EP3842622B1 - Vorrichtung zum drehbaren lagern einer nockenwelle - Google Patents

Vorrichtung zum drehbaren lagern einer nockenwelle Download PDF

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EP3842622B1
EP3842622B1 EP21157914.9A EP21157914A EP3842622B1 EP 3842622 B1 EP3842622 B1 EP 3842622B1 EP 21157914 A EP21157914 A EP 21157914A EP 3842622 B1 EP3842622 B1 EP 3842622B1
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EP
European Patent Office
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bearing body
cylinder head
camshaft
bearing
fixing
Prior art date
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EP3842622A1 (de
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Peter Bogdanski
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
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Publication date
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/047—Camshafts
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    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0476—Camshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
    • F02F2007/0063—Head bolts; Arrangements of cylinder head bolts

Definitions

  • the invention relates to a device for rotatably supporting a camshaft.
  • Camshafts are required in combustion engines to control the intake and exhaust valves and are attached to a cylinder head in the cylinder crankcase of the combustion engine using so-called bearing blocks.
  • the bearing blocks can also be attached to a mounting frame.
  • the bearing blocks support the camshaft so that it can rotate. In order to achieve the smoothest possible bearing of the camshaft, it is necessary that the camshaft and the bearing blocks are aligned with respect to the cylinder head.
  • the DE 10 2011 081 483 A1 discloses a method for the simplified and precise positioning of a camshaft module with a camshaft and bearing blocks on a cylinder head.
  • the bearing blocks are attached to the camshaft in an axial direction and angularly aligned.
  • the camshaft is aligned with the cylinder head using two alignment elements.
  • the individual bearing blocks are screwed to the cylinder head while simultaneously or temporarily turning the camshaft.
  • a cylinder head for an internal combustion engine is known. At least one bearing block with a bearing half for a camshaft and a bearing half for a rocker arm axle for at least one rocker arm is provided on the cylinder head.
  • a first separate lubricant supply channel is provided in the cylinder head and a second separate lubricant supply channel is provided in the bearing block.
  • a first end of the second lubricant supply channel is connected to the first lubricant supply channel.
  • a second end of the second lubricant supply channel ends openly in a bearing surface for the rocker arm axle.
  • the WO 2008/061382 A1 discloses a camshaft assembly.
  • the camshaft assembly has at least two bearing blocks, each with a bearing receptacle in which a shaft section of a camshaft is rotatably arranged.
  • a flat contact surface is formed on each bearing block for supporting and fastening the bearing block to a support surface of a cylinder head.
  • Each bearing block is fastened to the cylinder head with two screws.
  • the EP 0 285 598 B1 discloses an injection internal combustion engine with cylinders arranged in rows, with two overhead camshafts as well as four valves and a central pump nozzle per cylinder. Above the associated camshaft on the cylinder head, detachably attached rocker arms are provided for driving the pump nozzles.
  • the cam for the rocker arms for actuating the pump nozzles is driven alternately for one cylinder from one camshaft and for the adjacent cylinder from the second camshaft, with each rocker arm being attached individually.
  • the detachable individual attachment of the rocker arms takes place on the bearing blocks attached to the cylinder head by screws, with the screws also serving to anchor bearing parts for the camshafts.
  • the DE 10 2007 025 129 A1 discloses a cylinder head cover for covering a cylinder crankcase of an internal combustion engine. At least one upper bearing part for a camshaft has at least one through opening, which is aligned on the one hand with a screw-in/through opening in a lower bearing part and/or a screw-in opening in the cylinder crankcase and on the other hand with a through opening in the cylinder head cover. It is possible to attach the cylinder head cover and the upper bearing part to the cylinder crankcase using a common fastening screw.
  • the EP 1 936 130 A2 discloses a bearing device for two camshafts.
  • a bearing body for both camshafts can be attached to a cylinder head using a bolt.
  • the WO 2010/086517 A1 discloses a method for positioning two mechanical foundry or forged parts relative to each other and an assembly manufactured according to such a method.
  • the WO 2012/055150 A1 refers to a cylinder head lubricating structure having a cylinder head body, a front camshaft bearing cap, a middle camshaft bearing cap and a rear camshaft bearing cap, and a camshaft bushing provided therein.
  • Each bearing cap has a rocker arm shaft mounted on the bearing caps.
  • the US 5522354 A discloses a device for rotatably supporting a camshaft, wherein a lower bearing body is part of a support structure, and an upper bearing body, and this, together with an upper bearing body, is connected to the cylinder head with a fastening means.
  • the invention is based on the object of providing an alternative or improved device for rotatably supporting a camshaft.
  • a simple and space-optimized structure should be realized.
  • the device is intended for rotatably supporting a camshaft of an internal combustion engine.
  • the device has a first bearing body with a receptacle for rotatably supporting the camshaft.
  • the device has a cylinder head or a fastening frame for fastening the first bearing body.
  • the device has a first fastening means (for example a first fastening screw) which fastens the first bearing body to the cylinder head or fastening frame.
  • the first fastener is the only fastener that attaches (fixes, fixes) the first bearing body to the cylinder head or mounting frame.
  • the device offers the advantage that a more space-saving design of the first bearing body is possible.
  • the first bearing body only needs to provide enough material on one side next to the camshaft holder to accommodate the fastener.
  • the first bearing body can be designed asymmetrically with respect to a vertical plane through a central longitudinal axis of the receptacle. Additionally, manufacturing costs can be reduced because fewer fasteners are required, fewer fastener receptacles (e.g. screw holes) need to be made, and assembly time is reduced.
  • the first bearing body can be attached either to a cylinder head or to a mounting frame.
  • the cylinder head or fastening frame can also be designed more freely.
  • the first bearing body can have a first side region in which the first fastening means is accommodated, and a second side region opposite the first side region with respect to the receptacle for the camshaft.
  • the cylinder head can have a flow channel that extends in a region of the cylinder head that is arranged next to (for example adjacent to) the second side region (for example below the second side region with respect to a vertical axis) of the first bearing body.
  • the flow channel can preferably have a shape (design) free of casting projections in this region. This is made possible by the fact that no casting slug (casting projection) is required to accommodate a blind hole for a further Fastening means is necessary. The provision of only one fastening means can therefore contribute to a flow-optimized design of a flow channel in the cylinder head.
  • the receptacle for the camshaft can be a cylindrical through hole or a recess in the form of a half cylinder.
  • the fastening frame can preferably be fastened (fixed, fixed) to a cylinder head.
  • the camshaft can be arranged as an overhead camshaft.
  • the camshaft is pressed downwards during operation. This means that the camshaft does not tend to lift, meaning that using a single fastener may be sufficient.
  • the first fastening means is a first fastening screw.
  • the first fastening screw can be the only fastening screw that fastens the first bearing body to the cylinder head or fastening frame.
  • the first bearing body can have a through hole for receiving the first fastening means, in particular the first fastening screw, which extends through the through hole.
  • the first fastening means fastens the first bearing body to the cylinder head or fastening frame in a force-fitting and positive manner.
  • the first fastening means can be a releasable fastening means.
  • the first fastening means can be the only (for example releasable) fastening means of the device.
  • the first bearing body forms a one-piece bearing block for supporting the camshaft.
  • the device has a second bearing body with a receptacle (for example as a recess in the form of a half cylinder) for supporting the camshaft.
  • a receptacle for example as a recess in the form of a half cylinder
  • the first bearing body and the second bearing body together form a two-part bearing block.
  • the receptacle (for example as a recess in the shape of half a cylinder) of the first bearing body and the receptacle (for example as a recess in the shape of half a cylinder) of the second bearing body form a common receptacle for the camshaft.
  • the present disclosure is not applicable to one-piece bearing blocks, but rather to two-piece bearing blocks according to the invention. Consequently, the present disclosure can be used not only with assembled camshafts, but also with forged camshafts where threading on the bearing blocks is not possible.
  • the second bearing body can have a through hole for receiving the first fastening means, in particular the first fastening screw, which extends through the through hole.
  • the through hole of the first bearing body and the through hole of the second bearing body can be aligned with one another.
  • first bearing body and the second bearing body are fastened to one another, preferably in a force-fitting and form-fitting manner, via a second fastening means, in particular a second fastening screw.
  • first fastening means and the second fastening means can be provided on opposite sides of the first bearing body with respect to the receptacle for the camshaft.
  • the second fastening means may be a releasable fastening means.
  • first fastening means and the second fastening means are the only fastening means of the device.
  • first fastening means additionally fastens the second bearing body to the cylinder head or fastening frame. It is also possible that the first fastening means is the only fastening means that fastens the second bearing body to the first bearing body.
  • the device further has at least one positioning element which is arranged between the first bearing body and the second bearing body for positioning the first bearing body relative to the second bearing body. This can be done in particular It must be ensured that the camshaft mounts of the bearing bodies are aligned with one another.
  • the positioning elements can position the first bearing body relative to the second bearing body in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first fastening means.
  • the device may not have a positioning element for positioning the first or second bearing body relative to the cylinder head or fastening frame. This means that the costs for the positioning elements can be saved.
  • the at least one positioning element arranged between the first bearing body and the second bearing body comprises a positioning pin, a fitting sleeve surrounding the first fastening means and/or a fitting sleeve surrounding the second fastening means.
  • the use of fitting sleeves can enable small dimensions of the bearing bodies, since no additional material areas are required for the provision of holes for positioning pins.
  • the device further comprises at least one positioning element which is arranged between the first or second bearing body and the cylinder head or the fastening frame for positioning the first or second bearing body relative to the cylinder head or fastening frame.
  • the positioning elements can position the first or second bearing body relative to the cylinder head or fastening frame in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first fastening means.
  • the at least one positioning element arranged between the first or second bearing body and the cylinder head or the fastening frame comprises a positioning pin and/or a fitting sleeve which surrounds the first fastening means.
  • the use of a fitting sleeve can enable small dimensions of the bearing bodies, as no additional material areas are required to provide holes for positioning pins.
  • Camshaft is mounted in several devices spaced apart in the longitudinal direction of the camshaft for rotatably supporting the camshaft.
  • the device has a rocker arm spindle for rotatably supporting a rocker arm.
  • the first fastening means additionally fastens the rocker arm spindle to the cylinder head or fastening frame, and in particular also to the first and/or second bearing body. This means that a further additional fastening means for fastening the rocker arm spindle can be saved. Consequently, the assembly time can also be reduced.
  • the first bearing body has a receptacle for the rocker arm axle, which is preferably arranged on a side of the first bearing body opposite the cylinder head or fastening frame.
  • a lubricating fluid longitudinal channel of the rocker arm axis is in fluid communication with the receptacle for the camshaft of the first bearing body, preferably via a branch channel of the first bearing body and a branch channel of the rocker arm axis. This allows a lubricating fluid to flow via the rocker arm axis to a plain bearing of the camshaft.
  • the fastening frame or the cylinder head has a hole, in particular a blind hole or a through hole, with a thread for the force-fitting and form-fitting fastening of the first bearing body to the fastening frame or cylinder head by means of the first fastening means.
  • the first fastening means can thus be screwed directly into the blind hole, in particular in the form of a fastening screw for fastening the first bearing body (and possibly the second bearing body).
  • the first bearing body is designed asymmetrically with respect to a vertical plane through a central longitudinal axis of the receptacle for the camshaft. This is made possible in particular by providing a single fastener (the first fastener) for fastening to the cylinder head or fastening frame.
  • the first fastening means can generate a tilting moment for supporting the first bearing body on a support surface of the cylinder head or fastening frame.
  • the invention also relates to a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, with a device as disclosed herein.
  • the commercial vehicle can be, for example, a truck or a bus.
  • the Figure 1 shows a device 10 not according to the invention for rotatably supporting a camshaft 12.
  • the device 10 has a bearing body 14, a cylinder head 16, a fastening screw 18 and a rocker arm axis 20.
  • the device 10 can be used to support the camshaft 12 in any internal combustion engine.
  • the internal combustion engine can, for example, be included in a motor vehicle, in particular a commercial vehicle.
  • the commercial vehicle can be, for example, a truck or a bus.
  • the bearing body 14 is designed as a one-piece bearing block.
  • the bearing body 14 has a receptacle 22 for the camshaft 12.
  • the camshaft 12 can be rotatably mounted in the receptacle 22 via a plain bearing.
  • the receptacle 22 is a cylindrical through hole in the bearing body 14.
  • the camshaft 12 is a built camshaft. A cylindrical section of the camshaft 12 is inserted into the receptacle 22 when the camshaft 12 is dismantled. The camshaft 12 is then assembled.
  • the camshaft 12 is arranged as an overhead camshaft (OHC).
  • the bearing body 14 is attached (fixed) to the cylinder head 16 via the fastening screw 18.
  • the fastening screw 18 extends through a through hole 24 of the bearing body 14.
  • the fastening screw 18 is screwed into a thread of a blind hole 26 of the cylinder head 16.
  • the blind hole 26 extends into a cast slug (cast projection) 27, which is shaped in particular to provide the blind hole 26 or a through hole.
  • fastening screw 18 is the only fastening screw that fastens the bearing body 14 to the cylinder head 16.
  • Conventional bearing blocks usually use two or four fastening screws to fasten the bearing body to the cylinder head.
  • the fastening screw 18 is sufficient as the only fastening screw for the bearing body 14.
  • the camshaft 12 is pushed downward by the rocker arm's cam follower during operation.
  • the own weight of the camshaft 12 also acts downwards.
  • the camshaft 12 therefore shows no tendency to lift off the cylinder head 16 together with the bearing body 14.
  • the screw force of the fastening screw 18 and a one-sided material area next to the fastening screw 18 (left in Figure 1 ) generates a tilting moment on a support surface 29 to the cylinder head 16, which holds the first bearing body 14 securely on the cylinder head 16.
  • the bearing body 14 starting from the receptacle 22, only has to have a material area on one side for receiving the fastening screw 18.
  • the bearing body 14 can end directly with a wall area delimiting the receptacle 22. This means that the bearing body 14 can be better adapted to the available installation space.
  • the bearing body 14 can be designed asymmetrically with respect to a vertical plane through a central longitudinal axis of the receptacle 22 of the bearing body 14.
  • the cylinder head 16 does not have to have a casting slug (cast projection), particularly in area A, to provide a blind hole for screwing in a fastening screw. Instead, area A can be formed, for example, in a flow-optimized manner for a fluid channel 28 in the cylinder head 16.
  • the number of parts of the device can also be reduced due to the reduction in the number of fastening screws.
  • the manufacturing time and assembly time are reduced because fewer screw holes have to be made and fewer fastening screws have to be installed.
  • the present disclosure is not limited to the fastening screw 18 securing the bearing body 14 to the cylinder head 16.
  • the fastening screw 18 could fasten the bearing body 14 to a fastening frame 30.
  • the mounting frame 30 could then in turn be attached to a cylinder head.
  • the in Figure 1 The component shown under the bearing body 14 could alternatively be an area of a fastening frame 30 instead of an area of a cylinder head 16.
  • fastening screw 18 As an alternative to the fastening screw 18, another fastening means could also be used for non-positively and positively fastening the bearing body 14 to the cylinder head 16.
  • the rocker arm spindle 20 serves to rotatably support a rocker arm (not shown).
  • the rocker arm is operatively connected via a cam follower between the camshaft 12 and one or more gas exchange valves (not shown) for actuating the gas exchange valves.
  • the fastening screw 18 additionally fastens the rocker arm spindle 20 to the cylinder head 16 (fastening frame 30).
  • the fastening screw 18 extends through a through hole 32 of the rocker arm spindle 20.
  • the holes 32, 24 and 26 are aligned with one another along a longitudinal axis of the fastening screw 18.
  • a screw head 18A rests on a contact surface 20A of the rocker arm spindle 20.
  • the rocker arm spindle 20 is mounted in a receptacle 21 of the bearing body 14. The additional fastening of the rocker arm spindle 20 via the fastening screw 18 is optional.
  • a lubricating fluid can be supplied via a longitudinal channel 34 of the rocker arm axis 20.
  • a branch channel 36 of the rocker arm axis 20 opens into a branch channel 38 of the bearing body 14.
  • the branch channel 38 in turn opens into the holder 22.
  • positioning elements 40, 42 can optionally be used.
  • the positioning elements 40, 42 position the bearing body 14 relative to the cylinder head 16 in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the fastening screw 18.
  • the positioning element 40 is designed as a fitting sleeve.
  • the positioning element 40 is provided in a form-fitting manner in a recess 44 of the bearing body 14 and a recess 46 in the cylinder head 16 (mounting frame 30).
  • the positioning element 40 is arranged around the fastening screw 18, preferably without touching the fastening screw 18.
  • the positioning element 42 is designed as a positioning pin.
  • the positioning element 42 is provided in a form-fitting manner in a recess 48 of the bearing body 14 and a recess 50 of the cylinder head 16 (mounting frame 30).
  • the positioning elements can also be designed as fitting sleeves, for example.
  • bearing body 14 could then be made possible, for example, by means of a guide through the camshaft 12, which is mounted in several bearing bodies 14.
  • the Figure 2 shows an embodiment according to the invention for a device 110 for rotatably supporting the camshaft 12.
  • the device 110 is characterized in particular by the fact that it is also suitable for rotatably supporting forged camshafts, since threading the bearing blocks is not possible here.
  • the device 110 has a first bearing body 14A and a second bearing body 14B.
  • the first bearing body 14A and the second bearing body 14B form a two-part bearing block.
  • the first bearing body 14A has a first receptacle 22A and the second bearing body 14B has a second receptacle 22B.
  • the receptacles 22A, 22B form a common receptacle in the form of a cylinder for the camshaft 12.
  • the fastening screw 18 is the only fastening screw that fastens (fixes) the bearing bodies 14A, 14B on the cylinder head 16 (fastening frame 30). Specifically, the fixing screw 18 extends through a through hole 24A of the first bearing body 14A and a through hole 24B of the second bearing body 14B.
  • a second fastening screw 52 can be provided, which fastens the first bearing body 14A to the second bearing body 14B.
  • the mounting screws 18 and 52 may be positioned on opposite sides of the camshaft 12.
  • the fixing screw 52 extends through a through hole 58 in the first bearing body 14A.
  • the fastening screw 52 is screwed into a thread of a blind hole 60 of the second bearing body 14B.
  • Positioning elements 54 and 56 are provided for positioning the bearing bodies 14A and 14B relative to one another.
  • the positioning elements 54, 56 position the first bearing body 14A relative to the second bearing body 14B in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the fastening screw 18.
  • the positioning elements 54, 56 are designed as dowel sleeves, but can also be designed as dowel pins, for example.
  • the positioning elements 54, 56 connect the first bearing body 14A to the second bearing body 14B in a form-fitting manner.
  • the positioning element 54 is arranged around the fastening screw 18, preferably without touching the fastening screw 18.
  • the positioning element 56 is arranged around the fastening screw 52, preferably without touching the fastening screw 52.
  • the device 110 of Figure 2 is an embodiment in which no positioning elements are provided for positioning the first and second bearing bodies 14A, 14B relative to the cylinder head 16 (mounting frame 30). In further developments of this exemplary embodiment, positioning elements could be provided between the second bearing body 14B and the cylinder head 16 (mounting frame 30).

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle.
  • Nockenwellen werden bei Verbrennungsmotoren zum Steuern der Ein- und Auslassventile benötigt und über sogenannte Lagerböcke bspw. an einem Zylinderkopf im Zylinderkurbelgehäuse des Verbrennungsmotors befestigt. Alternativ können die Lagerböcke auch an einem Befestigungsrahmen befestigt sein. Die Lagerböcke lagern die Nockenwelle drehbar. Um dabei eine möglichst leichtgängige Lagerung der Nockenwelle erreichen zu können, ist es erforderlich, dass die Nockenwelle und die Lagerböcke gegenüber dem Zylinderkopf ausgerichtet sind.
  • Die DE 10 2011 081 483 A1 offenbart ein Verfahren zur vereinfachten und lagegenauen Fixierung eines Nockenwellenmoduls mit einer Nockenwelle und Lagerböcken an einem Zylinderkopf. Die Lagerböcke werden in Axialrichtung und bezüglich eines Winkels ausgerichtet auf der Nockenwelle befestigt. Die Nockenwelle wird über zwei Ausrichtelemente gegenüber dem Zylinderkopf ausgerichtet. Die einzelnen Lagerböcke werden mit dem Zylinderkopf bei gleichzeitigem oder zwischenzeitlichem Drehen der Nockenwelle festgeschraubt.
  • Aus der DE 197 52 381 A1 ist ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bekannt. Auf dem Zylinderkopf ist wenigstens ein Lagerbock mit einer Lagerhälfte für eine Nockenwelle und einer Lagerhälfte für eine Kipphebelachse für wenigstens einen Kipphebel vorgesehen. Im Zylinderkopf ist ein erster separater Schmiermittel-Versorgungskanal und im Lagerbock ein zweiter separater Schmiermittel-Versorgungskanal vorgesehen. Ein erstes Ende des zweiten Schmiermittel-Versorgungskanals steht mit dem ersten Schmiermittel-Versorgungskanal in Verbindung. Ein zweites Ende des zweiten Schmiermittelversorgungskanals endet offen in einer Lagerfläche für die Kipphebelachse.
  • Die WO 2008/061382 A1 offenbart eine Nockenwellenbaugruppe. Die Nockenwellenbaugruppe weist mindestens zwei Lagerböcke mit je einer Lageraufnahme, in welche ein Wellenabschnitt einer Nockenwelle drehbar angeordnet ist, auf. An jedem Lagerbock ist eine plane Anlagefläche zu Auflage und Befestigung des Lagerbocks an eine Auflagefläche eines Zylinderkopfes ausgebildet. Jeder Lagerbock ist mit jeweils zwei Schrauben am Zylinderkopf befestigt.
  • Die EP 0 285 598 B1 offenbart eine Einspritzbrennkraftmaschine mit in Reihen angeordneten Zylindern, mit zwei obenliegenden Nockenwellen sowie vier Ventilen und einer zentralen Pumpendüse pro Zylinder. Oberhalb der zugeordneten Nockenwelle am Zylinderkopf sind lösbar befestigte Kipphebel zum Antrieb der Pumpendüsen vorgesehen. Dabei erfolgt der Antrieb des Nockens für die Kipphebel zur Betätigung der Pumpendüsen abwechselnd für einen Zylinder von der einen Nockenwelle und für den benachbarten Zylinder von der zweiten Nockenwelle aus, wobei jeder Kipphebel einzeln befestigt ist. Die lösbare Einzelbefestigung der Kipphebel erfolgt auf den von Schrauben am Zylinderkopf befestigten Lagerböcken, wobei die Schrauben gleichzeitig zur Verankerung von Lagerteilen für die Nockenwellen dienen.
  • Die DE 10 2007 025 129 A1 offenbart eine Zylinderkopfhaube zur Abdeckung eines Zylinderkurbelgehäuses einer Brennkraftmaschine. Zumindest ein Lageroberteil für eine Nockenwelle weist zumindest eine Durchgangsöffnung auf, welche einerseits mit einer Einschraub-/Durchgangsöffnung in einem Lagerunterteil und/oder einer Einschrauböffnung im Zylinderkurbelgehäuse und andererseits mit einer Durchgangsöffnung in der Zylinderkopfhaube fluchtet. Ein Befestigen der Zylinderkopfhaube und des Lageroberteils am Zylinderkurbelgehäuse ist über eine gemeinsame Befestigungsschraube möglich.
  • Die EP 1 936 130 A2 offenbart eine Lagervorrichtung für zwei Nockenwellen. Ein Lagerkörper für beide Nockenwellen kann durch einen Bolzen an einem Zylinderkopf befestigt werden.
  • Die WO 2010/086517 A1 offenbart ein Verfahren zum Positionieren zweier mechanischer Gießerei- oder Schmiedeteile zueinander sowie eine nach einem solchen Verfahren hergestellte Baugruppe.
  • Die WO 2012/055150 A1 bezieht sich auf eine Zylinderkopfschmierstruktur mit einem Zylinderkopfkörper, einem vorderen Nockenwellenlagerdeckel, einem mittleren Nockenwellenlagerdeckel und einem hinteren Nockenwellenlagerdeckel sowie einer darin vorgesehenen Nockenwellenbuchse. Jeder Lagerdeckel weist eine auf den Lagerdeckeln montierte Kipphebelwelle auf.
  • Die US 5522354 A offenbart eine Vorrichtung zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle, wobei ein unterer Lagerkörper Teil einer Trägerstruktur ist, und ein oberer Lagerkörper, und dieser zusammen mit einem oberen Lagerkörper mit einem Befestigungsmittel mit dem Zylinderkopf verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative oder verbesserte Vorrichtung zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle vorzusehen. Insbesondere soll ein einfacher und bauraumoptimierter Aufbau realisiert werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Die Vorrichtung ist zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine vorgesehen. Die Vorrichtung weist einen ersten Lagerkörper mit einer Aufnahme zum drehbaren Lagern der Nockenwelle auf. Die Vorrichtung weist einen Zylinderkopf oder einen Befestigungsrahmen zur Befestigung des ersten Lagerkörpers auf. Die Vorrichtung weist ein erstes Befestigungsmittel (zum Beispiel eine erste Befestigungsschraube), das den ersten Lagerkörper am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen befestigt, auf. Das erste Befestigungsmittel ist das einzige Befestigungsmittel, das den ersten Lagerkörper am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen befestigt (fixiert, festlegt).
  • Die Vorrichtung bietet den Vorteil, dass eine bauraumgünstigere Gestaltung des ersten Lagerkörpers ermöglicht wird. Der erste Lagerkörper muss nur noch einseitig neben der Nockenwellenaufnahme genügend Material für die Aufnahme des Befestigungsmittels bereitstellen. Insbesondere kann der erste Lagerkörper asymmetrisch bezüglich einer Vertikalebene durch eine Mittellängsachse der Aufnahme ausgebildet sein. Zusätzlich können sich die Herstellungskosten verringern, da weniger Befestigungsmittel benötigt werden, weniger Aufnahmen für Befestigungsmittel (zum Beispiel Schraubenlöcher) hergestellt werden müssen und sich die Montagezeit verringert. Je nach Ausführung kann der erste Lagerkörper entweder an einem Zylinderkopf oder an einem Befestigungsrahmen befestigt sein.
  • Da nur noch eine Aufnahme (z. B. Sackloch o. ä.) für das einzige Befestigungsmittel vorgesehen werden muss, kann der Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen ebenfalls freier gestaltet werden.
  • Insbesondere kann der erste Lagerkörper einen ersten Seitenbereich, in dem das erste Befestigungsmittel aufgenommen ist, und einen zweiten Seitenbereich gegenüber dem ersten Seitenbereich bezüglich der Aufnahme für die Nockenwelle aufweisen. Der Zylinderkopf kann einen Strömungskanal aufweisen, der sich in einem Bereich des Zylinderkopfes erstreckt, der neben dem (beispielsweise angrenzend an den) zweiten Seitenbereich (beispielsweise unterhalb des zweiten Seitenbereichs bezüglich einer Vertikalachse) des ersten Lagerkörpers angeordnet ist. Der Strömungskanal kann vorzugsweise eine gussvorsprungfreie Form (Gestaltung) in diesem Bereich aufweisen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass kein Gussbutzen (Gussvorsprung) zum Aufnehmen eines Sacklochs für ein weiteres Befestigungsmittel nötig ist. Damit kann das Vorsehen nur eines einzigen Befestigungsmittels zu einer strömungsoptimierten Gestaltung eines Strömungskanals im Zylinderkopf beitragen.
  • Vorzugsweise kann die Aufnahme für die Nockenwelle ein zylindrisches Durchgangsloch oder eine Vertiefung in Form eines halben Zylinders sein.
  • Bevorzugt kann bei Verwendung eines Befestigungsrahmens zum Befestigen des ersten Lagerkörpers der Befestigungsrahmen an einem Zylinderkopf befestigt (fixiert, festgelegt) sein.
  • Es ist auch möglich, dass die Nockenwelle als obenliegende Nockenwelle angeordnet ist. Beispielsweise bei Verwendung eines Kipphebels mit Nockenfolger zum Folgen einer Nockenkontur der Nockenwelle wird die Nockenwelle im Betrieb nach unten gedrückt. Damit neigt die Nockenwelle nicht dazu, abzuheben, wodurch das Verwenden eines einzigen Befestigungsmittels ausreichend sein kann.
  • In einer Ausführungsform ist das erste Befestigungsmittel eine erste Befestigungsschraube. Insbesondere kann die erste Befestigungsschraube die einzige Befestigungsschraube sein, die den ersten Lagerkörper am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen befestigt.
  • Vorzugsweise kann der erste Lagerkörper ein Durchgangsloch zur Aufnahme des ersten Befestigungsmittels, insbesondere der ersten Befestigungsschraube, das/die sich durch das Durchgangsloch erstreckt, aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform befestigt das erste Befestigungsmittel den ersten Lagerkörper kraft- und formschlüssig am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen.
  • Bevorzugt kann das erste Befestigungsmittel ein lösbares Befestigungsmittel sein.
  • Insbesondere kann das erste Befestigungsmittel das einzige (bspw. lösbare) Befestigungsmittel der Vorrichtung sein.
  • In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsvariante bildet der erste Lagerkörper einen einteiligen Lagerbock zum Lagern der Nockenwelle.
  • Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung einen zweiten Lagerkörper mit einer Aufnahme (zum Beispiel als Vertiefung in Form eines halben Zylinders) zum Lagern der Nockenwelle auf.
  • Der erste Lagerkörper und der zweite Lagerkörper bilden gemeinsam einen zweiteiligen Lagerbock. Die Aufnahme (zum Beispiel als Vertiefung in Form eines halben Zylinders) des ersten Lagerkörpers und die Aufnahme (zum Beispiel als Vertiefung in Form eines halben Zylinders) des zweiten Lagerkörpers bilden eine gemeinsame Aufnahme für die Nockenwelle.
  • Damit ist die vorliegende Offenbarung nicht für einteilige Lagerböcke, sondern erfindungsgemäß für zweiteilige Lagerböcke verwendbar. Folglich kann die vorliegende Offenbarung nicht nur mit gebauten Nockenwellen, sondern auch mit geschmiedeten Nockenwellen verwendet werden, wo ein Auffädeln der Lagerböcke nicht möglich ist.
  • Vorzugsweise kann der zweite Lagerkörper ein Durchgangsloch zur Aufnahme des ersten Befestigungsmittels, insbesondere der ersten Befestigungsschraube, das/die sich durch das Durchgangsloch erstreckt, aufweisen. Das Durchgangsloch des ersten Lagerkörpers und das Durchgangsloch des zweiten Lagerkörpers können zueinander fluchtend ausgerichtet sein.
  • In einer Weiterbildung sind der erste Lagerkörper und der zweite Lagerkörper über ein zweites Befestigungsmittel, insbesondere eine zweite Befestigungsschraube, aneinander, vorzugsweise kraft- und formschlüssig, befestigt.
  • Insbesondere können das erste Befestigungsmittel und das zweite Befestigungsmittel auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Lagerkörper bezüglich der Aufnahme für die Nockenwelle vorgesehen sein.
  • Vorzugsweise kann das zweite Befestigungsmittel ein lösbares Befestigungsmittel sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das erste Befestigungsmittel und das zweite Befestigungsmittel, insbesondere die erste Befestigungsschraube und die zweite Befestigungsschraube, die einzigen Befestigungsmittel der Vorrichtung.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante befestigt das erste Befestigungsmittel zusätzlich den zweiten Lagerkörper am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen. Es ist auch möglich, dass das erste Befestigungsmittel das einzige Befestigungsmittel ist, das den zweiten Lagerkörper am ersten Lagerkörper befestigt.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner mindestens ein Positionierelement auf, das zwischen dem ersten Lagerkörper und dem zweiten Lagerkörper zum Positionieren des ersten Lagerkörpers relativ zum zweiten Lagerkörper angeordnet ist. Damit kann insbesondere sichergestellt werden, dass die Nockenwellenaufnahmen der Lagerkörper zueinander ausgerichtet sind. Insbesondere können die Positionierelemente den ersten Lagerkörper zum zweiten Lagerkörper in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des ersten Befestigungsmittels positionieren.
  • Alternativ kann die Vorrichtung kein Positionierelement zum Positionieren des ersten oder zweiten Lagerkörpers relativ zum Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen aufweisen. Damit können die Kosten für die Positionierelemente eingespart werden.
  • In einer Weiterbildung umfasst das mindestens eine, zwischen dem ersten Lagerkörper und dem zweiten Lagerkörper angeordnete Positionierelement einen Positionierstift, eine das erste Befestigungsmittel umgebende Passhülse und/oder eine das zweite Befestigungsmittel umgebende Passhülse. Hierbei kann insbesondere die Verwendung von Passhülsen eine kleine Dimensionierung der Lagerkörper ermöglichen, da keine zusätzlichen Materialbereiche für das Vorsehen von Bohrungen für Positionierstifte benötigt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner mindestens ein Positionierelement auf, das zwischen dem ersten oder zweiten Lagerkörper und dem Zylinderkopf oder dem Befestigungsrahmen zum Positionieren des ersten oder zweiten Lagerkörpers relativ zum Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen angeordnet ist. Damit kann eine Ausrichtung des entsprechenden Lagerkörpers relativ zum Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen verbessert werden. Insbesondere können die Positionierelemente den ersten oder zweiten Lagerkörper zum Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des ersten Befestigungsmittels positionieren.
  • In einer Weiterbildung umfasst das mindestens eine, zwischen dem ersten oder zweiten Lagerkörper und dem Zylinderkopf oder dem Befestigungsrahmen angeordnete Positionierelement einen Positionierstift und/oder eine Passhülse, die das erste Befestigungsmittel umgibt. Die Verwendung von einer Passhülse kann eine kleine Dimensionierung der Lagerkörper ermöglichen, da keine zusätzlichen Materialbereiche für das Vorsehen von Bohrungen für Positionierstifte benötigt werden.
  • Es ist allerdings auch möglich, kein Positionierelement zwischen dem ersten oder zweiten Lagerkörper und dem Zylinderkopf oder dem Befestigungsrahmen vorzusehen. Eine Ausrichtung zwischen dem entsprechenden Lagerkörper und dem Zylinderkopf (oder dem Befestigungsrahmen) könnte dann mittels Führung durch die Nockenwelle ermöglicht werden. Die Nockenwelle ist in mehreren, in Längsrichtung der Nockenwelle beabstandeten Vorrichtungen zum drehbaren Lagern der Nockenwelle gelagert.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Kipphebelachse zum drehbaren Lagern eines Kipphebels auf. Das erste Befestigungsmittel befestigt zusätzlich die Kipphebelachse am Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen, und insbesondere auch am ersten und/oder zweiten Lagerkörper. Damit kann ein weiteres zusätzliches Befestigungsmittel zum Befestigen der Kipphebelachse eingespart werden. Folglich kann auch die Montagezeit verringert werden.
  • In einer Ausführungsform weist der erste Lagerkörper eine Aufnahme für die Kipphebelachse auf, die vorzugsweise an einer dem Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen gegenüberliegenden Seite des ersten Lagerkörpers angeordnet ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform steht ein Schmierfluidlängskanal der Kipphebelachse mit der Aufnahme für die Nockenwelle des ersten Lagerkörpers in Fluidverbindung, vorzugsweise über einen Stichkanal des ersten Lagerkörpers und einen Stichkanal der Kipphebelachse. Damit kann ein Schmierfluid über die Kipphebelachse zu einem Gleitlager der Nockenwelle fließen.
  • In einer Ausführungsvariante weist der Befestigungsrahmen oder der Zylinderkopf ein Loch, insbesondere ein Sackloch oder ein Durchgangsloch, mit einem Gewinde zur kraft- und formschlüssigen Befestigung des ersten Lagerkörpers am Befestigungsrahmen oder Zylinderkopf mittels des ersten Befestigungsmittels auf. Damit kann das erste Befestigungsmittel insbesondere in Form einer Befestigungsschraube zur Befestigung des ersten Lagerkörper (und gegebenenfalls des zweiten Lagerkörpers) direkt in das Sackloch eingeschraubt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante ist der erste Lagerkörper asymmetrisch bezüglich einer Vertikalebene durch eine Mittellängsachse der Aufnahme für die Nockenwelle ausgebildet. Dies wird insbesondere durch das Vorsehen eines einzigen Befestigungsmittels (das erste Befestigungsmittel) zum Befestigen an dem Zylinderkopf oder Befestigungsrahmen ermöglicht.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das erste Befestigungsmittel ein Kippmoment zum Abstützen des ersten Lagerkörpers auf einer Auflagefläche des Zylinderkopfes oder Befestigungsrahmens erzeugen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung wie hierin offenbart. Das Nutzfahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus sein.
  • Es ist auch möglich, die Vorrichtung wie hierin offenbart für Personenkraftwagen, Großmotoren, geländegängige Fahrzeuge, stationäre Motoren, Marinemotoren usw. zu verwenden.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Schnittansicht durch eine nicht erfindungsgemäße Vorrichtung zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle; und
    Figur 2
    eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum drehbaren Lager einer Nockenwelle gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Die Figur 1 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle 12. Die Vorrichtung 10 weist einen Lagerkörper 14, einen Zylinderkopf 16, eine Befestigungsschraube 18 und eine Kipphebelachse 20 auf.
  • Die Vorrichtung 10 kann bei jeglicher Brennkraftmaschine zum Lagern der Nockenwelle 12 verwendet werden. Die Brennkraftmaschine kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, umfasst sein. Das Nutzfahrzeug kann beispielsweise ein Lastkraftwagen oder ein Omnibus sein.
  • Der Lagerkörper 14 ist als einteiliger Lagerbock ausgebildet. Der Lagerkörper 14 weist eine Aufnahme 22 für die Nockenwelle 12 auf. Die Nockenwelle 12 kann über ein Gleitlager drehbar in der Aufnahme 22 gelagert. Die Aufnahme 22 ist eine zylindrische Durchgangsbohrung des Lagerkörpers 14. Die Nockenwelle 12 ist eine gebaute Nockenwelle. Ein zylindrischer Abschnitt der Nockenwelle 12 wird im demontierten Zustand der Nockenwelle 12 in die Aufnahme 22 eingeschoben. Die Nockenwelle 12 wird sodann zusammengesetzt. Zum drehbaren Lagern der Nockenwelle 12 ist eine Mehrzahl von Lagerkörpern 14 entlang einer Längsachse der Nockenwelle 12 vorgesehen. Die Nockenwelle 12 ist als eine obenliegende Nockenwelle (engl. overhead camshaft - OHC) angeordnet.
  • Der Lagerkörper 14 ist über die Befestigungsschraube 18 an dem Zylinderkopf 16 befestigt (fixiert). Im Einzelnen erstreckt sich die Befestigungsschraube 18 durch ein Durchgangsloch 24 des Lagerkörpers 14. Die Befestigungsschraube 18 ist in ein Gewinde eines Sacklochs 26 des Zylinderkopfes 16 eingeschraubt. Das Sackloch 26 erstreckt sich hinein in einen Gussbutzen (Gussvorsprung) 27, die insbesondere zum Vorsehen des Sacklochs 26 oder eines Durchgangslochs geformt ist.
  • Hierbei ist hervorzuheben, dass die Befestigungsschraube 18 die einzige Befestigungsschraube ist, die den Lagerkörper 14 am Zylinderkopf 16 befestigt. Herkömmliche Lagerböcke verwenden zumeist zwei oder vier Befestigungsschrauben zum Befestigen des Lagerkörpers am Zylinderkopf.
  • Es wurde herausgefunden, dass die Befestigungsschraube 18 als einzige Befestigungsschraube für den Lagerkörper 14 ausreichend ist. Bspw. wird in Ausführungsformen, bei denen ein Kipphebel verwendet wird, die Nockenwelle 12 während des Betriebs vom Nockenfolger des Kipphebels nach unten gedrückt. Das Eigengewicht der Nockenwelle 12 wirkt ebenfalls nach unten. Die Nockenwelle 12 zeigt somit keine Tendenz gemeinsam mit dem Lagerkörper 14 vom Zylinderkopf 16 abzuheben. Außerdem wird durch die Schraubenkraft der Befestigungsschraube 18 und einen einseitigen Materialbereich neben der Befestigungsschraube 18 (links in Figur 1) ein Kippmoment an einer Auflagefläche 29 zum Zylinderkopf 16 erzeugt, das den ersten Lagerkörper 14 sicher am Zylinderkopf 16 hält.
  • Ein Vorteil der Verwendung von nur einer Befestigungsschraube 18 ist die bauraumgünstigere Dimensionierung des Lagerkörpers 14 und das Einsparen der Kosten für weitere Befestigungsschrauben. Im Einzelnen muss der Lagerkörper 14 ausgehend von der Aufnahme 22 nur einseitig einen Materialbereich zum Aufnehmen der Befestigungsschraube 18 aufweisen. Auf der gegenüberliegenden Seite kann der Lagerkörper 14 direkt mit einem die Aufnahme 22 begrenzenden Wandbereich enden. Damit kann der Lagerkörper 14 besser an den zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst sein. Insbesondere kann der Lagerkörper 14 asymmetrisch bezüglich einer Vertikalebene durch eine Mittellängsachse der Aufnahme 22 des Lagerkörpers 14 ausgebildet sein.
  • Zusätzlich ergibt sich ein größerer Freiheitsgrad hinsichtlich der Gestaltung des Zylinderkopfes 16. Der Zylinderkopf 16 muss insbesondere im Bereich A keinen Gussbutzen (keinen Gussvorsprung) zum Vorsehen eines Sacklochs zum Einschrauben einer Befestigungsschraube aufweisen. Stattdessen kann der Bereich A beispielsweise strömungsoptimiert für einen Fluidkanal 28 im Zylinderkopf 16 geformt werden.
  • Letztlich kann auch eine Teileanzahl der Vorrichtung aufgrund der Verringerung der Befestigungsschrauben reduziert werden. Zudem sinken die Herstellungszeit und die Montagezeit, da weniger Schraubenlöcher gefertigt und weniger Befestigungsschrauben montiert werden müssen.
  • Zusätzlich wird darauf hingewiesen, dass die die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist, dass die Befestigungsschraube 18 den Lagerkörper 14 an dem Zylinderkopf 16 befestigt. Alternativ könnte die Befestigungsschraube 18 den Lagerkörper 14 an einem Befestigungsrahmen 30 befestigen. Der Befestigungsrahmen 30 könnte dann wiederum an einem Zylinderkopf befestigt sein. Mit anderen Worten gesagt, das in Figur 1 unter dem Lagerkörper 14 dargestellte Bauteil könnte statt eines Bereichs eines Zylinderkopfes 16 alternativ ein Bereich eines Befestigungsrahmens 30 sein.
  • Alternativ zur Befestigungsschraube 18 könnte auch ein anderes Befestigungsmittel zum kraftschlüssigen und formschlüssigen Befestigen des Lagerkörpers 14 an dem Zylinderkopf 16 verwendet werden.
  • Die Kipphebelachse 20 dient zum drehbaren Lagern eines Kipphebels (nicht dargestellt). Der Kipphebel steht über einen Nockenfolger in Wirkverbindung zwischen der Nockenwelle 12 und einem oder mehreren Gaswechselventilen (nicht dargestellt) zum Betätigen der Gaswechselventile.
  • In der dargestellten Ausführungsform von Figur 1 befestigt die Befestigungsschraube 18 zusätzlich die Kipphebelachse 20 am Zylinderkopf 16 (Befestigungsrahmen 30). Im Einzelnen erstreckt sich die Befestigungsschraube 18 durch ein Durchgangsloch 32 der Kipphebelachse 20. Im montierten Zustand der Vorrichtung 10 sind die Löcher 32, 24 und 26 miteinander entlang einer Längsachse der Befestigungsschraube 18 ausgerichtet. Ein Schraubenkopf 18A liegt auf einer Anlagefläche 20A der Kipphebelachse 20 auf. Die Kipphebelachse 20 ist in einer Aufnahme 21 des Lagerkörpers 14 gelagert. Die zusätzliche Befestigung der Kipphebelachse 20 über die Befestigungsschraube 18 ist optional.
  • Zum Schmieren des Gleitlagers in der Aufnahme 22 kann ein Schmierfluid über einen Längskanal 34 der Kipphebelachse 20 zugeführt werden. Ein Stichkanal 36 der Kipphebelachse 20 mündet in einen Stichkanal 38 des Lagerkörpers 14. Der Stichkanal 38 wiederum mündet in die Aufnahme 22.
  • Zum relativen Positionieren des Lagerkörpers 14 relativ zum Zylinderkopf 16 (Befestigungsrahmen 30) können optional zusätzlich Positionierelemente 40, 42 verwendet werden. Die Positionierelemente 40, 42 positionieren den Lagerkörper 14 zum Zylinderkopf 16 in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Befestigungsschraube 18.
  • Das Positionierelement 40 ist als eine Passhülse ausgebildet. Das Positionierelement 40 ist formschlüssig in einer Ausnehmung 44 des Lagerkörpers 14 und einer Ausnehmung 46 des Zylinderkopfes 16 (Befestigungsrahmens 30) vorgesehen. Das Positionierelement 40 ist um die Befestigungsschraube 18 herum angeordnet, vorzugsweise ohne die Befestigungsschraube 18 zu berühren.
  • Das Positionierelement 42 ist als ein Positionierstift ausgebildet. Das Positionierelement 42 ist formschlüssig in einer Ausnehmung 48 des Lagerkörpers 14 und einer Ausnehmung 50 des Zylinderkopfes 16 (Befestigungsrahmens 30) vorgesehen. Die Positionierelemente können bspw. auch als Passhülsen ausgebildet sein.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass auch Ausführungsformen ohne Positionierelement denkbar sind. Die Ausrichtung des Lagerkörpers 14 könnte dann beispielsweise mittels einer Führung durch die Nockenwelle 12, die in mehreren Lagerkörpern 14 gelagert ist, ermöglicht werden.
  • Die Figur 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung 110 zum drehbaren Lagern der Nockenwelle 12. Die Vorrichtung 110 zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie auch zum drehbaren Lagern von geschmiedeten Nockenwellen geeignet ist, da hier ein Auffädeln der Lagerböcke nicht möglich ist.
  • Statt eines einteiligen Lagerkörpers weist die Vorrichtung 110 erfindungsgemäß einen ersten Lagerkörper 14A und einen zweiten Lagerkörper 14B auf. Der erste Lagerkörper 14A und der zweite Lagerkörper 14B bilden einen zweiteiligen Lagerbock. Der erste Lagerkörper 14A weist eine erste Aufnahme 22A und der zweite Lagerkörper 14B weist eine zweite Aufnahme 22B auf. Die Aufnahmen 22A, 22B bilden eine gemeinsame Aufnahme in Zylinderform für die Nockenwelle 12.
  • Bei dieser Ausführung ist erneut hervorzuheben, dass die Befestigungsschraube 18 die einzige Befestigungsschraube ist, die die Lagerkörper 14A, 14B am Zylinderkopf 16 (Befestigungsrahmen 30) befestigt (fixiert). Im Einzelnen erstreckt sich die Befestigungsschraube 18 durch ein Durchgangsloch 24A des ersten Lagerkörper 14A und ein Durchgangsloch 24B des zweiten Lagerkörper 14B.
  • Zusätzlich kann eine zweite Befestigungsschraube 52 vorgesehen sein, die den ersten Lagerkörper 14A am zweiten Lagerkörper 14B befestigt. Die Befestigungsschrauben 18 und 52 können auf gegenüberliegenden Seiten der Nockenwelle 12 positioniert sein. Die Befestigungsschraube 52 erstreckt sich durch ein Durchgangsloch 58 im ersten Lagerkörper 14A. Die Befestigungsschraube 52 ist in ein Gewinde eines Sacklochs 60 des zweiten Lagerkörpers 14B eingeschraubt.
  • Zum Positionieren der Lagerkörper 14A und 14B zueinander sind Positionierelemente 54 und 56 vorgesehen. Die Positionierelemente 54, 56 positionieren den ersten Lagerkörper 14A zum zweiten Lagerkörper 14B in einer Ebene senkrecht zur Längsachse der Befestigungsschraube 18. Die Positionierelemente 54, 56 sind als Passhülsen ausgebildet, können allerdings bspw. auch als Passstifte ausgebildet sein. Die Positionierelemente 54, 56 verbinden den ersten Lagerkörper 14A formschlüssig mit dem zweiten Lagerkörper 14B. Das Positionierelement 54 ist um die Befestigungsschraube 18 herum angeordnet, vorzugsweise ohne die Befestigungsschraube 18 zu berühren. Das Positionierelement 56 ist um die Befestigungsschraube 52 herum angeordnet, vorzugsweise ohne die Befestigungsschraube 52 zu berühren.
  • Die Vorrichtung 110 von Figur 2 ist ein Ausführungsbeispiel, bei dem keine Positionierelemente zur Positionierung des ersten und zweiten Lagerkörpers 14A, 14B relativ zum Zylinderkopf 16 (Befestigungsrahmen 30) vorgesehen sind. In Weiterbildungen dieses Ausführungsbeispiels könnten Positionierelemente zwischen dem zweiten Lagerkörper 14B und dem Zylinderkopf 16 (Befestigungsrahmen 30) vorgesehen sein.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen, soweit sie
  • in den Schutzbereicl der angehängten Ansprüche fallen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10, 110
    Vorrichtung zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle
    12
    Nockenwelle
    14
    Lagerkörper
    14A
    Erster Lagerkörper
    14B
    Zweiter Lagerkörper
    16
    Zylinderkopf
    18
    Befestigungsschraube (Befestigungsmittel)
    18A
    Schraubenkopf
    20
    Kipphebelachse
    20A
    Anlagefläche
    21
    Aufnahme
    22
    Aufnahme
    22A
    Aufnahme im ersten Lagerkörper
    22B
    Aufnahme im zweiten Lagerkörper
    24
    Durchgangsloch
    24A
    Durchgangsloch im ersten Lagerkörper
    24B
    Durchgangsloch im zweiten Lagerkörper
    26
    Sackloch
    27
    Gussbutzen (Gussvorsprung)
    28
    Fluidkanal
    29
    Auflagefläche
    30
    Befestigungsrahmen
    32
    Durchgangsloch
    34
    Längskanal
    36
    Stichkanal
    38
    Stichkanal
    40
    Passhülse (Positionierelement)
    42
    Positionierstift (Positionierelement)
    44
    Ausnehmung
    46
    Ausnehmung
    48
    Ausnehmung
    50
    Ausnehmung
    52
    Befestigungsschraube
    54
    Passhülse (Positionierelement)
    56
    Passhülse (Positionierelement)
    58
    Durchgangsloch
    60
    Sackloch
    A
    Gussbutzenfreier (gussvorsprungfreier) Bereich

Claims (11)

  1. Vorrichtung (110) zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle (12) einer Brennkraftmaschine, aufweisend:
    einen ersten Lagerkörper (14A) mit einer Aufnahme (22A) zum drehbaren Lagern der Nockenwelle (12);
    einen Zylinderkopf (16) oder einen Befestigungsrahmen (30) zur Befestigung des ersten Lagerkörpers (14A);
    ein erstes Befestigungsmittel (18), das den ersten Lagerkörper (14A) am Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) befestigt, wobei das erste Befestigungsmittel (18) das einzige Befestigungsmittel (18) ist, das den ersten Lagerkörper (14A) am Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) befestigt;
    gekennzeichnet durch:
    einen zweiten Lagerkörper (14B) mit einer Aufnahme (22B) zum Lagern der Nockenwelle (12), wobei:
    der erste Lagerkörper (14A) und der zweite Lagerkörper (14B) gemeinsam einen zweiteiligen Lagerbock bilden; und
    die Aufnahme (22A) des ersten Lagerkörpers (14A) und die Aufnahme (22B) des zweiten Lagerkörpers (14B) eine gemeinsame Aufnahme für die Nockenwelle (12) bilden.
  2. Vorrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei:
    das erste Befestigungsmittel (18) eine erste Befestigungsschraube ist; und/oder
    das erste Befestigungsmittel (18) den ersten Lagerkörper (14A) kraft- und formschlüssig am Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) befestigt; und/oder
    das erste Befestigungsmittel (18) ein lösbares Befestigungsmittel ist.
  3. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der erste Lagerkörper (14A) und der zweite Lagerkörper (14B) über ein zweites Befestigungsmittel (52), insbesondere eine zweite Befestigungsschraube, aneinander, vorzugsweise kraft- und formschlüssig, befestigt sind.
  4. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    das erste Befestigungsmittel (18) zusätzlich den zweiten Lagerkörper (14B) am Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) befestigt.
  5. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend mindestens ein Positionierelement (54, 56), das zwischen dem ersten Lagerkörper (14A) und dem zweiten Lagerkörper (14B) zum Positionieren des ersten Lagerkörpers (14A) relativ zum zweiten Lagerkörper (14B) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung (110) nach Anspruch 5, wobei das mindestens eine, zwischen dem ersten Lagerkörper (14A) und dem zweiten Lagerkörper (14B) angeordnete Positionierelement (54, 56) einen Positionierstift, eine das erste Befestigungsmittel (18) umgebende Passhülse und/oder eine das zweite Befestigungsmittel (52) umgebende Passhülse umfasst.
  7. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    die Vorrichtung (10) ferner mindestens ein Positionierelement (40, 42) aufweist, das zwischen dem ersten Lagerkörper (14A) oder dem zweiten Lagerkörper (14B) einerseits und dem Zylinderkopf (16) oder dem Befestigungsrahmen (30) andererseits zum Positionieren des ersten oder zweiten Lagerkörpers (14A; 14B) relativ zum Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) angeordnet ist; oder
    die Vorrichtung (10) kein Positionierelement zum Positionieren des ersten oder zweiten Lagerkörpers (14A; 14B) relativ zum Zylinderkopf (16) oder Befestigungsrahmen (30) aufweist.
  8. Vorrichtung (110) nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine, zwischen dem ersten oder zweiten Lagerkörper (14A; 14B) und dem Zylinderkopf (16) oder dem Befestigungsrahmen (30) angeordnete Positionierelement (40, 42) einen Positionierstift und/oder eine Passhülse, die das erste Befestigungsmittel (18) umgibt, umfasst.
  9. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Befestigungsrahmen (30) oder der Zylinderkopf (16) ein Loch (26), insbesondere ein Sackloch oder ein Durchgangsloch, mit einem Gewinde zur kraft- und formschlüssigen Befestigung des ersten Lagerkörpers (14A) am Befestigungsrahmen (30) oder Zylinderkopf (16) mittels des ersten Befestigungsmittels (18) aufweist.
  10. Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der erste Lagerkörper (14A) asymmetrisch bezüglich einer Vertikalebene durch eine Mittellängsachse der Aufnahme (22A) für die Nockenwelle (12) ausgebildet ist; und/oder
    das erste Befestigungsmittel (18) ein Kippmoment zum Abstützen des ersten Lagerkörpers (14A) auf einer Auflagefläche (29) des Zylinderkopfes (16) oder Befestigungsrahmens (30) erzeugt.
  11. Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Vorrichtung (110) nach einem der vorherigen Ansprüche.
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