DE3821661A1 - Bearing for the camshaft of a fuel injection pump - Google Patents

Abstract

In addition to roller bearings (6) with cylindrical rolling elements (7) merely absorbing radial forces at one point of the camshaft (1), a bearing for the camshaft (1) of a fuel injection pump for internal combustion engines comprises a plain thrust bearing (9) for the camshaft (1) between two adjacent cams (2), preferably approximately central in the housing (3), thereby defining the axial alignment of the camshaft (1) in the housing (3). According to a preferred embodiment the plain thrust bearing (9) is of semicircular shape and designed as radial steady bearing for supporting the radial roller bearing (6) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für die Nockenwelle einer Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, bei welcher die Nockenwelle an einer Stelle ihrer Länge in einem Gleitlager gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert ist und die anderen Lager der Nockenwelle als lediglich radiale Kräfte aufnehmende Wälzlager, insbesondere mit zylinder­ förmigen Wälzkörpern, ausgebildet sind.The invention relates to a storage for the Camshaft of an injection pump for internal combustion engines, at which the camshaft at one point along its length in one Plain bearing is secured against axial displacement and the other bearings of the camshaft as only radial Rolling bearings that absorb forces, especially with cylinders shaped rolling elements are formed.

Nockenwellen für Einspritzpumpen sind üblicherweise in einem Gehäuse gelagert, und derartige Nockenwellengehäuse sind mit dem Pumpengehäuse zumeist durch Verschraubung verbunden. Als Material für derartige Gehäuse werden üblicher­ weise leichte Aluminiumlegierungen gewählt.Camshafts for injection pumps are usually in stored in a housing, and such camshaft housing are usually screwed to the pump housing connected. As a material for such housings are becoming more common wise light aluminum alloys selected.

Auf Nockenwellen wirken beträchtliche Reaktionskräfte und derartige Nockenwellen müssen daher sorgfältig gelagert werden. Bei den bekannten Ausführungen der Lagerung derar­ tiger Nockenwellen wurden die beiden die Stirnseiten der Gehäuse durchsetzenden Enden der Nockenwellen in Wälzlagern mit kegelstumpfförmigem Wälzkörpern eingespannt. Derartige Wälzlager können relativ präzise eingestellt werden, so daß das Lagerspiel und damit der Verschleiß deutlich herabgesetzt wird. Wälzlager mit kegelstumpfförmigen Wälzkörpern stützen die Nockenwelle nicht nur in radialer Richtung ab, sondern auch in axialer Richtung und es erfolgt somit zumeist an beiden Enden der Nockenwelle eine axiale Festlegung, welche einer Verschiebung der Nockenwelle in Achsrichtung entgegen wirkt. Im Betrieb erwärmen sich nun die Nockenwelle ebenso wie das Gehäuse der Einspritzpumpe, da die Einspritzpumpe zumeist unmittelbar an den Motor angeflanscht ist. Darüber hinaus erwärmt sich naturgemäß der Raum in der Nähe einer Brennkraftmaschine, so daß auch bei anderer Anordnung eine bedeutende Erwärmung des Pumpengehäuses und des Nocken­ wellengehäuses sowie der Nockenwelle eintritt. Die Nocken­ welle selbst besteht zumeist aus verschleißfestem Stahl und die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von derartigen verschleißfesten Stählen sind in aller Regel von den ther­ mischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien verschieden, welche für die Gehäuse eingesetzt werden. Bei einer Erwärmung ergibt sich somit eine Vergrößerung oder Verkleinerung des Lagerspieles und die Abstützung der Nockenwelle in axialer Richtung an beiden Enden führt zu einer bei Erwärmung geän­ derten Toleranz in den Lagern. Daraus resultiert in jedem Fall ein höherer Verschleiß der Lager und gegebenenfalls auch der Nockenwelle.Considerable reaction forces act on camshafts and such camshafts must therefore be stored carefully will. In the known versions of the storage derar tiger camshafts, the two became the end faces of the Ends penetrating the housing of the camshafts in rolling bearings clamped with frustoconical rolling elements. Such Rolling bearings can be set relatively precisely, so that the bearing play and thus the wear significantly reduced becomes. Support rolling bearings with frustoconical rolling elements the camshaft not only in the radial direction, but also also in the axial direction and it usually takes place both ends of the camshaft an axial fixing which against a displacement of the camshaft in the axial direction works. The camshaft now also heats up during operation like the housing of the injection pump, since the injection pump mostly flanged directly to the engine. About that in addition, the room near one naturally heats up Internal combustion engine, so that a different arrangement significant heating of the pump housing and the cam  shaft housing and the camshaft. The cams The shaft itself is mostly made of wear-resistant steel and the coefficients of thermal expansion of such wear-resistant steels are usually from ther mix different coefficients of expansion of the materials, which are used for the housing. When warming up this results in an enlargement or reduction of the Bearing play and the support of the camshaft in the axial Direction at both ends leads to a change when heated tolerance in the bearings. This results in everyone In the event of higher bearing wear and possibly also the camshaft.

Aus der DE-OS 35 26 029 ist es bereits bekanntgeworden, die Axiallagerung von der Radiallagerung einer Pumpennocken­ welle zu trennen. Gemäß diesem bekannten Vorschlag erfolgte eine axiale Sicherung bzw. Lagerung der Nockenwelle zusätz­ lich zu einer Radiallagerung, wobei das Axiallager nahe einem der beiden Enden der Nockenwelle angeordnet war. Mit einer derartigen Konstruktion konnten zwar die üblicherweise verwendeten Kegelrollenlager vermieden werden. Die bekannten Kegelrollenlager mußten auf ein bestimmtes Vorspannmaß eingestellt werden, um auch axiale Kräfte aufnehmen zu können, und bedingt durch thermische Längenänderung konnte ein exakt bestimmtes Vorspannmaß nicht ohne weiteres einge­ halten werden. Bei derartigen Kegelrollenlagern war daher in der Regel ein erhöhter Verschleiß zu beobachten. Dadurch, daß nun ein Axiallager getrennt von den Radiallagern vorgesehen war, konnte auf die aufwendigen Kegelrollenlager zwar ver­ zichtet werden, jedoch ergab sich insbesondere bei mehr­ stelligen Pumpen bedingt durch die große Länge der Nocken­ welle noch ein beachtlicher Lagerungsaufwand und eine nicht exakte Aufnahme der Reaktionskräfte der Pumpenkolben auf die Nocken.From DE-OS 35 26 029 it has already become known the axial bearing from the radial bearing of a pump cam separate shaft. According to this known proposal an additional axial securing or mounting of the camshaft Lich to a radial bearing, the thrust bearing close to one the two ends of the camshaft was arranged. With a such a construction could do the usual tapered roller bearings used are avoided. The well-known Tapered roller bearings had to have a certain preload dimension can be set to absorb axial forces too can, and due to thermal length change could a precisely determined preload dimension is not easily entered will hold. With such tapered roller bearings was therefore in usually increased wear can be observed. As a result of that an axial bearing is now provided separately from the radial bearings was able to ver on the elaborate tapered roller bearings be waived, but resulted in particular in more digit pumps due to the large length of the cams wave still a considerable storage effort and not one exact absorption of the reaction forces of the pump pistons on the Cam.

Die Erfindung zielt nun darauf ab, eine einfache und betriebssichere Lagerung für eine Nockenwelle der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher auch bei mehrstelligen Pumpen eine exakte Lagerung bei gleichzeitig vermindertem Verschleiß der Lager erfolgen kann. Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die erfindungsgemäße Ausbildung im wesentlichen darin, daß das Axiallager zwischen zwei benachbarten Nocken angeordnet ist. Durch die Anordnung des Axiallagers zwischen zwei benachbarten Nocken wird eine einfache Lagerung für eine Nockenwelle großer Länge ermöglicht, wobei durch eine bessere Aufnahme der auf die Nocken wirkenden Reaktionskräfte der Verschleiß der Lager vermindert werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Axiallagers wird weiters eine durch thermische Effekte hervorgerufene absolute Längenän­ derung ausgehend vom Axiallager in Richtung zu den Radial­ lagern herabgesetzt, wodurch die Verschleißeigenschaften weiters positiv beeinflußt werden.The invention now aims to be simple and reliable storage for a camshaft at the beginning to create the type mentioned, with which even with multi-digit  Pumps an exact storage with reduced at the same time Bearings can wear out. To solve this task the training according to the invention consists essentially in that the thrust bearing between two adjacent cams is arranged. By arranging the thrust bearing between two adjacent cams will be an easy bearing for one Allows long length camshaft, being better Recording of the reaction forces acting on the cams Wear on the bearings can be reduced. Through the Arrangement of the thrust bearing according to the invention is also a absolute lengths caused by thermal effects change starting from the thrust bearing towards the radial store reduced, reducing the wear properties are also positively influenced.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausbil­ dung so getroffen, daß das Axiallager etwa mittig im Gehäuse angeordnet ist. Durch die etwa mittige Anordnung des Axial­ lagers im Gehäuse verringert sich ausgehend von dieser Axiallagerung die absolute Längenänderung in Richtung zu den Radiallagern am Gehäusedeckel im wesentlichen auf die Hälfte, und es kann neben einer exakten Aufnahme der axialen Kräfte zusätzlich eine Abstützung in radialer Richtung vorgesehen werden. Die erfindungsgemäße Ausbildung zeichnet sich hiebei durch verbesserte Notlaufeigenschaften beim Start aus und verringert den Einstellungsaufwand der Lager wesentlich.According to a preferred embodiment, the training is so that the thrust bearing is approximately in the middle of the housing is arranged. Due to the approximately central arrangement of the axial bearing in the housing decreases from this Axial bearing the absolute change in length towards the Radial bearings on the housing cover essentially to half, and in addition to an exact absorption of the axial forces additional support is provided in the radial direction will. The training according to the invention stands out due to improved emergency running properties when starting and reduces the adjustment effort of the bearings significantly.

Mit Vorteil ist die erfindungsgemäße Ausbildung hiebei so getroffen, daß das Axialgleitlager halbkreisförmig und als Radialstützlager an der der Kraftangriffsstelle am Nocken etwa gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ausgebildet und angeordnet ist. Mit einer derartigen Ausbildung wird es möglich, die Axialverschiebung aufzunehmen und gleichzeitig dieses Lager mit Radialtrageigenschaften auszustatten, wodurch die Biegewechselbeanspruchung herabgesetzt wird. Gleichzeitig werden die zusätzlichen Radiallager entlastet, wodurch die Lebensdauer und Funktionssicherheit wesentlich verbessert wird. Durch eine etwa mittige Anordnung des Axial­ lagers verbleibt naturgemäß ein geringes Spiel in den seit­ lichen Radiallagern, welches jedoch bei einer zusätzlichen Abstützung in radialer Richtung an der Stelle der Axialla­ gerung im wesentlichen verschleißfrei aufgenommen werden kann. Die zusätzliche radiale Abstützung an der Stelle der axialen Lagerung erlaubt hiebei in der Folge konstruktive Vereinfachungen der weiteren Radiallager, und es können insbesondere einfache Radiallager zum Einsatz gelangen, bei welchen die Nockenwelle unmittelbar als Lauffläche für die Zylinderrollen des Radiallagers ausgebildet sind. Die Ab­ stützung der radialen Kräfte in einem mittleren Bereich wirkt bei Ausbildung dieses Lagers als halbkreisförmiges Radial­ stützlager an der der Angriffsstelle der Nocken gegenüber­ liegenden Seite des Gehäuses einer Durchbiegung der Nocken­ welle auf Grund der Reaktionskräfte der Pumpenkolben ent­ gegen, wobei die Ausbildung als halbkreisförmiges oder halbschalenförmiges Axialgleitlager den Zusammenbau und die Montage wesentlich erleichtert.The training according to the invention is advantageous so taken that the axial plain bearing semi-circular and Radial support bearing at the point of force application on the cam formed about opposite side of the housing and is arranged. With such training it will possible to absorb the axial displacement and at the same time equip this bearing with radial bearing properties, whereby the alternating bending stress is reduced. At the same time, the additional radial bearings are relieved, which makes the lifespan and functional reliability essential is improved. Through an approximately central arrangement of the axial  lagers naturally leaves little play in the since radial bearings, which, however, with an additional Support in the radial direction at the location of the Axialla tion to be taken up essentially without wear can. The additional radial support at the location of the axial support subsequently allows constructive Simplifications of further radial bearings, and it can in particular simple radial bearings are used which the camshaft directly as a tread for the Cylindrical rollers of the radial bearing are formed. The Ab support of the radial forces acts in a central area when forming this bearing as a semi-circular radial support bearing at the point of attack of the cams lying side of the housing a deflection of the cams shaft due to the reaction forces of the pump pistons against, the training as a semi-circular or half-shell axial plain bearing the assembly and the Assembly much easier.

Um die wirksamen Abstützflächen für das Axiallager zu erhöhen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Ausbildung der erfindungsgemäßen Lagerung so getroffen, daß das Axialgleitlager an Anlaufbunden an der Nockenwelle abgestützt ist.To the effective support surfaces for the thrust bearing increase is, according to a preferred embodiment Training of the storage according to the invention taken so that the axial plain bearing on thrust collars on the camshaft is supported.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Nockenwelle mit der Lagerung teilweise im Schnitt; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und Fig. 3 eine außermittige Anordnung des Axialgleitlagers, wie sie insbe­ sondere im Zusammenhang mit mechanischen Spritzverstellern mit hohen axialen Reaktionskräften an der Reglerseite der Nockenwelle vorteilhaft erscheint.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment schematically illustrated in the drawing. . In this Fig 1 shows a plan view of a cam shaft with the bearing partly in section; Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1 and Fig. 3 an eccentric arrangement of the axial slide bearing, as it appears to be particularly advantageous in connection with mechanical injection adjusters with high axial reaction forces on the controller side of the camshaft.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Nockenwelle bezeichnet, deren Nocken mit 2 bezeichnet sind. Die Nockenwelle 1 ist in einem Gehäuse 3 gelagert, wobei an den beiden Stirnseiten 4 und 5 je ein Wälzlager 6 mit zylindrischen Wälzkörpern 7 angeordnet ist. Dieses Wälzlager 6 mit den zylindrischen Wälzkörpern 7 stellt ein Radiallager dar, welches auf Grund der zylind­ rischen Wälzkörper 7 axiale Kräfte nicht aufnimmt. Die Nockenwelle 1 ist im Bereich des Lagers 6 an ihrer Umfangs­ fläche 8 in einer Weise bearbeitet, daß diese Umfangsfläche unmittelbar die Lauffläche für die Wälzkörper 7 bildet.In Fig. 1, 1 denotes a camshaft, the cams are designated 2 . The camshaft 1 is mounted in a housing 3 , a roller bearing 6 with cylindrical roller bodies 7 being arranged on each of the two end faces 4 and 5 . This roller bearing 6 with the cylindrical rolling elements 7 represents a radial bearing, which 7 does not absorb axial forces due to the cylindrical rolling elements 7 . The camshaft 1 is in the region of the bearing 6 on its circumferential surface 8 processed in such a way that this circumferential surface directly forms the running surface for the rolling elements 7 .

Bei der Darstellung nach Fig. 1 ist mittig ein Axial­ gleitlager 9 vorgesehen, welches die Nockenwelle 1 gegen axiale Verschiebung in Richtung des Doppelpfeiles 10 ab­ stützt. Das Gleitlager 9 ist am Gehäuse 3 festgelegt. Eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der Nockenwelle 1 und des Gehäuses 3 wirkt sich bei einer derartigen mittigen Abstützung durch ein Gleitlager 9 zu beiden Seiten des Gleitlagers in entsprechend verringertem Maße aus, als dies bei einer einseitigen axialen Abstützung über die gesamte Länge der Nockenwelle 1 der Fall wäre.In the illustration of FIG. 1 is an axial sliding bearing 9 is provided centrally, which supports the camshaft 1 against axial displacement in the direction of the double arrow 10 from. The plain bearing 9 is fixed on the housing 3 . A different thermal expansion of the camshaft 1 and the housing 3 has a correspondingly reduced effect with such a central support by a slide bearing 9 on both sides of the slide bearing than would be the case with one-sided axial support over the entire length of the camshaft 1 .

Aus Fig. 2 ist die Festlegung des axialen Gleitlagers 9 am Gehäuse 3 ersichtlich. Es sind zur Festlegung des Gleit­ lagers Schrauben 11 vorgesehen, und das Gleitlager 9 ist als Halbschale ausgebildet und der Kraftangriffsstelle am Nocken etwa gegenüberliegend angeordnet. Die auf die Pumpenkolben wirksamen Kräfte, welche in Richtung des Pfeiles 13 wirken, können mit einer derartigen Gleitlagerkonstruktion in radia­ ler Richtung abgestützt werden, so daß ein Durchbiegen der Nockenwelle 1 vermieden wird.From Fig. 2, the determination of the axial sliding bearing 9 on the housing 3 can be seen. Screws 11 are provided for fixing the sliding bearing, and the sliding bearing 9 is designed as a half-shell and the force application point on the cam is arranged approximately opposite one another. The forces acting on the pump piston, which act in the direction of arrow 13 , can be supported with such a slide bearing construction in the radial direction, so that bending of the camshaft 1 is avoided.

Bei der Ausbildung nach Fig. 3 ist das Axialgleitlager 9 nahe der reglerseitigen Stirnseite 4 des Gehäuses 3 angeord­ net. Auf diese Weise werden die axialen Kräfte aus einem allfälligen Antrieb der Pumpe über eine Schrägverzahnung und weiters die Reaktionskräfte beispielsweise eines Schwenk­ federreglers nahe der ersten Radiallagerung abgestützt. Damit werden axiale Verschiebungen des reglerseitigen Nockenwellen­ endes vermieden bzw. gering gehalten und die Genauigkeit des Reglereingriffes wird damit wesentlich verbessert. Die Ausbildung des Axialgleitlagers kann, wie in den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich, so erfolgen, daß das Axialgleitlager an benachbarten Anlaufbunden 14 an der Nockenwelle in axialer Richtung abgestützt ist. Alternativ kann naturgemäß eine beliebige Konstruktion des axialen Gleitlagers zur Abstützung der axialen Kräfte vorgesehen sein, und es kann beispiels­ weise an Stelle einer Abstützung zu beiden Seiten des Axial­ gleitlagers eine in das Axialgleitlager eintauchende Lager­ scheibe vorgesehen sein, wodurch thermische Längenänderungen einen noch geringeren Einfluß auf das Lagerspiel haben. In the embodiment according Fig. 3, the sliding thrust bearings 9 of the casing 3 close to the net angeord regulator-side end face 4. In this way, the axial forces from a possible drive of the pump are supported via helical teeth and furthermore the reaction forces, for example of a swivel spring regulator, near the first radial bearing. Thus, axial displacements of the end of the camshaft on the controller side are avoided or kept low, and the accuracy of the control intervention is thus significantly improved. As shown in Figs. 1, 2 and 3, the design of the axial sliding bearing can be seen, be such that the axial thrust bearing is supported on the adjacent run-up collars 14 on the camshaft in the axial direction. Alternatively, of course, any construction of the axial plain bearing can be provided to support the axial forces, and it can be provided, for example, instead of a support on both sides of the axial plain bearing, a plunging into the axial plain bearing, whereby thermal changes in length have an even smaller influence have the camp clearance.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

 1 Nockenwelle
 2 Nocken
 3 Gehäuse
 4 Stirnseite
 5 Stirnseite
 6 Wälzlager
 7 Wälzkörper
 8 Umfangsfläche
 9 Axialgleitlager
10 Axiale Verschieberichtung
11 Schrauben
13 Kraftrichtung
14 Anlaufband 1 camshaft
2 cams
3 housing
4 end face
5 end face
6 roller bearings
7 rolling elements
8 peripheral surface
9 axial plain bearings
10 Axial displacement direction
11 screws
13 Direction of force
14 infeed conveyor

Claims (4)

1. Lagerung für die Nockenwelle einer Einspritzpumpe für Brennkraftmaschinen, bei welcher die Nockenwelle an einer Stelle ihrer Länge in einem Gleitlager gegen axiale Verschie­ bung gesichert gelagert ist und die anderen Lager der Nocken­ welle als lediglich radiale Kräfte aufnehmende Wälzlager, insbesondere mit zylinderförmigen Wälzkörpern, ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (9) zwischen zwei benachbarten Nocken (2) angeordnet ist.1. Bearing for the camshaft of an injection pump for internal combustion engines, in which the camshaft is secured at a point along its length in a slide bearing against axial displacement and the other bearings of the camshaft are designed as radial bearings that absorb only radial forces, in particular with cylindrical rolling elements are characterized in that the axial bearing ( 9 ) is arranged between two adjacent cams ( 2 ). 2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (9) etwa mittig im Gehäuse (3) angeordnet ist.2. Bearing according to claim 1, characterized in that the axial bearing ( 9 ) is arranged approximately centrally in the housing ( 3 ). 3. Lagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Axialgleitlager (9) halbkreisförmig und als Radialstützlager an der der Kraftangriffsstelle (12) am Nocken etwa gegenüberliegenden Seite des Gehäuses (3) ausge­ bildet und angeordnet ist.3. Bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the axial sliding bearing ( 9 ) semicircular and as a radial support bearing on the force application point ( 12 ) on the cam approximately opposite side of the housing ( 3 ) forms and is arranged. 4. Lagerung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Axialgleitlager (9) an Anlaufbunden (14) an der Nockenwelle (1) abgestützt ist.4. Bearing according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the axial sliding bearing ( 9 ) is supported on thrust collars ( 14 ) on the camshaft ( 1 ).