EP1350931A1 - Camshaft - Google Patents

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    • F01M9/103—Lubrication of valve gear or auxiliaries of valve stem and guide

Definitions

  • 1a is preferred in the camshaft two running in opposite directions and not connected to each other Grooves 10a, 10b are provided.
  • Figure 3 shows the groove 10a in a cross section along the line III-III through the camshaft 1a.

Abstract

The camshaft assembly has lubricating oil passage (9) with an outlet on the bearing face of the camshaft bearing (4,6,8). At least one axially extending slot (10,10b) is provided in the corresponding bearing face of the camshaft (1a) and which communicates with the outlet of the lubricating oil passage during the corresponding angular position of the camshaft and which has an outlet in the region outside the bearing face.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellenanordnung mit einer Nockenwelle und mindestens einem Nockenwellenlager, das einen Schmiermittelkanal mit einer Austrittsöffnung an der Lagerfläche des Nockenwellenlagers aufweist.The invention relates to a camshaft arrangement with a camshaft and at least one camshaft bearing that has a lubricant channel with a Has outlet opening on the bearing surface of the camshaft bearing.

Nockenwellen werden insbesondere dazu verwendet, die Ventile einer Brennkraftmaschine anzusteuern, d.h. bei einer Drehung der Nockenwelle durch Nocken zu öffnen beziehungsweise zu schließen. Eine Nockenwelle ist in der Regel in Nockenwellenlagern drehbeweglich gelagert, welche häufig aus einer Nockenwellenlager-Basis und einer Nockenwellenlager-Kappe bestehen. Bei einer aus der US 4 258 673 bekannten Ausführungsform ist in der Nockenwellenlager-Basis ein Ölkanal ausgebildet, welcher zur Lagerfläche führt. Weiterhin ist in der korrespondierenden Lagerfläche der Nockenwelle eine über ca. 85° in Umlaufrichtung verlaufende Nut vorgesehen. Diese liegt bei Drehung der Nockenwelle periodisch der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals gegenüber und sorgt hierdurch für eine intermittierende Weiterleitung des unter Druck stehenden Schmiermittels. Das Schmiermittel wird dabei über die Nut der Nockenwelle in ein Kanalsystem im Nockenwellenlager zurückgeleitet, von wo aus das Schmiermittel in Axialrichtung der Nockenwelle verspritzt bzw. verteilt wird, um die benachbarten Nocken zu schmieren.Camshafts are used in particular for the valves of an internal combustion engine to control, i.e. when the camshaft rotates due to cams to open or close. A camshaft is usually in Camshaft bearings rotatably mounted, which often from a camshaft bearing base and a camshaft bearing cap. With one from the US 4,258,673 known embodiment is in the camshaft bearing base Oil channel formed, which leads to the bearing surface. Furthermore, the corresponding The bearing surface of the camshaft is approximately 85 ° in the direction of rotation Groove provided. This is periodically when the camshaft rotates Outlet opening of the lubricant channel opposite and thereby ensures a intermittent transmission of the lubricant under pressure. The Lubricant is fed into a channel system via the groove of the camshaft Camshaft bearings returned from where the lubricant in the axial direction the camshaft is sprayed or distributed to the adjacent cams lubricate.

Bei der vorstehend erläuterten sowie bei ähnlichen Nockenwellenanordnungen befindet sich bei jedem zu einem Zylinder gehörenden Satz von Nocken auch ein Nockenwellenlager, über welches eine Schmierung der Nocken sowie - bei obenliegenden Nockenwellen durch ablaufendes Schmiermittel - der zugehörigen Ventilstößel erfolgt. In the above and similar camshaft arrangements is also included with every set of cams belonging to a cylinder Camshaft bearings, via which the cams are lubricated as well as - at the top Camshafts due to running lubricant - the associated valve lifters he follows.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfacheren Aufbau einer Nockenwellenanordnung bereitzustellen, welcher eine gute Schmierung der beweglichen Elemente gewährleistet.Against this background, it was an object of the present invention to provide a simpler one To provide structure of a camshaft assembly, which is a good one Lubrication of the moving elements guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch eine Nockenwellenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is accomplished by a camshaft arrangement with the features of Claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous refinements are contained in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Nockenwellenanordnung enthält mindestens eine Nokkenwelle und mindestens ein Nockenwellenlager, in welchem die Nockenwelle drehbar gelagert ist. Das Nockenwellenlager weist einen durch das Nockenwellenlager verlaufenden Schmiermittelkanal auf, dessen Austrittsöffnung an der Lagerfläche des Nockenwellenlagers liegt, die definitionsgemäß in Kontakt mit der Nokkenwelle steht. Über den Schmiermittelkanal kann den Lagerflächen ein Schmiermittel - insbesondere Öl - zugeführt werden. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Lagerfläche des Nockenwellenlagers korrespondierenden Lagerfläche der Nockenwelle mindestens eine axial verlaufende Nut vorhanden ist, welche bei entsprechender Winkelstellung der Nockenwelle der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals gegenüberliegt und daher mit dieser kommuniziert, und die eine Öffnung in den Bereich außerhalb der Lagerfläche aufweist.The camshaft arrangement according to the invention contains at least one camshaft and at least one camshaft bearing in which the camshaft is rotatably mounted. The camshaft bearing has one through the camshaft bearing running lubricant channel, its outlet opening on the bearing surface of the camshaft bearing, which by definition is in contact with the camshaft stands. A lubricant can be applied to the bearing surfaces via the lubricant channel - especially oil - are supplied. The arrangement is characterized by that in the corresponding to the bearing surface of the camshaft bearing Bearing surface of the camshaft has at least one axially extending groove which is at a corresponding angular position of the camshaft of the outlet opening faces the lubricant channel and therefore communicates with it, and which has an opening in the area outside the bearing surface.

Bei der beschriebenen Anordnung wird das Nockenwellenlager über die Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals ständig und in ausreichender Weise geschmiert. Zusätzlich wird jedoch eine mit der Drehung der Nockenwelle intermittierend auftretende Verteilung von Schmiermittel in axialer Richtung erreicht, da bei einer entsprechenden Winkelstellung der Nockenwelle das Schmiermittel vom Schmiermittelkanal in die Nut der Nockenwelle übertreten und von dieser in den außerhalb der Lagerfläche liegenden Bereich austreten kann. Bei entsprechender geometrischer Ausgestaltung des Schmiermittelkanals, der Nut in der Nockenwelle sowie ihres Auslasses findet hierbei ein Verspritzen bzw. Verteilen des Schmiermittels statt, da dieses unter Druck steht und zusätzlich durch die Drehung der Nockenwelle geschleudert wird. Das Schmiermittel kann auf diese Weise auf einer einer Flugbahn weiter entfernt vom Nockenwellenlager gelegene Teile erreichen und für deren Schmierung sorgen. Gleichzeitig ist durch den nur intermittierend stattfindenden Kontakt von Nut und Schmiermittelkanal sichergestellt, daß auf diese Weise nur begrenzte Mengen an Schmiermittel verteilt werden und daß zwischen zwei Spritzvorgängen ein ausreichend hoher Schmiermitteldruck für die Schmierung des Nockenwellenlagers erhalten bleibt.In the arrangement described, the camshaft bearing is via the outlet opening the lubricant channel constantly and adequately lubricated. In addition, however, one that occurs intermittently with the rotation of the camshaft Distribution of lubricant in the axial direction is achieved because at one the lubricant from the corresponding angular position of the camshaft Pass the lubricant channel into the groove of the camshaft and from there into the area outside the storage area can emerge. With appropriate Geometric design of the lubricant channel, the groove in the camshaft as well as its outlet, the lubricant is splashed or distributed instead, because this is under pressure and additionally by rotating the Camshaft is thrown. The lubricant can in this way on a parts located at a trajectory further away from the camshaft bearing and ensure their lubrication. At the same time it is only intermittent contact between groove and lubricant channel ensures that this Only limited amounts of lubricant are distributed and that between two spraying processes a sufficiently high lubricant pressure for the Lubrication of the camshaft bearing is retained.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Nockenwelle zwei in entgegengesetzte axiale Richtungen verlaufende Nuten in der Lagerfläche auf. Die Nuten kommunizieren jeweils in der vorstehend beschriebenen Weise bei einer entsprechenden Winkelstellung der Nockenwelle mit der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals und unterscheiden sich dadurch, daß ihre Auslässe zu verschiedenen Seiten außerhalb der Lagerfläche weisen. Durch die zwei Nuten kann das intermittierende Verspritzen von Schmiermittel daher in zwei entgegengesetzte axiale Richtungen erfolgen.According to a preferred embodiment, the camshaft has two in opposite grooves running in axial directions in the bearing surface. The grooves communicate in the manner described above with a corresponding one Angular position of the camshaft with the outlet opening of the Lubricant channel and differ in that their outlets to different Point sides outside the storage area. Through the two grooves intermittent splashing of lubricant into two opposite axial directions take place.

Das Nockenwellenlager ist vorzugsweise zweiteilig aufgebaut aus einer Nockenwellenlager-Basis und einer hiermit verbundenen Nockenwellenlager-Kappe. Dies erleichtert die Montage der Nockenwelle.The camshaft bearing is preferably constructed in two parts from a camshaft bearing base and an associated camshaft bearing cap. This facilitates the assembly of the camshaft.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Nockenwellenanordnung weist die Nokkenwelle Nocken zur Betätigung der Ventile von Zylindern einer Brennkraftmaschine auf, wobei die Anzahl der Nockenwellenlager kleiner ist als die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine. Das bedeutet, daß anders als bei bekannten Nockenwellenanordnungen nicht für jede Nockenwelle pro Zylinder ein Nockenwellenlager vorhanden ist, sondern daß eine kleinere Anzahl von Nockenwellenlagern vorgesehen wird. Hierdurch ergeben sich entsprechende Kosteneinsparungen. Diese sind möglich, da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine Verteilung von Schmiermittel über größere axiale Strecken möglich ist, so daß auch weiter entfernt von einem Nockenwellenlager liegende Bauteile ausreichend geschmiert werden. According to another development of the camshaft arrangement, the camshaft has Cams for actuating the valves of cylinders of an internal combustion engine on, the number of camshaft bearings being less than the number of Cylinder of the internal combustion engine. This means that unlike known ones Camshaft arrangements do not have one camshaft bearing for each camshaft per cylinder is present, but that a smaller number of camshaft bearings is provided. This results in corresponding cost savings. These are possible because in the embodiment according to the invention there is a distribution of lubricant over longer axial distances is possible, so that too Components located further away from a camshaft bearing are adequately lubricated become.

Insbesondere kann dabei in Axialrichtung der Nockenwelle gesehen bei jedem zweiten Zylinder ein Nockenwellenlager der erfindungsgemäßen Ausgestaltung angeordnet sein. Die zwischen zwei solchen Lagern gelegenen Ventilmechanismen und Nocken werden dann durch das von den Lagern intermittierend verspritzte Schmiermittel ausreichend geschmiert.In particular, can be seen in the axial direction of the camshaft at each second cylinder a camshaft bearing of the embodiment according to the invention be arranged. The valve mechanisms located between two such bearings and cams are then intermittently sprayed by the bearings Lubricant adequately lubricated.

In weiterer Ausgestaltung der Nockenwellenanordnung kann zwischen zwei (vollständigen) Nockenwellenlagern jeweils ein Nockenwellenlager entfernt werden.In a further embodiment of the camshaft arrangement, between two (complete) Camshaft bearings are removed one camshaft bearing each.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe der Figuren beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1
eine Aufsicht auf eine Nockenwellenanordnung mit zwei parallelen, obenliegenden Nockenwellen,
Fig. 2
einen Schnitt entlang einer Nockenwelle gemäß Figur 1 mit einem vergrößerten Ausschnitt aus einem erfindungsgemäß ausgestalteten Nockenwellenlager, und
Fig. 3
einen Schnitt entlang der Linie III-III von Figur 2 durch eine erfindungsgemäß mit einer Nut versehene Nockenwelle.
The invention is explained in more detail below with the aid of the figures.
Show it:
Fig. 1
a top view of a camshaft arrangement with two parallel, overhead camshafts,
Fig. 2
2 shows a section along a camshaft according to FIG. 1 with an enlarged section of a camshaft bearing designed according to the invention, and
Fig. 3
a section along the line III-III of Figure 2 by an inventive provided with a groove camshaft.

In Figur 1 ist eine Aufsicht auf eine Nockenwellenanordnung mit zwei parallelen, obenliegenden Nockenwellen 1a, 1b dargestellt. An den Nockenwellen 1a, 1b sind für jeden Zylinder einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) zwei Nocken 3 angeordnet, welche jeweils einen Ventilstößel 2 betätigen. Zwischen zwei einem Zylinder zugeordneten Nocken 3 ist ein Nockenwellenlager 4, 5, 6, 7, 8 vorgesehen, welches in nicht näher dargestellter Weise aus einer Nockenwellenlager-Basis und einer Nockenwellenlager-Kappe besteht. Die Ölversorgung der Ventilstößel 2 erfolgt über Schmieröl, das aus den Nockenwellenlagern austritt und links und rechts hiervon zu den darunter gelegenen Ventilstößeln fließt. In Figure 1 is a plan view of a camshaft arrangement with two parallel, overhead camshafts 1a, 1b shown. Are on the camshafts 1a, 1b arranged two cams 3 for each cylinder of an internal combustion engine (not shown), which each actuate a valve lifter 2. Between two a cylinder assigned cam 3, a camshaft bearing 4, 5, 6, 7, 8 is provided, which in a manner not shown from a camshaft bearing base and a camshaft bearing cap. The valve tappet 2 is supplied with oil about lubricating oil that emerges from the camshaft bearings and left and flows to the valve tappets below.

Der beschriebene Aufbau einer Nockenwellenanordnung ist verhältnismäßig aufwendig und teuer. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, auf jedes zweite Nockenwellenlager 5, 7 komplett beziehungsweise zumindest auf die zugehörige Nockenwellenlager-Kappe zu verzichten, was in Figur 1 durch eine gestrichelte Darstellung dieser Lager angedeutet ist.The structure of a camshaft arrangement described is relatively complex and expensive. According to the invention, it is therefore proposed that every second Camshaft bearings 5, 7 completely or at least on the associated one To waive the camshaft bearing cap, which is shown in Figure 1 by a dashed line Representation of this camp is indicated.

Bei einem Weglassen der Nockenwellenlager-Kappen tritt jedoch das Problem auf, daß hierdurch der Öldruck des entsprechenden Schmiermittelkanals im Nokkenwellenlager freigegeben wird, welcher zuvor von der Lagerkappe reduziert wurde. Andererseits ist es nicht möglich, den Austritt des Schmiermittelkanals zu verschließen, da sonst die Ölversorgung der links und rechts des Lagers gelegenen Ventilstößel abgeschnitten wäre.However, if the camshaft bearing caps are omitted, the problem arises that the oil pressure of the corresponding lubricant channel in the camshaft bearing is released, which previously reduced from the bearing cap has been. On the other hand, it is not possible to close the lubricant channel close, otherwise the oil supply to the left and right of the bearing Valve tappet would be cut off.

Um dennoch den Kostenvorteil eines Weglassens der Nockenwellenlager 5, 7 erzielen zu können, wird erfindungsgemäß der in Figur 2 detaillierter dargestellte Aufbau der übrigen Nockenwellenlager 4, 6, 8 (mit Nockenwellenlager-Kappe) vorgeschlagen. Die Lösung besteht im Wesentlichen darin, in der Nockenwelle 1a (bzw. analog in der Nockenwelle 1b) in Axialrichtung verlaufende Schlitze oder Nuten 10a, 10b auszubilden. Diese kommunizieren mit der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals 9 im Nockenwellenlager 4, 6, 8, wenn die Nockenwelle 1a in die entsprechende Winkelstellung gedreht ist. Ferner enden die Nuten 10a, 10b in Axialrichtung an gegenüberliegenden Seiten außerhalb der Lagerfläche des Nokkenwellenlagers.To nevertheless achieve the cost advantage of omitting the camshaft bearings 5, 7 to be able, according to the invention, is shown in more detail in FIG Structure of the other camshaft bearings 4, 6, 8 (with camshaft bearing cap) proposed. The solution essentially consists in the camshaft 1a (or analogously in the camshaft 1b) slots or extending in the axial direction Form grooves 10a, 10b. These communicate with the outlet opening of the Lubricant channel 9 in the camshaft bearing 4, 6, 8 when the camshaft 1a in the corresponding angular position is rotated. Furthermore, the grooves 10a, 10b end in Axial direction on opposite sides outside the bearing surface of the camshaft bearing.

Wenn die Nockenwelle 1a sich in einer Winkelstellung befindet, in welcher die Nuten 10a, 10b der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals 9 gegenüberliegen, kann das dort unter Druck anstehende Schmiermittel in die Nuten übertreten und diese füllen. Anschließend verläßt das Schmiermittel die Nuten 10a, 10b wieder im Raum außerhalb der Lagers. Auf diese Weise werden intermittierend Tropfen des Schmiermittels in Axialrichtung geschleudert, welche auch weiter entfernt liegende Elemente wie insbesondere Ventilstößel 2 erreichen. Dies erlaubt es, gemäß Figur 1 jede zweite Lageranordnung 5, 7 wegzulassen, da die dort befindlichen Ventilstößel ausreichend durch das von den übrigen Nockenwellenlagern 4, 6 und 8 intermittierend verspritzte Schmieröl geschmiert werden.When the camshaft 1a is in an angular position in which the grooves 10a, 10b lie opposite the outlet opening of the lubricant channel 9, the lubricant under pressure there can pass into the grooves and fill these. The lubricant then leaves the grooves 10a, 10b again in the Space outside the camp. In this way, drops of the intermittent Lubricant thrown in the axial direction, which is also further away Reach elements such as valve lifter 2 in particular. This allows, according to the figure 1 omit every other bearing arrangement 5, 7 because the valve lifters located there sufficient by that of the other camshaft bearings 4, 6 and 8 intermittently sprayed lubricating oil.

Wie Figur 2 weiterhin zu entnehmen ist, sind in der Nockenwelle 1a vorzugsweise zwei in entgegengesetzte Richtungen verlaufende und miteinander nicht verbundene Nuten 10a, 10b vorgesehen. Figur 3 zeigt die Nut 10a in einem Querschnitt entlang der Linie III-III durch die Nockenwelle 1a.As can also be seen in FIG. 2, 1a is preferred in the camshaft two running in opposite directions and not connected to each other Grooves 10a, 10b are provided. Figure 3 shows the groove 10a in a cross section along the line III-III through the camshaft 1a.

Claims (6)

Nockenwellenanordnung mit einer Nockenwelle (1a, 1b) und mindestens einem Nockenwellenlager (4, 6, 8), das einen Schmiermittelkanal (9) mit einer Austrittsöffnung an der Lagerfläche des Nockenwellenlagers aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
   in der korrespondierenden Lagerfläche der Nockenwelle mindestens eine axial verlaufende Nut (10a, 10b) vorgesehen ist, die bei entsprechender Winkelstellung der Nockenwelle mit der Austrittsöffnung des Schmiermittelkanals (9) kommuniziert und die einen Auslass in den Bereich außerhalb der Lagerfläche aufweist.Camshaft arrangement with a camshaft (1a, 1b) and at least one camshaft bearing (4, 6, 8), which has a lubricant channel (9) with an outlet opening on the bearing surface of the camshaft bearing,
characterized in that
At least one axially extending groove (10a, 10b) is provided in the corresponding bearing surface of the camshaft, which groove communicates with the outlet opening of the lubricant channel (9) when the camshaft is at an appropriate angle and which has an outlet into the area outside the bearing surface. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
   mindestens zwei Nuten (10a, 10b) in der Lagerfläche der Nockenwelle (1a) ausgebildet sind, die sich dadurch unterscheiden, dass ihre Auslässe zu Bereichen an verschiedenen Seiten außerhalb der Lagerfläche weisen.Camshaft arrangement according to claim 1,
characterized in that
at least two grooves (10a, 10b) are formed in the bearing surface of the camshaft (1a), which differ in that their outlets point to areas on different sides outside the bearing surface. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
   das Nockenwellenlager eine Nockenwellenlager-Basis und eine Nockenwellenlager-Kappe aufweist.Camshaft arrangement according to claim 1 or 2,
characterized in that
the camshaft bearing has a camshaft bearing base and a camshaft bearing cap. Nockenwellenanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
   die Nockenwelle (1a, 1b) Nocken (3) zur Betätigung der Ventile (2) von Zylindern einer Brennkraftmaschine aufweist, wobei die Anzahl der Nockenwellenlager kleiner ist als die Anzahl der Zylinder. Camshaft arrangement according to at least one of Claims 1 to 3,
characterized in that
the camshaft (1a, 1b) has cams (3) for actuating the valves (2) of cylinders of an internal combustion engine, the number of camshaft bearings being less than the number of cylinders. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
   in Axialrichtung der Nockenwelle (1a, 1b) gesehen bei jedem zweiten Zylinder ein Nockenwellenlager (4, 6, 8) angeordnet ist.Camshaft arrangement according to claim 4,
characterized in that
Viewed in the axial direction of the camshaft (1a, 1b), a camshaft bearing (4, 6, 8) is arranged in every second cylinder. Nockenwellenanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
   zwischen zwei Nockenwellenlagern (4, 6, 8) mindestens eine Nockenwellenlager-Basis (5, 7) ohne Nockenwellenlager-Kappe angeordnet ist.Camshaft arrangement according to claim 3,
characterized in that
at least one camshaft bearing base (5, 7) without a camshaft bearing cap is arranged between two camshaft bearings (4, 6, 8).
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