DE19831772A1 - Zylinderkopf, Nockenwelle und Verfahren zur Montage einer Nockenwelle in einem Zylinderkopf - Google Patents
Zylinderkopf, Nockenwelle und Verfahren zur Montage einer Nockenwelle in einem ZylinderkopfInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem
Nockenwellengehäuse, in dem in voneinander beabstandeten parallelen Stegen fluchtende
zylindrische Bohrungen als Lagerstellen zumindest einer ventilsteuernden Nockenwelle
ausgebildet sind, deren Nockenelemente größer als die Bohrungen sind, so daß die
Nockenwelle erst im Zylinderkopf verdrehfest zusammengefügt werden kann.
Bei den meisten bekannten Zylinderköpfen sind die Lagerstellen für die Nockenwellen
grundsätzlich zweiteilig, d. h. jede Lagerstelle weist eine untere Lagerschale und eine obere
Lagerschale auf, zwischen die die Nockenwelle eingelegt ist. Die Lagerschalen sind mittels
Schrauben verbunden. Die Anzahl der Lagerstellen hängt von Zahl und Anordnung der
Zylinder und dem Platzbedarf zwischen den Ventilen ab, und es bereitet einen erheblichen
Aufwand, fluchtende Lagerstellen herzustellen. Hierfür werden zuerst die Oberseite des
Grundgehäuses des Zylinderkopfes und die Unterseiten der unteren Lagerschalen plan
geschliffen, dann die Lagerschalen montiert und durch entsprechende Nachbearbeitung
(Spindeln) die exakte Ausrichtung der Lageröffnungen hergestellt, die oberen Lagerschalen
wieder abgenommen, die Nockenwelle eingesetzt, und schließlich die oberen Lagerschalen
in der vormontierten Anordnung und Reihenfolge wieder fixiert.
Es sind bereits eine Reihe von Vereinfachungen vorgeschlagen worden, beispielsweise
indem untere oder obere Lagerscheiben zu Montageeinheiten zusammengefaßt (DE-A 32 20 724,
EP-A 344 598, EP-A 639 631), oder justierbare Lagerstellen ausgebildet werden
(USA-A 5,562,072), wobei aber die aufwendige Vormontage nicht vermieden werden kann.
Konstruktionen mit einteiligen Lagerstellen zeigen beispielsweise die CH-A 529 917, die DE-B
11 45 436, die US-A 2,863,432 oder die FR-A 12 17 835.
Dort sind die Durchmesser der Lagerstellen jeweils so groß, daß die Nockenwellen als
Einheit eingeschoben werden können, d. h. auch die größte Radialerstreckung der
Nockenelemente ist nicht größer als der Radius der Lagerstellen. Derart große
Lagerstellendurchmesser bewirken eine erhöhte Reibung und ein vergrößertes Spiel und
erfordern mehr Raum als die Erfordernisse erfüllende Lager mit kleinem Durchmesser.
Kleine Lagerstellen sind daher nur möglich, wenn die Nockenwelle nicht einstückig, sondern
mehrteilig ist, und wenn die Teile im Zylinderkopf zusammengesetzt werden können.
Eine aus Teilen zusammengesetzte Nockenwelle ist aus der EP 170 378 bekannt, wobei
dort Wellenabschnitte verdrehfest verbunden sind, die keramische Nockenelemente und
diese verbindende metallische Lager- und/oder Distanzelemente aufweisen. Die metallischen
Lager- bzw. Distanzelemente sind hohl, und die Nockenelemente weisen beidseitig
abstehende Wellenzapfen auf, die verdrehfest in den metallischen Elementen gehalten sind.
Die Steckverbindungen erlauben aber keine direkte Montage der einzelnen Elemente im
Zylinderkopf, da die Nockenelemente aufgrund ihrer vorstehenden Wellenzapfen nicht
beidseitig in die Bohrungen voneinander beabstandeter Stege eingesetzt werden können.
Für eine Montage in kleinen, einteiligen Lagerstellen des Zylinderkopfes ist die zerlegte
Nockenwelle der DE-C 41 37 978 konzipiert, deren Trägerwelle an jeder Befestigungsstelle
eines Nockenelementes eine diametrale bzw. auch außermittige Bohrung aufweist, um die
Nockenelemente einzeln fixieren zu können. Diese werden mit entsprechenden (in der
Symmetrieebene oder außermittigen) Sackbohrungen versehen, wobei der im Bereich des
Nockens liegende Teil ein Innengewinde aufweist, so daß von der Grundkreisseite her
Schrauben eingesetzt werden können. Der Durchmesser der Lagerstellen ist kleinstmöglich,
d. h. er entspricht dem Durchmesser der Trägerwelle.
Die Einzelmontage jedes Nockenelementes im Zylinderkopf erfordert es, die Nockenwelle
jeweils dann um den Versetzungswinkel der Nockenelemente zu verdrehen, um
grundkreisseitigen Montageöffnungen den Befestigungsschrauben zugänglich zu machen.
Eine einfache Montage und Lagerstellendurchmesser, die kleiner als die Nockenelemente
sind, lassen sich erfindungsgemäß verwirklichen, wenn in den Lagerstellen Lagerelemente
angeordnet sind, die mit den Nockenelementen verdrehfest verbunden sind.
Die Anordnung von Lagerelementen zwischen den Nockenelementen, und gegebenenfalls
von Distanzhaltern zwischen den Nockenelementen und/oder zwischen den Lagerelementen
und den Nockenelementen führt zu einer lückenlosen Aneinanderreihung von
Nockenwellenelementen über die gesamte Länge der Nockenwelle. Die lückenlose
Aneinanderreihung von untereinander verdrehfest verbundenen Nockenwellenelementen
führt nicht nur zu einer axialen, sondern auch zu einer Festlegung jedes Nockenelementes in
Umfangsrichtung, ohne daß eine Einzelbefestigung jedes Nockenelementes erforderlich ist.
Die mit den Nockenelementen verdrehfest verbundenen Lagerelemente erfüllen daher nicht
nur eine Lagerfunktion, für die allein sie gar nicht notwendig wären, da eine Trägerwelle
gemäß DE-C 41 37 978 auch direkt in den Lagerstellen gelagert werden kann, sondern sie
erfüllen eine zweite Funktion, für die sie zwingend notwendig sind: Die Lagerelemente
dienen der direkten Übertragung der Drehmomente von einem Nockenelement an einer
Seite einer Lagerstelle zu dem folgenden Nockenelement an der anderen Seite der
Lagerstelle.
Ein am Ende der Nockenwelle eingebrachter Antrieb wird daher direkt von einem
Nockenwellenelement zum nächsten übertragen, so daß diese Funktion nicht von einer
Trägerwelle übernommen werden muß.
Der erfindungsgemäße Zylinderkopf stellt einen vorteilhaften Kompromiß von kleinem
Lagerdurchmesser und von einfacher Montage dar, wobei der Durchmesser der Lagerstellen
nur wenig größer ist als für eine direkte Trägerwellenlagerung erforderlich, da die
Lagerelemente im wesentlichen Lagerhülsen darstellen. In einer bevorzugten Ausführung, in
der die die Lagerstellen bildenden zylindrischen Bohrungen in Stegen des Grundkörpers
ausgebildet sind, entfallen im Vergleich zu zweiteiligen Lagerstellen aus oberen und unteren
Lagerschalen folgende Arbeitsschritte:
- - Planschleifen der Oberseite des Grundgehäuses,
- - Planschleifen der Lagerschalenunterseiten,
- - Vormontage der Lagerschalen für das Spindeln der Lagerschalen,
- - Markieren der richtigen Paarungen und Demontage der Lagerschalen nach dem Spindeln,
- - Zentrieraufwand für die richtige Zentrierung der Lagerschalen bei der Montage auf dem Grundgehäuse,
- - Montieren der einzelnen Lagerschalen, mit Einsparung von Schrauben, Belagscheiben usw.
Durch den Wegfall der Gewindelöcher für die Befestigungsschrauben der einzelnen Lagerschalen
werden weiters auch Platz und Festigkeit gewonnen, Störungen durch sich
lockernde Schrauben vermieden, und die Genauigkeit der Konstruktion erhöht.
Weitere bevorzugte Ausführungen sehen vor, daß die die zylindrischen Bohrungen tragenden
Stege im Deckel, in einem zwischen Deckel und Grundgehäuse anordenbaren Lagerrahmen
oder in einem in das Grundgehäuse oder den Deckel einsetzbaren Lagereinsatz
ausgebildet sind.
Für diese Ausführungen sind zwar das Planschleifen der Oberseite des Grundgehäuses und
der Unterseite des die Stege tragenden Bauteiles erforderlich, jedoch liegt der besondere
Vorteil dieser Ausführungen darin, daß der präzise Lauf der von den Ventilfedern nicht
belasteten Nockenwelle außerhalb des Zylinderkopfes überprüft werden kann. Dennoch
stellt ein derartiger Bauteil keine Montagebank od. dgl. dar, da er nicht demontiert, sondern
mit eingebauter Nockenwelle auf das Grundgehäuse aufgesetzt wird.
Die verdrehfeste Verbindung zwischen den Nockenelementen und den Lagerelementen
kann form- oder kraftschlüssig erfolgen, wobei auch ein direkter stirnseitiger Eingriff von
axial sich erstreckenden Vorsprüngen und Ausnehmungen denkbar ist.
Eine erste bevorzugte Ausführung einer in einem Zylinderkopf zusammenfügbaren
Nockenwelle sieht vor, daß die Lager- und Nockenelemente zumindest zwei zueinander
parallele Durchstecköffnungen aufweisen, durch die zumindest zwei zueinander parallele
Trägerstäbe einschiebbar sind. Bevorzugt ist ein Kranz von vier zueinander parallelen
Trägerstäben vorgesehen. Das Antriebselement, beispielsweise ein endseitiges
Stirnzahnrad oder weitere anzutreibende Elemente, z. B. ein Drehzahlsensor, Steuernocken
für Kraftstoffeinspritzdüsen, usw., sind vorzugsweise auch mit Durchstecköffnungen für die
Trägerstäbe versehen.
Eine weitere bevorzugte Ausführung einer in einem Zylinderkopf zusammenfügbaren
Nockenwelle sieht vor, daß die Elemente auf einem Spannstab angeordnet und zwischen
endseitigen Spannelementen axial eingespannt sind. Auf diese Weise erfolgt die
Übertragung der Drehmomente von einem an einem Ende der Nockenwelle mit einem
Spannelement drehfest verbundenen oder ebenfalls eingespannten Antriebselement direkt
über die radialen Stirnflächen der Nockenelemente, der Lagerelemente und gegebenenfalls
dazwischen angeordneter Distanzelemente, wobei vor dem Ausziehen der Spannelemente
nur auf die richtige Winkelposition der Nockenelemente geachtet werden muß.
In einer bevorzugten Ausführung weist der Spannstab zumindest endseitig
Gewindeabschnitte auf oder ist insgesamt als Gewindestab ausgebildet, und als
Spannelemente finden Gewindehülsen oder Gewindemuttern Verwendung. Auch bei glatten
Stirnflächen der Gewindemuttern und der Nockenelemente lassen sich Drehmomente von
mehr als 100 Nm ohne Schwierigkeiten übertragen. Die Distanzelemente können in
verschiedenen Längen bzw. Dicken vorgesehen sein, so daß durch entsprechende Wahl von
Stückzahl und Dicke alle erforderlichen Abstände zwischen den Nockenelementen bzw. den
Lagerelementen eingestellt werden können.
Die axiale Einspannung der Nocken erlaubt weiters auch die Verwendung von Materialien,
die bisher wegen zu hoher Spannungsrißanfälligkeit, zu geringer Zugbeanspruchbarkeit oder
dergleichen nicht oder kaum einsetzbar waren. Beispielsweise können Nockenwellen auch
Nockenelemente aus Keramik, Schalenhartguß, aber auch aus Kunststoff oder dergleichen
enthalten. Des weiteren können auch Nockenelemente verwendet werden, die in bisherigen
Befestigungsverfahren mangels zu kleiner Verbindungsflächen nicht einsetzbar waren,
beispielsweise sehr dünne Nockenscheiben, Nockenelemente aus nichtzylindrischen
Hohlprofilen oder Formrohren, usw.
Die Gewindeabschnitte des Spannstabes können beispielsweise nach einem Rollverfahren
od. dgl. hergestellt sein.
Da alle Elemente der Nockenwelle zwischen den an den Enden vorgesehenen
Spannelementen axial eingespannt werden, kann ein beliebiger im Durchmesser auch
kleinerer Spannstab verwendet werden, beispielsweise eine sogenannte "Dehnschraube",
die für Axialverschraubungen besonders geeignet ist. In diesem Fall ist besonders von
Vorteil, daß die zentralen Öffnungen der Nockenelemente nur ungefähr fluchten müssen.
Eine derartige Nockenwelle läßt sich nach der Herstellung der voneinander beabstandeten,
fluchtenden Bohrungen als Lagerstellen in der Weise in einem Zylinderkopf montieren, daß
in die Bohrungen die Lagerelemente eingesetzt werden, daß zwischen den Lagerelementen
die Nockenelemente angeordnet werden, daß der Spannstab in die zentralen Öffnungen
eingeschoben wird, und schließlich die Spannelemente in beiden Enden angezogen werden,
wodurch alle Nockenwellenelemente verdrehfest miteinander verbunden werden.
Die Verwendung eines im Durchmesser kleineren Spannstabes, der die
Nockenwellenelemente mit Spiel durchsetzt, erfordert eine exakte Ausrichtung der
Nockenwellenelemente. Diese Ausführung ist daher insbesondere für Zylinderköpfe
geeignet, bei denen die Lagerstellen in den Stegen eines zwischen dem Grundkörper und
dem Deckel des Nockenwellengehäuses angeordneten Lagereinsatzes ausgebildet sind, da
der Lagereinsatz ähnlich einer Montagebank für ein von Ventilfedern unbelastetes
Zusammenfügen der Nockenwelle verwendet werden kann.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnung näher
beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 4 Explosionsdarstellungen vier verschiedener Ausführungen eines Zylinderkopfes,
Fig. 5 bis 8 jeweils in der Stirnfläche eines Nockenwellenelementes liegende Querschnitte
durch verschiedene Ausführungen im Zylinderkopf direkt montierbarer Nockenwellen,
Fig. 9 und 11 Schrägansichten axial im Zylinderkopf verspannbarer Nockenwellen, wobei
Fig. 10 die Bestandteile der Ausführung nach Fig. 9 zeigt.
Ein Zylinderkopf für eine Verbrennungsmaschine weist ein die Ventile tragendes
Nockenwellengehäuse auf, das einen Grundkörper 11, einen diesen verschließenden Deckel
12 sowie Lagerstellen für zumindest eine, vorzugsweise zwei die Ventile betätigende
Nockenwellen 1 auf. Jede Nockenwelle 1 besteht nur aus Teilen bzw. Elementen, die im
Zylinderkopf direkt zusammenfüg- und verdrehfest verbindbar sind, nämlich aus einem
Antriebselement 3, Lagerelementen 4, Nockenelementen 5 und gegebenenfalls
Distanzelementen, die alle mit Öffnungen od. dgl. 6, 9, 23 versehen sind.
Die in den Ausführungen nach Fig. 1 bis 8 verwendete Nockenwelle 1 weist für die
verdrehfeste Verbindung der Elemente zumindest zwei, vorzugsweise vier zueinander
parallele Trägerstäbe 2, und jedes Nockenwellenelement 3, 4, 5, die entsprechende Anzahl
von Durchstecköffnungen 6 auf. Dieser Aufbau der Nockenwelle 1 gestattet es, die
Lagerstellen im Zylinderkopf in Form von zylindrischen Bohrungen 16 auszubilden, die in
voneinander beabstandeten Stegen 15 hergestellt werden, und deren Durchmesser
wesentlich kleiner als ein Nockenelement 5 ist. Zwischen den Stegen 15 verbleiben Taschen
bzw. Kammern 17. Für das Zusammenfügen der Nockenwelle 1 im Zylinderkopf werden also
zuerst in den Stegen 15 die miteinander fluchtenden Bohrungen 16 hergestellt, und anschließend
wird in jede Bohrung 16 ein Lagerelement 4 eingesetzt. Nun wird in die erste Kammer
17 pro zu betätigendem Ventil ein Nockenelement 5 eingesetzt, und die Trägerstäbe 2
werden von der Seite eingeschoben und gegebenenfalls so verdreht, daß die nächsten
Nockenelemente 5 in die nächste Kammer eingelegt und die Trägerstäbe 6 weiter
eingeschoben werden können, usw. Diese Vorgangsweise hat den Vorteil, daß jedes
Nockenelement 5 mit seinem Grundkreis zum Ventilstößel 19 weisend eingesetzt werden
kann, wobei das Ventil geschlossen bleibt. Schließlich wird noch das Antriebselement 3
aufgesteckt und fixiert.
In der Ausführung nach Fig. 1 ist das Nockenwellengehäuse des Zylinderkopfes zweiteilig
und weist einen auf dem nicht gezeigten Zylinderblock montierbaren Grundkörper 11 auf, in
dessen oberen Bereich zwei Nockenwellen 1 nebeneinander dargestellt sind. Von den
Stegen 15 begrenzte Taschen bzw. Kammern 17 nehmen die Nockenelemente 5 paarweise
auf, in deren Durchstecköffnungen 6 vier zueinander parallele Trägerstäbe 2 eingeschoben
sind. Ein Nockenelement 5 ist im Querschnitt nach Fig. 5 vergrößert dargestellt. Wie dort
besser ersichtlich, weist das Nockenelement 5 vier Durchstecköffnungen 6 mit der
Querschnittsform eines Kreisringabschnittes auf, die eine hohlzylindrische, axial vorstehende
Nabe 7 des Nockenelementes 5 durchsetzen. Gleiche Durchstecköffnungen 6 sind auch in
jedem hülsenförmigen Lagerelement 4 und in der Nabe des Antriebselementes 3
vorgesehen. Die einzelnen Nockenwellenelemente 4, 5 berühren einander axial, so daß
deren axiale Fixierung an den Trägerstäben 2 nicht erforderlich ist. Es genügt eine
endseitige Abdeckung oder Fixierung, die die Verschiebung der zusammengesetzten
Nockenwelle 1 als Ganzes verhindert. Der Grundkörper 11 ist durch einen Deckel 12
verschließbar.
In der Ausführung nach Fig. 2 ist das Nockenwellengehäuse des Zylinderkopfes dreiteilig.
Auf den Grundkörper 11, in dem die Ventilstößel 19 sichtbar sind, ist ein Lagerrahmen 13
aufsetzbar, in dem die Nockenwelle(n) 1 montierbar sind. Der Lagerrahmen 13 weist die
erwähnten Taschen bzw. Kammern 17 auf, die nach unten und oben offen und von den
Stegen 15 begrenzt sind, in denen die Bohrungen 16 vorgesehen sind. Die Oberfläche des
Grundkörpers 11 und die Unterfläche des Lagerrahmens 13 sind in dieser Ausführung
präzise plangeschliffen. Als oberer Abschluß dient wiederum ein einfacher Deckel 12.
Durchstecköffnungen 6 sind in dieser Ausführung nur im Antriebselement 3 und, wie im
Detail aus Fig. 6 ersichtlich ist, im Nocken 10 des Nockenelementes 5 vorgesehen, hingegen
weisen die Naben 7 des Nockenelementes 5 und die Lagerelemente 4 Rippen 8, und
zwischen den Rippen 8 als Öffnungen Nuten 9, auf, die die Trägerstäbe 2 aufnehmen.
In der Ausführung nach Fig. 3 ist ebenfalls ein dreiteiliges Nockenwellengehäuse gezeigt,
wobei zwischen den Grundkörper 11 und den Deckel 12 ein Lagereinsatz 14 eingesetzt ist.
Der Deckel 12 ist wannenförmig und weist den Lagersatz 14 seitlich abdeckende Seitenwände
18 auf. Die Taschen bzw. Kammern 17 des Lagereinsatzes 14 sind seitlich offen. Die
Oberfläche des Grundkörpers 11, die Unterfläche des Lagereinsatzes 14 und die
Unterflächen der Seitenwände sind plangeschliffen, um einen exakten, dichtenden Paßsitz
zu erreichen.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung eines zweiteiligen Nockenwellengehäuses, in dem die
Nockenwelle(n) 1 im Deckel 12 des Grundkörpers 11 montiert werden. Der Deckel 12
entspricht in seiner Dimensionierung dem Deckel der Ausführung nach Fig. 3, ist jedoch
zusätzlich mit den Taschen bzw. Kammern 17 und den Stegen 15 versehen. Die Oberseite
des Grundkörpers 11 und die Unterseite des Deckels 12 sind hier plangeschliffen, so daß die
beiden Teile genau zusammenpassen.
Das Zusammenfügen der Nockenwelle(n) 1 im Lagereinsatz 14, im Lagerrahmen 13 oder im
Deckel 12 (Fig. 2, 3, 4) ist in diesen Ausführungen durch die bessere Zugänglichkeit zu den
Taschen bzw. Kammern 17 erleichtert, und auch der Lauf der Nockenwellen kann besser
überprüft werden, da sie nicht von den Ventilstößeln 19 beaufschlagt sind.
Fig. 7 zeigt den Querschnitt einer dritten Ausführung einer Nockenwelle 1, in der die Höhe
der Rippen 8 bzw. die Tiefe der Nuten 9 und der Nabe 7 des Nockenelementes 5 größer ist als
die Dicke der Trägerstäbe 2. Die vier überstehenden Bereiche der Rippen 8 bilden Berührungsflächen
zur Stirnseite eines anliegenden Lagerelementes 4.
Eine weitere Ausführung zeigt Fig. 8. In dieser ist die Dicke der Rippen 8 in den Endbereichen
der Nabe 7 gleich der Dicke der Trägerstäbe 2 und im zentralen Bereich der Nabe 7
größer. Im Randbereich innen glatte Lagerelemente 4 können daher auf den abgesetzten
Endbereich der Nabe 7 aufgesteckt werden, was die Stabilität der gesamten Nockenwelle 1
erhöht. Um die Nockenwelle trotz der in dieser Ausführung erforderlichen Axialverschiebung
der Nockenelemente 5 oder Lagerelemente 4 im Zylinderkopf direkt montieren zu können,
sind die Lagerelemente 4 um die Länge des abgesetzten Endbereiches länger als
die Bohrungen 16 in den Stegen 15, und stehen in der Montagestellung beidseitig aus den
Bohrungen vor. Sie können daher beim Einsetzen der Nockenelemente 5 ergriffen und hin-
und hergeschoben werden.
Zwei Beispiele für eine axial gespannte Nockenwelle 1 mit einem Spannstab 20 zeigen die
Fig. 9 bis 11. In beiden Ausführungen sind auf dem Spannstab 20 Nockenelemente 5,
Lagerelemente 4 und gegebenenfalls Distanzelemente 21, die jeweils zentrale Öffnungen 23
aufweisen, durch axiale Klemmung bzw. Einspannung zwischen zwei Spannelementen 27,
28 fixiert. Der Spannstab 20 weist an beiden Enden Gewindeabschnitte 26 auf, auf die
jeweils das als Gewindemutter oder Gewindehülse ausgebildete Spannelement 27, 28
aufschraubbar ist. Das Spannelement 28 ist mit einem Endflansch 34 zur Verbindung mit
einem Antriebselement 3 versehen.
Im einzelnen zeigen Fig. 9 und 10 eine erste Ausführung einer Nockenwelle 1, in der acht
Nockenelemente 5 in paarweise gleicher Winkelstellung vorgesehen sind, wobei zwischen
den Nockenelementen 5 mit jeweils gleicher Ausrichtung der Nocken 24 jeweils ein
Distanzelement 21 und zwischen den Paaren von Nockenelementen 5 jeweils ein
Lagerelement 4 angeordnet ist, die auch vertauschte Funktionen haben können. Nach dem
Einsetzen der Lagerelemente 4 in die Bohrungen 16 und der lagerseitigen Nockenelemente
5 in die Taschen bzw. Kammern 17 wird der Spannstab 20 eingeschoben, auf den beidseitig
die Spannelemente 27, 28 aufgebracht und angezogen werden.
Fig. 11 zeigt eine im Aufbau gleiche Ausführung, in der jedoch der Grundkreis der
Nockenelemente 5 Aussparungen 22 aufweist, und dadurch jeweils schmäler ist. Im Bereich
der Aussparungen 22 ist der Spannstab 20 sichtbar.
Diese beiden Ausführungen von axial verspannbaren Nockenwellen 1 sind insbesondere
zum Zusammenfügen bzw. zur Montage in einem Lagerrahmen 13 oder Lagereinsatz 14
geeignet.
In allen Ausführungen können als Lagerelemente 4 nicht nur die gezeigten Gleitlagerhülsen,
sondern auch Wälzlager verwendet werden.
Die Nockenwellenelemente 3, 4, 5 können beispielsweise in einem Sinterverfahren
hergestellt werden, das ohne Nachbearbeitung eine hohe Präzision und Formhaltigkeit
aufweist. Es sind aber auch andere Herstellungsverfahren denkbar, beispielsweise lassen
sich die Nockenelemente 5 auch in einem Fließpreßverfahren herstellen. Die Naben 7
können auch aus Kunststoff hergestellt und mit einem metallischen Nockenmantel versehen
werden, usw. Die Lagerelemente können aus einem Lagermetall, beschichtetem Stahl etc.
bestehen, usw. Die beschriebenen Konstruktionen sind auch mit kipp- oder schlepphebelgesteuerten
Ventilen ausführbar. Weiters ist auch eine Ventilzwangssteuerung in einfacher
Weise ausführbar, wenn in den Taschen bzw. Kammern 17 ein in das Nockenelement
eingreifendes Ventilstellglied verschiebbar ist.
In den Fig. 1 bis 4 sind die gekrümmten Flächen der Bauteile zeichnungsprogrammbedingt
mit schraffurartigen Linien versehen, wodurch die Darstellungen plastischer zur Wirkung
kommen. Auch diese gekrümmten Flächen sind selbstverständlich glatt.
Claims (12)
1. Zylinderkopf für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Nockenwellengehäuse, in
dem in voneinander beabstandeten parallelen Stegen (15) fluchtende zylindrische
Bohrungen (16) als Lagerstellen zumindest einer ventilsteuernden Nockenwelle
ausgebildet sind, deren Nockenelemente (5) größer als die Bohrungen (16) sind, so daß
die Nockenwelle erst im Zylinderkopf verdrehfest zusammengefügt werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Lagerstellen Lagerelemente (4) angeordnet sind,
die mit den Nockenelementen (5) verdrehfest verbunden sind.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dessen Nockenwellengehäuse einen Grundkörper (11)
und einen Deckel (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen
Bohrungen (16) in Stegen (15) des Grundkörpers (11) oder des Deckels (12)
ausgebildet sind.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dessen Nockenwellengehäuse einen Grundkörper (11)
und einen Deckel (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen
Bohrungen (16) in Stegen (15) eines zwischen Grundkörper (11) und Deckel (12)
angeordneten Lagerteiles (13, 14) ausgebildet sind.
4. In einem Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zusammenfügbare
Nockenwelle mit Lager- (4) und Nockenelementen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die
Elemente (4, 5) zumindest zwei zueinander parallele Öffnungen (6, 9) für zueinander
parallel einschiebbare, die Elemente (4, 5) verdrehfest verbindende Trägerstäbe (2)
aufweisen.
5. Nockenwelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kranz von vier
Trägerstäben (2) vorgesehen ist.
6. In einem Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zusammenfügbare
Nockenwelle mit Lager- (4) und Nockenelementen (5), dadurch gekennzeichnet, daß die
Elemente (4, 5) auf einem Spannstab (20) angeordnet und zwischen endseitigen
Spannelementen (27, 28) axial eingespannt sind.
7. Nockenwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstab (20)
endseitig Gewindeabschnitte (26) aufweist, auf denen als Spannelemente (27, 28)
Gewindemuttern angeordnet sind.
8. Nockenwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannstab (20) ein
Gewindestab ist.
9. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8 mit einem Antriebselement (3), dadurch
gekennzeichnet, daß das Antriebselement (3) mit einem Spannelement (28) drehfest
verbunden ist.
10. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 6 bis 8 mit einem Antriebselement (3), dadurch
gekennzeichnet, daß das Antriebselement (3) zwischen den Spannelementen (27, 28)
axial eingespannt ist.
11. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Nockenelemente (5) axial vorstehende Naben (7) aufweisen.
12. Verfahren zur Montage einer Nockenwelle in einem Zylinderkopf einer
Verbrennungskraftmaschine, in dem voneinander beabstandete Bohrungen (16) als
Lagerstellen ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungen (16)
Lagerelemente (4) eingesetzt werden, daß zwischen den Lagerelementen (4)
Nockenelemente (5) angeordnet werden und endseitig ein Antriebselement (3)
angeordnet wird, und daß die Nockenelemente (5), die Lagerelemente (4) und das
Antriebselement (3) verdrehfest miteinander verbunden werden.
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