DE9320451U1

DE9320451U1 - Camshaft arrangement with interlocking shaft elements

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Publication number: DE9320451U1
Application number: DE9320451U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-03-03
Filing date: 1993-03-03
Publication date: 1994-09-15
Anticipated expiration: 2003-03-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung für ventilgesteuerte Verbrennungsmotoren mit zwei ineinanderliegenden Wellenelementen, die ineinander gelagert und relativ zueinander um einen begrenzten Winkel verdrehbar oder einen begrenzten Axialweg verschiebbar sind und es ermöglichen, bei SOHC-Motoren die Einlaßnocken gegenüber den Auslaßnocken zu verstellen. Die zweite Art der Verstellung setzt in axialer Richtung veränderliche Nockenkonturen an einem Wellenelement voraus. Hiermit ist es möglich, die Steuerzeiten des Einlaßventils im Motorbetrieb zu verändern und so eine verbesserte Drehmomentcharakteristik, gerineren Kraftstoffverbrauch und verbesserte Abgaswerte zu erzielen. Dies ist in besonderem Maße für Dieselmotoren (aufgeladen) interessant. Bei einer derartigen Nockenwelle sind nachstehend als Innennocken bezeichnete Nocken mit der Innenwelle und nachstehend als Außennocken bezeichnete Nocken mit der Außenwelle verbunden. Hierbei weist die Außenwelle den Befestigungsteilen der Innennocken zugeordnete Wandöffnungen auf und die Innennocken in Wellenrichtung offene teilkreisförmige Schlitze auf, durch die durch die Wandöffnungen getrennte Fingerbereiche der Außenwelle hindurchtreten.The invention relates to a camshaft arrangement for valve-controlled internal combustion engines with two nested shaft elements that are mounted one inside the other and can be rotated relative to one another by a limited angle or displaced by a limited axial path and make it possible to adjust the intake cams relative to the exhaust cams in SOHC engines. The second type of adjustment requires cam contours on a shaft element that can be changed in the axial direction. This makes it possible to change the control times of the intake valve during engine operation and thus achieve improved torque characteristics, lower fuel consumption and improved exhaust emissions. This is particularly interesting for diesel engines (charged). In such a camshaft, cams, hereinafter referred to as inner cams, are connected to the inner shaft and cams, hereinafter referred to as outer cams, are connected to the outer shaft. The outer shaft has wall openings associated with the fastening parts of the inner cams and the inner cams have part-circular slots open in the direction of the shaft through which finger areas of the outer shaft separated by the wall openings pass.

Anordnungen dieser Art sind aus der DE 39 43 427 Cl bekannt. Hierbei ist vorgeschlagen worden, die Innennocken ebenso wie die Außennocken mit Abschnitten der Innenwelle bzw. Außenwelle einstückig herzustellen und diese dann zusammenzufügen oder durchArrangements of this type are known from DE 39 43 427 Cl. It was proposed that the inner cams as well as the outer cams be manufactured in one piece with sections of the inner shaft or outer shaft and then joined together or

Einschieben und Aufweiten der entsprechenden Welle kraftschlüssig mit dieser zu verbinden oder nach dem Einschieben der entsprechenden Welle mit dieser zu Verschweißen. Im ersten Fall werden komplizierte Bauteile erforderlich, da einfache Rohroder Stangenabschnitte für die Wellen nicht mehr verwendet werden können. Im zweiten Fall werden relativ aufwendige Techniken eingesetzt, um eine drehmomentfeste Verbindung sicherstellen zu können.Inserting and expanding the corresponding shaft to connect it with a force fit or welding it to it after inserting the corresponding shaft. In the first case, complicated components are required because simple pipe or rod sections can no longer be used for the shafts. In the second case, relatively complex techniques are used to ensure a torque-resistant connection.

Aus der DE 39 43 426 Cl sind Nockenwellenanordnungen der genannten Art bekannt, bei denen die Innennocken mittels radial durchgesteckter Stifte auf der Innenwelle festgelegt sind. Für die Verbindung der Außennocken mit der Außenwelle ist hierbei nur ein Kraftschluß oder Stoffschluß vorgesehen, wobei rein zylindrische Flächenpaarungen durch Aufweiten bzw. Schrumpfen oder durch Schweißen bzw. Löten miteinander verbunden werden.Camshaft arrangements of the type mentioned are known from DE 39 43 426 Cl, in which the inner cams are fixed to the inner shaft by means of radially inserted pins. For the connection of the outer cams to the outer shaft, only a frictional connection or material connection is provided, whereby purely cylindrical surface pairs are connected to one another by expanding or shrinking or by welding or soldering.

Aus der DE 40 08 908 C2 ist es schließlich bekannt, Innennocken auf der Innenwelle mit sich radial gegenüberliegenden Formeingriff smitteln unter vorübergehender elastischer Verformung der Innennocken zu befestigen. Für die Befestigung der Außennocken auf der Außenwelle werden die bekannten Verfahren eines Kraftschlusses durch Aufweiten der Welle vorausgesetzt.Finally, it is known from DE 40 08 908 C2 to fasten inner cams to the inner shaft with radially opposing form engagement means with temporary elastic deformation of the inner cams. The known methods of a frictional connection by expanding the shaft are required for fastening the outer cams to the outer shaft.

Bei den vorstehend genannten Wellen ist es von Nachteil, daß als Voraussetzung für das Herstellen der genannten kraftschlüssigen Verbindungen mittels plastischem Aufweiten der Wellenteile oder mittels Schrumpfen der Nocken sehr genau bearbeitete Oberflächen gefordert werden und genaue Passungen erforderlich sind, um eine drehmomentbelastbare Verbindung herzustellen. Unter hoher Belastung können sich die Verbindungen zweitweise mit der Folge lösen, daß der Nocken auf der Welle verdreht wird. Dies kann zu Totalschäden am. Verbrennungsmotor führen. Die Verfahren zumThe disadvantage of the shafts mentioned above is that very precisely machined surfaces are required as a prerequisite for producing the above-mentioned frictional connections by plastically expanding the shaft parts or by shrinking the cams, and precise fits are necessary in order to produce a connection that can withstand torque. Under high loads, the connections can temporarily come loose, with the result that the cam is twisted on the shaft. This can lead to total damage to the combustion engine. The methods for

Herstellen eines StoffSchlusses mittels Löten oder Schweißen sind zeitaufwendig und für eine Massenproduktion nicht geeignet.Creating a material seal by soldering or welding is time-consuming and not suitable for mass production.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nockenwellenanordnung der genannten Art bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln herstellbar ist und drehmomentfeste Verbindungen hoher Genauigkeit zwischen Nocken und Welle sicherstellt. Based on this, it is the object of the present invention to provide a camshaft arrangement of the type mentioned, which can be produced using simple means and ensures torque-resistant connections of high precision between the cam and the shaft.

Die Lösung besteht darin, daß die Innennocken mit der Innenwelle durch Formschlußmittel verbunden sind und daß die Außennocken durch Formschlußmittel mit der Außenwelle verbunden sind.The solution consists in the inner cams being connected to the inner shaft by means of positive locking and the outer cams being connected to the outer shaft by means of positive locking.

Die erfindungsgemäßen Anordnungen sind gegenüber solchen mit kraftschlüssiger Befestigung einfacher und billiger herzustellen und genauer in der Zentrizität und der Winkellage der befestigten Nocken. Auch deren Kontur kann mit geringeren Toleranzen eingehalten werden.The arrangements according to the invention are simpler and cheaper to manufacture than those with force-locking fastening and are more precise in the centricity and angular position of the fastened cams. Their contour can also be maintained with smaller tolerances.

Nach einer ersten Ausgestaltung wird vorgesehen, daß Längsverzahnungen als Formeingriffsmittel an der Außenwelle und den Außennocken vorgesehen sind. Derartige Verzahnungen sind im Nocken durch axiales Räumen einfach herzustellen, während sie auf der zugeordneten Außenwelle eingerollt werden können. Die Verzahnungen können jeweils abschnittsweise auf einzelnen kurzen Wellenstücken ausgeführt werden, an denen zugleich Axialanschläge für die Nocken hergestellt werden können. Nach dem Aufschieben der Nocken können diese mit Sicherungsringen axial gesichert werden. Die einzelnen Abschnitte der Außenwelle werden nach Montage mit der Innenwelle schrittweise miteinander verschweißt. Je nach Befestigungsart der Innennocken auf der Innenwelle istAccording to a first embodiment, longitudinal gears are provided as a form engagement means on the outer shaft and the outer cams. Such gears can be easily produced in the cam by axial broaching, while they can be rolled onto the associated outer shaft. The gears can be made in sections on individual short shaft pieces, on which axial stops for the cams can also be made. After the cams have been pushed on, they can be axially secured with locking rings. The individual sections of the outer shaft are welded together step by step after assembly with the inner shaft. Depending on the type of fastening of the inner cams on the inner shaft,

es auch möglich, eine durchgehende Außenwelle mit einer durchgehenden Verzahnung zu verwenden, wobei dann zwischen den einzelnen Nocken Distanzstücke aufgeschoben werden können.It is also possible to use a continuous external shaft with continuous teeth, whereby spacers can then be pushed between the individual cams.

Nach einer zweiten Ausführung ist vorgesehen, daß zumindest jeweils ein die Außenwelle und die Außennocken durchsetzender Stift die Formeingriffsmittel darstellt. Eine formschlüssige Lösung dieser Art ist besonders kostengünstig herzustellen. Die Verbindung kann hergestellt werden, indem ein einstückiger Stift durch den gesamten Wellendurchmesser und in den Bereich der Nockenüberhöhung eingeschoben wird. Jeweils zwei einzelne radiale Stifte können auch vorteilhafterweise in eine axial an die Außennocken sich einstückig anschließende Hülse eingesteckt werden und die Verbindung mit der Außenwelle herstellen.According to a second embodiment, at least one pin passing through the outer shaft and the outer cams represents the form engagement means. A form-fitting solution of this type is particularly cost-effective to produce. The connection can be made by inserting a one-piece pin through the entire shaft diameter and into the area of the cam elevation. Two individual radial pins can also advantageously be inserted into a sleeve that is axially connected to the outer cams in one piece and establishes the connection with the outer shaft.

Nach einer weiteren Ausführung kann vorgesehen werden, daß sich radial gegenüberliegende umfangsbegrenzte Teilprofileingriffe, die Formeingriffsmittel bilden, und auf dem übrigen Umfang einen Spalt zwischen Außennocken und Außenwelle vorgesehen ist. Hiermit können die Außennocken auf der Außenwelle durch elastisches Verformen, das ein Spiel am Formeingriff erzeugt, aufgeschoben werden und anschließend durch Entlasten auf der Außenwelle festgelegt werden. Dies ist ebenfalls eine besonders einfache und billige Art der Herstellung der Verbindung.According to a further embodiment, it can be provided that radially opposing circumferentially limited partial profile engagements, which form the mold engagement means, and a gap is provided on the remaining circumference between the outer cam and the outer shaft. This allows the outer cams to be pushed onto the outer shaft by elastic deformation, which creates play at the mold engagement, and then fixed to the outer shaft by unloading. This is also a particularly simple and inexpensive way of producing the connection.

Die Außenwelle kann aus einzelnen axialen Abschnitten zusammengesetzt werden, die jeweils nach dem Aufschieben auf die Innenwelle und Durchstecken der Wellenabschnitte durch längsverlaufende Schlitze in den Innennocken zu der Außenwelle verschweißt werden. Für den Fall, daß die Verbindung der Innenwelle mit den Innennocken ebenfalls durch einen die Nocken radial durchdringenden Stift hergestellt wird, ist auch die Verwendung einer einstückigen Außenwelle möglich, die nur sich gegenüberliegendeThe outer shaft can be made up of individual axial sections, which are welded to the outer shaft after being pushed onto the inner shaft and the shaft sections are pushed through longitudinal slots in the inner cams. In the event that the connection between the inner shaft and the inner cams is also made by a pin that radially penetrates the cams, it is also possible to use a one-piece outer shaft that only has opposing

Umfangsschlitze aufweisen muß, durch die die genannten Stifte zur Befestigung der Innennocken mit der Innenwelle durchgesteckt werden können.Must have circumferential slots through which the pins mentioned can be inserted for fastening the inner cams to the inner shaft.

Eine erste Ausgestaltung für die Verbindung der Innennocken auf der Innenwelle geht dahin, daß die Innennocken ausschließlich mit zwei sich radial gegenüberliegenden Teilbereichen mit der Innenwelle in Verbindung stehen und in Umfangsrichtung formschlüssig mit dieser zusammenwirken, wobei die Schlitze zwischen Innenoberflächen der Nocken und der Außenoberfläche der Innenwelle ausgebildet sind. Der Wirkmechanismus wurde bereits oben im Zusammenhang mit der Außenwelle beschrieben.A first design for the connection of the inner cams to the inner shaft is that the inner cams are connected to the inner shaft exclusively with two radially opposite partial areas and interact with it in a form-fitting manner in the circumferential direction, with the slots being formed between the inner surfaces of the cams and the outer surface of the inner shaft. The mechanism of action has already been described above in connection with the outer shaft.

Nach einer anderen Variante kann vorgesehen sein, daß die Innennocken über dem. ganzen Umfang mit der Innenwelle über Längsverzahnungen im Eingriff sind, wobei die Schlitze für das Durchstecken der Außenwelle im vollen Material der Innennocken ausgebildet sind.According to another variant, it can be provided that the inner cams are in engagement with the inner shaft over the entire circumference via longitudinal gearing, whereby the slots for the passage of the outer shaft are formed in the full material of the inner cams.

Eine bereits angesprochene dritte Ausführuncf liegt darin, daß die Innennocken mittels jeweils eines radial durchgehenden Stiftes mit der Innenwelle verbunden sind, wobei die Schlitze für das Durchstecken der Außenwelle durch einen Umfangsspalt zwischen Innennocken und Innenwelle gebildet werden, der ausschließlich durch den jeweiligen Stift unterbrochen ist.A third embodiment, already mentioned, is that the inner cams are connected to the inner shaft by means of a radially continuous pin, whereby the slots for the passage of the outer shaft are formed by a circumferential gap between the inner cam and the inner shaft, which is only interrupted by the respective pin.

Auch der Aufbau der Innenwelle ist wahlweise so, daß die Innenwelle aus einzelnen axialen Segmenten zusammengesetzt ist, die miteinander verschweißt sind, oder so, daß die Innenwelle einstückig ausgebildet ist.The structure of the inner shaft is also optionally such that the inner shaft is composed of individual axial segments that are welded together, or such that the inner shaft is formed in one piece.

Für die Innenwelle ist die Verwendung eines durchgehenden Wellenrohres möglich. Die Innenwelle kann jedoch ebenso wie dieFor the inner shaft, the use of a continuous shaft tube is possible. However, the inner shaft can be used just like the

Außenwelle auch aus einzelnen Längsabschnitten zusammengesetzt sein.The outer shaft can also be composed of individual longitudinal sections.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfinduncf sind in den Zeichnungen dargestellt.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Welle im Längsschnitt in einer ersten Ausführung;Fig. 1 shows a shaft according to the invention in longitudinal section in a first embodiment;

Fig. la zeigt einen Querschnitt durch eine Welle nach Fig. 1 entlang der Linie A-A;Fig. la shows a cross-section through a shaft according to Fig. 1 along the line A-A;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Welle im Längsschnitt in einer zweiten Ausführung;Fig. 2 shows a shaft according to the invention in longitudinal section in a second embodiment;

Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch eine! Welle nach Fig. 2 entlang der Linie A-A;Fig. 2a shows a cross-section through a shaft according to Fig. 2 along the line A-A;

Fig. 3a zeigt einen Querschnitt durch einen Außennocken und eine Außenwelle zur Kombination mit einer Welle nach Fig. 3c bis Fig. 3e in einer ersten Ausführung;Fig. 3a shows a cross section through an outer cam and an outer shaft for combination with a shaft according to Fig. 3c to Fig. 3e in a first embodiment;

Fig. 3b zeigt einen Querschnitt durch einen Außennocken und eine Außenwelle zur Kombination mit einer Welle nach Fig. 3c bis Fig. 3e in einer zweiten Ausführung;Fig. 3b shows a cross section through an external cam and an external shaft for combination with a shaft according to Fig. 3c to Fig. 3e in a second embodiment;

Fig. 3c zeigt einen Querschnitt durch eine Innenwelle und einen Innennocken als Einzelheit zur Kombination mit einer Außenwelle nach Fig. 3a oder Fig. 3b in einer ersten Ausführung;Fig. 3c shows a cross section through an inner shaft and an inner cam as a detail for combination with an outer shaft according to Fig. 3a or Fig. 3b in a first embodiment;

Fig. 3d zeigt einen Querschnitt durch eine Innenwelle und einen Innennocken als Einzelheit zur Kombination mit einer Außenwelle nach Fig. 3a oder Fig. 3b in einer zweiten Ausführung;Fig. 3d shows a cross section through an inner shaft and an inner cam as a detail for combination with an outer shaft according to Fig. 3a or Fig. 3b in a second embodiment;

Fig. 3e zeigt einen Querschnitt durch eine Innenwelle und einen Innennocken als Einzelheit zur Kombination mit einer Außenwelle nach Fig. 3a oder Fig. 3b in einer dritten Ausführung.Fig. 3e shows a cross section through an inner shaft and an inner cam as a detail for combination with an outer shaft according to Fig. 3a or Fig. 3b in a third embodiment.

Figur 1 zeigt eine Nockenwellenanordnung 1 mit einer Außenwelle 2, die Außennocken 3a - 3d auf ihrem Außenumfang trägt, sowie mit einer Innenwelle 4, die Innennocken 5a, 5b, 5c und 5d auf ihrem Außenumfang trägt. Die Außenwelle ist. aus gleichartigen ersten Längsabschnitten 6a - 6d sowie einem mittleren Längsabschnitt 6_m zusammengesetzt, während die Innenwelle 4 einstückig ist. Die Längsabschnitte bestehen jeweils aus einem Zylinderabschnitt 7 mit einer äußeren Wellenverzahnung 8 und daran anschließenden sich radial gegenüberliegenden Fingerabschnitten 9_lr 9₂. Hiervon sind nur jeweils die Fingerabschnitte 9_bl und 9_b2 und 9_dl, 9_d2 der Längsabschnitte 6b und 6d erkennbar. Die entsprechenden Fingerabschnitte der Längsabschnitte 6a und 6c liegen vor und hinter der Zeichnungsebene. Diese Fingerabschnitte durchdringen teilkreisförmige Umfangsschlitze 1O₁, 1O₂ von zugeordneten Innennocken 5b und 5d. Die entsprechenden Umfangsschlitze an den Innennocken 5a und 5c sind ebenfalls vor und hinter der Zeichnungsebene anzunehmen. Auf die Zylinderabschnitte 7 mit den Außenverzahnungen 8 sind die Außennocken 3 sowie Lagerschalen ll_a - ll_d axial aufgeschoben. Die Lagerschalen laufen in entsprechenden Gleitlagern 12_a - 12_d. Der mittlere Rohrabschnitt 6_m ist außen als Zylinder ausgebildet und läuft unmittelbar in einem Lager 12_m. Die ebenfalls rohrförmige Innenwelle 4 hat auf derFigure 1 shows a camshaft arrangement 1 with an outer shaft 2 which has outer cams 3a - 3d on its outer circumference, and with an inner shaft 4 which has inner cams 5a, 5b, 5c and 5d on its outer circumference. The outer shaft is composed of similar first longitudinal sections 6a - 6d and a middle longitudinal section _6m , while the inner shaft 4 is in one piece. The longitudinal sections each consist of a cylinder section 7 with an outer shaft toothing 8 and adjoining radially opposite finger sections _9lr _92. Of these, only the finger sections _9bl and _9b2 and _9dl , _9d2 of the longitudinal sections 6b and 6d can be seen. The corresponding finger sections of the longitudinal sections 6a and 6c are in front of and behind the drawing plane. These finger sections penetrate part-circular circumferential slots 1O ₁ , 1O ₂ of associated inner cams 5b and 5d. The corresponding circumferential slots on the inner cams 5a and 5c are also to be assumed in front of and behind the drawing plane. The outer cams 3 and bearing shells 11 _a - 11 _d are pushed axially onto the cylinder sections 7 with the external gears 8. The bearing shells run in corresponding plain bearings 12 _a - 12 _d . The middle tube section 6 _m is designed as a cylinder on the outside and runs directly in a bearing 12 _m . The inner shaft 4, which is also tubular, has on the

gesamten Länge eine Außenverzahungen 15, auf der die Innennocken 5_a - 5_d aufsitzen. Die Montage der Innennocken auf der Innenwelle und das Zusammensetzen der Längsabschnitte der Außenwelle mit den Außennocken erfolgt axial von der Mitte nach außen. Auf die in den Mittelabschnitt 6_m eingesteckte Innenwelle 4 werden zunächst die Innennocken 5b und 5c aufgeschoben, anschließend werden die Längsabschnitte 6b und 6 c mit dem mittleren Längsabschnitt 6_m verschweißt, wobei die Fingerabschnitte 9 dieser Längsabschnitte durch die Umgangsschlitze 10 in den genannten Innennocken 5_b und 5_C hindurchgesteckt werden. Die Längsabschnitte 6b und 6c können dabei bereits die entsprechenden Außennocken 3b und 3c sowie die entsprechenden Lagerschalen 11b und lld tragen. Anschließend werden die Innennocken 5a und 5d auf die Innenwelle 4 aufgezogen. Dann werden wiederum die Längsabschnitte 6a und 6d aufgeschoben, wobei die Fingerabschnitte 9 durch die Umfangsschlitze 10 der zuletzt genannten Innennocken 5a und 5d hindurchgesteckt werden und anschließend die entsprechenden Längsabschnitte 6 miteinander verschweißt werden. Die Längsabschnitte 6a und 6d können dabei bereits die zugeordneten Außennocken 3a, 3d und Lagerhülsen 11a, lld tragen.entire length an external gear 15 on which the inner cams 5 _a - 5 _d sit. The assembly of the inner cams on the inner shaft and the assembly of the longitudinal sections of the outer shaft with the outer cams takes place axially from the middle outwards. First the inner cams 5b and 5c are pushed onto the inner shaft 4 inserted into the middle section 6 _m , then the longitudinal sections 6b and 6 c are welded to the middle longitudinal section 6 _m , with the finger sections 9 of these longitudinal sections being pushed through the circumferential slots 10 in the aforementioned inner cams 5 _b and 5 _c . The longitudinal sections 6b and 6c can already carry the corresponding outer cams 3b and 3c as well as the corresponding bearing shells 11b and 11d. The inner cams 5a and 5d are then pulled onto the inner shaft 4. Then the longitudinal sections 6a and 6d are pushed on again, the finger sections 9 being pushed through the circumferential slots 10 of the last-mentioned inner cams 5a and 5d and the corresponding longitudinal sections 6 then being welded together. The longitudinal sections 6a and 6d can already carry the associated outer cams 3a, 3d and bearing sleeves 11a, 11d.

Im Querschnitt nach Figur 1 ist die Außenverzahnung 15 an der Innenwelle 4 erkennbar. Auf diese sitzt ein Nocken 5a mit einer Innenverzahnung 14 auf. Längsverlaufende Ausnehmungen im Innennocken, die sich paarweise gegenüberliegen, bilden die Umfangsschlitze 10. Durch diese treten die Fingerabschnitte 9a des Längsabschnitts 6a der Außenwelle hindurch. Auf die nicht sichtbare Außenverzahnung des Längsabschnitts 6a ist der Außennocken 3a, der innen ringsum eine Innenverzahnung aufweist, formschlüssig aufgeschoben. Aufgrund des Verhältnisses der Umfangswinkel von Fingern 9 und Schlitzen 10 sind die Wellenelemente 2, 3 beschränkt gegeneinander verdrehbar.In the cross section according to Figure 1, the external toothing 15 on the inner shaft 4 can be seen. A cam 5a with internal toothing 14 sits on this. Longitudinal recesses in the inner cam, which are opposite each other in pairs, form the circumferential slots 10. The finger sections 9a of the longitudinal section 6a of the outer shaft pass through these. The outer cam 3a, which has internal toothing all around the inside, is pushed in a form-fitting manner onto the invisible external toothing of the longitudinal section 6a. Due to the ratio of the circumferential angles of the fingers 9 and slots 10, the shaft elements 2, 3 can only be rotated against each other to a limited extent.

Figur 2 zeigt eine Nockenwellenanordnung 101 mit einer Außenwelle 102, die Außennocken 103a - 103d auf ihrem Außenumfang trägt, sowie mit einer Innenwelle 104, die Innennocken 105a, 105b, 105c und 105d mit radialem Abstand trägt. Die Innennocken 105 besitzen jeweils Hülsenansätze 122 durch die Befestigungsstifte 123 radial hindurchgesteckt sind. Die Befestigungsstifte 123 sitzen im Festsitz in den Hülsenansätzen und in Durchgangsbohrungen der Innenwelle 104. Sie durchdringen die Längsabschnitte 106 der Außenwelle 102 in Umfangsschlitzen, die hier nicht im einzelnen erkennbar sind. Die Außenwelle 102 ist aus
ersten Längsabschnitten 106a und 106d, zweiten Längsabschnitten 106b und 106c sowie einem mittleren Längsabschnitt 106m zusammengesetzt, während die Innenwelle 104 einstückig ist. Die Längsabschnitte bestehen - mit Ausnahme des mittleren - jeweils aus einem Zylinderabschnitt 107 mit einer äußeren Wellenverzahnung 108; die äußeren Längsabschnitte 106a, 106d haben eine Erweiterung 120, in der jeweils eine Lagerbuchse 121 einsitzt. Die Längsabschnitte 106 mit den Außenverzahnungen 108 sind jeweils die Außennocken 103 sowie Lagereinheiten 11 axial aufgeschoben. Der mittlere Längsabschnitt 106m ist. außen als glatter Zylinder ausgebildet und läuft in einem Lager Ulm. Die Montage der Gesamtanordnung erfolgt axial von der Mitte nach außen. Auf den Mittelabschnitt 106 mit eingesteckter Innenwelle 104 werden zunächst das mittlere Lager Ulm und die Nocken 105b und 105c aufgeschoben. Diese werden durch Einsetzen der Stifte 123b und 123c auf der Innenwelle 104 befestigt. Anschließend werden die Langsabschnitte 106b und 106c mit dem mittleren Längsabschnitt 106m verschweißt. Die Langsabschnitte 106b und 106c können dabei bereits die entsprechenden Außennocken 103b und 103c tragen. Anschließend werden die entsprechenden Lager 111 und die Nocken 105a und 105d aufgeschoben und letztere wie oben beschrieben mitFigure 2 shows a camshaft arrangement 101 with an outer shaft 102, which carries outer cams 103a - 103d on its outer circumference, and with an inner shaft 104, which carries inner cams 105a, 105b, 105c and 105d at a radial distance. The inner cams 105 each have sleeve projections 122 through which fastening pins 123 are inserted radially. The fastening pins 123 are firmly seated in the sleeve projections and in through holes of the inner shaft 104. They penetrate the longitudinal sections 106 of the outer shaft 102 in circumferential slots, which cannot be seen in detail here. The outer shaft 102 is made of
first longitudinal sections 106a and 106d, second longitudinal sections 106b and 106c and a middle longitudinal section 106m, while the inner shaft 104 is one piece. The longitudinal sections - with the exception of the middle one - each consist of a cylinder section 107 with an external shaft toothing 108; the outer longitudinal sections 106a, 106d have an extension 120 in which a bearing bush 121 is seated. The outer cams 103 and bearing units 11 are axially pushed onto the longitudinal sections 106 with the external toothing 108. The middle longitudinal section 106m is designed as a smooth cylinder on the outside and runs in a bearing Ulm. The entire arrangement is assembled axially from the middle to the outside. The middle bearing Ulm and the cams 105b and 105c are first pushed onto the middle section 106 with the inserted inner shaft 104. These are attached to the inner shaft 104 by inserting the pins 123b and 123c. The longitudinal sections 106b and 106c are then welded to the middle longitudinal section 106m. The longitudinal sections 106b and 106c can already carry the corresponding outer cams 103b and 103c. The corresponding bearings 111 and the cams 105a and 105d are then pushed on and the latter are secured to the middle longitudinal section 106m as described above.

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der Innenwelle 104 verbunden. Dann werden wiederum Längsabschnitte 106a, 106d aufgeschoben, die Längsabschnitte 106 miteinander verschweißt. Die Längsabschnitte 106a und 106c tragen dabei bereits die zugeordneten Nocken 103a, 103d und die Lager lila, llld. Die Lager werden dann axial durch Hülsen 124a, 124d festgelegt. Jeweils zwischen Lagern und Nocken befinden sich nicht näher bezeichnete Distanzhülsen auf der Außenwelle 102.the inner shaft 104. Then longitudinal sections 106a, 106d are pushed on again, the longitudinal sections 106 are welded together. The longitudinal sections 106a and 106c already carry the associated cams 103a, 103d and the bearings 111, 112. The bearings are then axially fixed by sleeves 124a, 124d. Between the bearings and cams there are unspecified spacer sleeves on the outer shaft 102.

Im Querschnitt nach Figur 2 ist erkennbar, wie ein Innennocken 105a mittels eines radial in Richtung der Nockenerhebung durch eine angesetzte Hülse durchgesteckten Stiftes 123a auf der Innenwelle 104 festgelegt ist. Der Stift ist hierbei durch sich radial gegenüberliegende Umfangsschlitze 125 in einem Abschnitt 106 der Außenwelle durchgesteckt. Auf einer nicht sichtbaren Außenverzahnung dieses Abschnittes 106 sitzt der Außennocken 103b auf.In the cross-section according to Figure 2, it can be seen how an inner cam 105a is fixed to the inner shaft 104 by means of a pin 123a that is pushed through an attached sleeve in the direction of the cam elevation. The pin is pushed through radially opposite circumferential slots 125 in a section 106 of the outer shaft. The outer cam 103b sits on an invisible external toothing of this section 106.

Nach Figur 3 kann die Nockenbefestigung der Innennocken 205 mit der Innenwelle 204 in Kombination mit einer Nockenbefestigung der Außennocken 203 mit der Außenwelle 202 erfolgen. Die Schnitte 3a oder 3b sind gedanklich mit einem der Schnitte 3c bis 3e in Deckung zu bringen, wobei das Außenrohr hinter der Schnittebene fingerartig mit zwei Umfangsbereichen auszuführen ist.According to Figure 3, the cam fastening of the inner cam 205 to the inner shaft 204 can be carried out in combination with a cam fastening of the outer cam 203 to the outer shaft 202. The sections 3a or 3b are to be brought into alignment with one of the sections 3c to 3e, whereby the outer tube behind the cutting plane is to be designed in a finger-like manner with two circumferential areas.

In Figur 3b ist ein Außennocken 203'' entsprechend der Ausführung in Figur la im Querschnitt gezeigt. Das entsprechende Rohrsegment der Außenwelle 202'' ist hierbei axial außerhalb des Bereiches der Finger geschnitten und ist somit über dem Umfang vollständig dargestellt.In Figure 3b, an outer cam 203'' corresponding to the design in Figure la is shown in cross section. The corresponding tube segment of the outer shaft 202'' is cut axially outside the area of the fingers and is thus shown completely over the circumference.

In Figur 3c ist eine Innennocke 205' entsprechend der Ausführung in Figur la gezeigt, die in gleicher Weise auf eine InnenwelleIn Figure 3c, an inner cam 205' corresponding to the embodiment in Figure la is shown, which in the same way is mounted on an inner shaft

204' befestigt ist, wie dort dargestellt. Hierbei ist jedoch die Innenwelle 204' als Vollwelle ausgeführt.204', as shown there. However, the inner shaft 204' is designed as a solid shaft.

Figur 3d zeigt eine Abwandlung in der Weise,, daß die Umfangsschlitze 210'' voll aus dem Material der Nocke 205'' ausgeführt sind, so daß ein vollständiger Ringkörper 218'' mit Innenverzahnung auf der außen vollkommen über dem Umfang verzahnten Vollwelle 204" aufsitzt.Figure 3d shows a modification in that the circumferential slots 210'' are made entirely of the material of the cam 205'', so that a complete ring body 218'' with internal teeth sits on the solid shaft 204" which is completely toothed on the outside over the circumference.

In Figur 3e ist die Innennocke 205''' mit einer vollkommenen Durchgangsbohrung versehen. Die Innenwelle 204''' ist unprofiliert und als Vollwelle ausgeführt. Ein Stift 219''', der radial in Richtung der Nockenerhebung von außen eingesteckt ist, fixiert die Teile gegeneinander und bildet zugleich die Umfangsschlitze 210'' ' aus.In Figure 3e, the inner cam 205''' is provided with a complete through-hole. The inner shaft 204''' is unprofiled and designed as a solid shaft. A pin 219''', which is inserted radially from the outside in the direction of the cam elevation, fixes the parts against each other and at the same time forms the circumferential slots 210'''.

In Figur 3a ist eine Außenwelle 202' mit glatter Außenoberfläche vorgesehen, auf der ein Außennocken 203' aufsitzt. Die formschlüssige Verbindung der Teile erfolgt durch Stifte 219a, 219b, die in Richtung der Nockenerhebung eingesetzt sind, wobei das Einsetzen von der Gegenseite der Nockenerhebung aus erfolgt. Der Stift 319b hat hierbei einen größeren Durchmesser als der Stift 319a.In Figure 3a, an outer shaft 202' with a smooth outer surface is provided, on which an outer cam 203' sits. The positive connection of the parts is achieved by pins 219a, 219b, which are inserted in the direction of the cam elevation, with insertion taking place from the opposite side of the cam elevation. The pin 319b has a larger diameter than the pin 319a.

Claims

Dr. P. Amborn, 53819 Neunkirchen 06. Mai 1994 Dr. K. Greulich, 53547 Breitscheid Ne/Bl (0318) H. Riemscheid, 53797 Lohmar P92560DE20 Nockenwellenanordnung mit ineinanderliegenden Wellenelementen SchutzansprücheDr. P. Amborn, 53819 Neunkirchen 06. May 1994 Dr. K. Greulich, 53547 Breitscheid Ne/Bl (0318) H. Riemscheid, 53797 Lohmar P92560DE20 Camshaft arrangement with nested shaft elements Protection claims

1. Nockenwellenanordnung für ventilgesteuerte Verbrennungsmotoren mit zwei ineinanderliegenden Wellenelementen - Innenwelle und Außenwelle -·, die ineinander gelagert und relativ zueinander um einen begrenzten Winkel verdrehbar oder einen begrenzten Axialweg verschiebbar sind, wobei als Innennocken bezeichnete erste Nocken - insbesondere für die Einlaßventile - mit der Innenwelle und als Außennocken bezeichnete zweite Nocken - insbesondere für die Auslaßventile - mit der rohrförmigen Außenwelle verbunden sind, und die Außenwelle Wandöffnungen aufweist, die Befestigungselementen der Innennocken zugeordnet sind, und die Innennocken in Wellenrichtung offene teilkreisförmige Schlitze bilden, durch die Fingerbereiche der Axißenwelle hindurchtreten, 1. Camshaft arrangement for valve-controlled internal combustion engines with two nested shaft elements - inner shaft and outer shaft - which are mounted one inside the other and can be rotated relative to one another by a limited angle or displaced by a limited axial path, with first cams referred to as inner cams - in particular for the intake valves - being connected to the inner shaft and second cams referred to as outer cams - in particular for the exhaust valves - being connected to the tubular outer shaft, and the outer shaft having wall openings which are assigned to fastening elements of the inner cams, and the inner cams form part-circular slots which are open in the direction of the shaft and through which the finger areas of the axial shaft pass,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

daß die Innennocken mit der Innenwelle über Formschlußmittel verbunden sind, undthat the inner cams are connected to the inner shaft via form-locking means, and

daß die Außennocken durch Formschlußmittel mit der Außenwelle verbunden sind.that the outer cams are connected to the outer shaft by positive locking means.

2. Wellenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. Shaft arrangement according to claim 1,
characterized,

daß Längsverzahnungen als Formeingriffsmittel an der Außenwelle und in den Außennocken vorgesehen sind. (Fig. 3b)that longitudinal gear teeth are provided as form engagement means on the outer shaft and in the outer cams. (Fig. 3b)

3. Wellenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,3. Shaft arrangement according to claim 1,
characterized,

daß jeweils zumindest ein die Außenwelle und den Außennokken durchsetzender Stift die Formeingriffsmittel darstellt. (Fig. 3a)that at least one pin passing through the outer shaft and the outer cam represents the mold engagement means. (Fig. 3a)

4. Wellenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,4. Shaft arrangement according to claim 1,
characterized,

daß sich radial gegenüberliegende umfangsbegrenzte Keilprofileingriffe die Formeingriffsmittel bilden und auf dem übrigen Umfang ein Spalt zwischen Außennocken und Außenwelle vorgesehen ist. (ohne Figur)that radially opposite circumferentially limited wedge profile engagements form the form engagement means and a gap is provided on the remaining circumference between the outer cam and the outer shaft. (without figure)

5. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,5. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that

daß die Außenweile aus einzelnen axialen Segmenten zusammengesetzt ist, die miteinander verschweißt sind.that the outer shaft is composed of individual axial segments that are welded together.

6. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,6. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in

daß die Außenwelle einstückig ausgebildet ist.that the outer shaft is formed in one piece.

7. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,7. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in

daß die Außennocken gegenüber der Außenwelle axial fixiert sind, z. B. durch Sicherungsringe oder Distanzringe.that the outer cams are axially fixed relative to the outer shaft, e.g. by means of retaining rings or spacer rings.

8. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,8. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that

daß die Innennocken ausschließlich mit zwei sich radial gegenüberliegenden Teilbereichen mit der Innenwelle in Verbindung stehen und in Umfangsrichtung formschlüssig mit dieser zusammenwirken, wobei die Schlitze zwischen Innenoberflächen der Nocken und der Außenoberfläche der Innenwelle ausgebildet sind. (Fig. 3c)that the inner cams are connected to the inner shaft exclusively by two radially opposite partial areas and interact with it in a form-fitting manner in the circumferential direction, with the slots being formed between the inner surfaces of the cams and the outer surface of the inner shaft. (Fig. 3c)

9. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,9. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in

daß die Innennocken mit der Innenwelle über Längsverzahnungen im Eingriff sind, wobei die Schlitze: im vollen Material der Innennocken ausgebildet sind. (Fig. 3d)that the inner cams are in engagement with the inner shaft via longitudinal teeth, whereby the slots are formed in the solid material of the inner cams. (Fig. 3d)

10. Wellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,10. Shaft arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in

daß die Innennocken mittels jeweils eines radial durchgehenden Stiftes mit der Innenwelle verbunden sind, wobei die Schlitze durch einen Umfangsspalt zwischen Innennocken undthat the inner cams are connected to the inner shaft by means of a radially continuous pin, whereby the slots are separated by a circumferential gap between the inner cam and

Innenwelle gebildet werden, der ausschließlich durch den jeweiligen Stift unterbrochen ist. (Fig. 3e)inner shaft, which is only interrupted by the respective pin. (Fig. 3e)

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in

daß die Innenwelle aus einzelnen axialen Segmenten zusammengesetzt ist, die miteinander verschweißt sind.that the inner shaft is composed of individual axial segments that are welded together.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,12. Arrangement according to one of claims 1 to 13, characterized in

daß die Innenwelle einstückig ausgebildet ist.that the inner shaft is formed in one piece.