbund 18, auf dem ein Fangring 31 aufgebracht ist. Der Fangring 31 ist als Blechring ausgeführt und besitzt ausgebogene Bereiche zur Bildung von Ölfanglaschen 32, die ähnlich wie die zuvor beschriebenen Ölfangkuppen 22 wirken. Der Fangring 31 dreht sich mit der Drehung des Nockens 13 mit, sodass die Ölfanglaschen 32 Spritzöl aus der Einbauumgebung der Nockenwelle 1 auffangen. Der Fangring 31 kann dabei auf dem Nockenbund 18 beispielsweise aufgepresst, aufgeschweißt, aufgeklebt oder aufgeklippst werden.
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Der Bolzen 29 kann sich durch den Fangring 31 hindurch erstrecken, sodass dieser gegebenenfalls auch eine den Fangring 31 haltende Funktion erfüllen kann.
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10 zeigt eine Schnittansicht der Nockenwelle 1 gemäß 9, wobei 10a das Detail A gemäß 10 vergrößert zeigt. In den Ansichten ist der Fangring 31 im Bereich der Ölfanglaschen 32 geschnitten gezeigt ist. Dabei ist erkennbar, dass die Ölfanglaschen 32 in ihrer Umfangsposition mit den Ölfangtrichtern 21 korrespondieren, sodass das von den Ölfanglaschen 32 eingefangene Öl direkt in die Ölfangtrichter 21 gelangen kann. Durch die separate Ausgestaltung der Ölfanglaschen 32 an einem Fangring 31 entsteht eine verbesserte Herstellbarkeit des Nockens 13 mit seinem Nockenbund 18, wobei beispielsweise auch die in den 4, 4a und 5 gezeigten Ölfangtaschen 25 durch einen separaten Blechring oder eine separate Blechscheibe bereitgestellt werden können, die seitlich an die Stirnfläche 24 des Nockenbundes 18 oder des Nockens 13 selbst aufgebracht werden könnte.
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Die Erfindung beschränkt sich in Ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Beispielsweise kann eine umlaufende Ölnut 26 und/oder 27, wie diese in den 6 oder 7 gezeigt sind, mit einer Ölfangbohrung 16 kombiniert werden, die in der Stirnfläche 24 des Nockens 13 mündet, oder die Ölnuten 26 und/oder 27 können mit einer Ölfangbohrung 20 kombiniert werden, wie diese in 8 gezeigt ist. Auch kann darauf geachtet werden, dass die in Umfangsrichtung längliche Öffnung für den Bolzen 29 in der Außenwelle 10 unabhängig vom Verdrehwinkel nicht von der Ölnut 17 überragt wird, sodass ein Ölablauf in diese Öffnung nicht stattfinden kann und eine bessere Schmierwirkung erzielt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nockenwelle
- 10
- Außenwelle
- 11
- erster Nocken
- 12
- Innenwelle
- 13
- zweiter Nocken
- 14
- Nockenbohrung
- 15
- Ölfangbohrung
- 16
- Ölfangbohrung
- 17
- Ölnut
- 18
- Nockenbund
- 19
- Außenfläche
- 20
- Ölfangbohrung
- 21
- Ölfangtrichter
- 22
- Ölfangkuppe
- 23
- Rotationsachse
- 24
- Stirnfläche
- 25
- Ölfangtasche
- 26
- Ölnut
- 27
- Ölnut
- 28
- Einbuchtung
- 29
- Bolzen
- 30
- Öltropfen
- 31
- Fangring
- 32
- Ölfanglasche
