JP6239432 | The valve gear of an internal-combustion engine |
WO/2008/026029 | ASSEMBLED CAMSHAFT AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE PROVIDED WITH ASSEMBLED CAMSHAFT |
WO/2016/037790 | DRIVESHAFT ASSEMBLY |
SCHNEIDER FALK (DE)
STEICHELE STEFAN (DE)
MUELLER HARALD RUEDIGER (DE)
SCHNEIDER FALK (DE)
STEICHELE STEFAN (DE)
WO2007083225A1 | 2007-07-26 | |||
WO2007083222A1 | 2007-07-26 | |||
WO2008026055A2 | 2008-03-06 |
DE3641129C1 | 1987-07-30 | |||
US20110162609A1 | 2011-07-07 | |||
DE102008007091A1 | 2009-08-06 |
Patentansprüche 1 . Lagerbock (2) zum Lagern zumindest einer Nockenwelle (3,3'), dadurch gekennzeichnet, - dass der Lagerbock (2) ein unteres Lagerteil (5) und ein oberes Lagerteil (6) aufweist, die zusammen die Nockenwelle (3,3') lagern und die miteinander über eine Klebenaht (8) verklebt sind, - dass zumindest eine Ausrichthilfe (7) zum Ausrichten des oberen Lagerteils (6) gegenüber dem unteren Lagerteil (5) vorgesehen ist. 2. Lagerbock nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (2) zwei parallele Lageraugen (10,10') aufweist. 3. Lagerbock nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (2) als Lagerbockrahmen ausgebildet ist und zumindest zwei axial zueinander beabstandete Lageraugen (10,10') aufweist. 4. Lagerbock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ausrichthilfe (7) als Passstift ausgebildet ist, die in eine komplementäre Passbohrung (9) an den Lagerteilen (5,6) einsteckbar ist. 5. Lagerbock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ausrichthilfe (7) nach dem Verkleben der beiden Lagerteile (5,6) im Lagerbock (2) verbleibt oder nicht. Lagerbock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Lagerteil (6) Bestandteil einer Zylinderkopfhaube ist. Lagerbock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbock (2) zur Aufnahme zumindest eines der nachfolgenden Bauteile ausgebildet ist, einem Wälzlager, insbesondere einem Nadel- oder Kugellager, einem Sensor, insbesondere einem Hallsensor, einem Ventil, insbesondere einem Proportionalventil, einer Schmierstoffzu-/abführung. Vorgefertigtes Nockenwellenmodul (1 ) mit zumindest einer Nockenwelle (3,3') und einem Lagerbock (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls (1 ) nach Anspruch 8, bei dem, - ein oberes und ein zugehöriges unteres Lagerteil (6,5) über zumindest eine Ausrichthilfe (7) zueinander ausgerichtet werden, - zumindest ein Lagerauge (10), das Bestandteil einer Nockenwellenlagergasse ist, bearbeitet wird, - die beiden Lagerteile (5,6) geöffnet werden, - die Nockenwelle (3,3') eingelegt wird, - das obere und das untere Lagerteil (5,6) über die zumindest eine Ausrichthilfe (7) zueinander ausgerichtet und anschließend miteinander verklebt werden. |
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerbock zum Lagern einer
Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft weiter ein vorgefertigtes Nockenwellenmodul mit zumindest einer Nockenwelle und einem derartigen Lagerbock sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Nockenwellenmoduls.
Lagerböcke werden im Bereich von Verbrennungsmotoren beispielsweise zur Lagerung einer Nockenwelle benötigt, über welche entsprechende Ein- und Auslassventile betätigt werden können. Derartige Lagerböcke sind üblicherweise mehrteilig, insbesondere zweiteilig, aufgebaut und besitzen ein oberes Lagerteil sowie ein unteres Lagerteil, welches jeweils eine Lagerhälfte ausbildet und welche zum Lagern der Nockenwelle miteinander verschraubt werden. Bei der Verschraubung ist dabei darauf zu achten, dass eine durch den jeweiligen Lagerbock gebildete Nockenwellenlagergasse exakt ausgerichtet ist, um eine leichtgängige Lagerung der Nockenwelle gewährleisten zu können.
Im Bereich der modernen Fertigung von Verbrennungsmotoren wird die
Anlieferung vorgefertigter Bauteile, die in einer Endmontage lediglich noch eingebaut werden müssen, zunehmend wichtiger, um insbesondere den
Montageprozess der Verbrennungsmotoren straffen zu können. Aus diesem Grund sollen zunehmend vorgefertigte Module von den Zulieferern bereitgestellt werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, einen
gattungsgemäßen Lagerbock zum Lagern einer Nockenwelle konstruktiv anders auszubilden und dadurch insbesondere auch eine exakte und qualitativ hochwertige Vorfertigung eines Nockenwellenmoduls zu ermöglichen. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein unteres Lagerteil und ein oberes Lagerteil eines Lagerbocks zum Lagern einer
Nockenwelle nicht mehr wie bisher üblich über Schrauben miteinander zu verbinden, sondern alternativ oder zusätzlich hierzu über eine Klebeverbindung. Zum Ausrichten des oberen Lagerteils gegenüber dem unteren Lagerteil ist dabei zumindest eine Ausrichthilfe, beispielsweise in der Art eine Passstiftes, vorgesehen, so dass die beiden Lagerteile exakt zueinander ausgerichtet miteinander verklebt werden können. Mit einem derartigen Lagerbock, der beispielsweise auch als Lagerbockrahmen ausgebildet sein kann und zumindest zwei eine Nockenwellenlagergasse bildende, axial zueinander versetzte
Lageraugen aufweist, ist insbesondere auch ein einfaches und zugleich qualitativ hochwertiges Vorfertigen eines Nockenwellenmoduls mit zumindest einer
Nockenwelle und zumindest einem Lagerbock möglich. Hierzu wird
beispielsweise zunächst ein oberes und ein zugehöriges unteres Lagerteil eines Lagerbocks über zumindest eine Ausrichthilfe, vorzugsweise über mehrere Ausrichthilfen, zueinander ausgerichtet. Anschließend werden die Lageraugen des Lagerbocks, die die spätere Nockenwellenlagergasse bilden, bearbeitet, insbesondere mittels eines spanenden oder schleifenden Verfahrens
nachbearbeitet. Ist dies geschehen, wird die Nockenwelle eingelegt, woraufhin dann das obere und das untere Lagerteil über die zumindest eine Ausrichthilfe wieder zueinander ausgerichtet und anschließend miteinander verklebt werden können. Die Verklebung kann dabei vornehmlich als Transportsicherung dienen, aber auch nach dem Einbau in den Verbrennungsmotor zur Aufnahme von Biegespannungen. Der für die Verklebung verwendete Klebstoff weist dabei geringere Kohäsionskräfte als Adhäsionskräfte auf, so dass bei einem Brechen der Klebenaht der Klebstoff selbst bricht und nicht die Verbindung des Klebstoffs mit einem der Lagerteile.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die zumindest eine Ausrichthilfe als Passstift ausgebildet, die in eine komplementäre Passbohrung an den Lagerteilen einsteckbar ist. Eine derartig ausgebildete Ausrichthilfe ist dabei konstruktiv einfach ausgebildet und bietet trotzdem in Verbindung mit der Passbohrung eine Möglichkeit zur exakten Ausrichtung der beiden Lagerteile zueinander. Dabei ist denkbar, dass die zumindest eine
Ausrichthilfe, das heißt beispielsweise der Passstift, nach der Montage der Nockenwelle in dem Zylinderkurbelgehäuse in der zugehörigen Passbohrung verbleibt oder aber aus dieser wieder entfernt wird, so dass dann die
Passbohrung als Durchgangsöffnung dienen kann, über welche der Lagerbock, das heißt beispielsweise dann das Nockenwellenmodul mit dem
Zylinderkurbelgehäuse verschraubt wird. Nach Aushärten der Verklebung werden die Passstifte, das heißt generell die Ausrichthilfen eigentlich nicht mehr benötigt, so dass diese insbesondere auch zur Gewichtsersparnis wieder aus den
Lagerböcken entfernt werden können. Verbleiben diese in den Lagerböcken, so bieten die Passstifte auch bei einem unvorhergesehenen Brechen der Klebenaht für eine exakte Ausrichtung der beiden Lagerteile zueinander und damit zu einer exakt ausgerichteten Nockenwellenlagergasse bei selbst gebrochener Klebenaht.
Die Erfindung beruht außerdem auf dem allgemeinen Gedanken, ein
Nockenwellenmodul vorausgerichtet vorfertigen zu können und dieses in beispielsweise vom Zulieferer vorgefertigtem und ausgerichtetem Zustand an einen Endmontageort liefern zu können. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Nockenwellenmoduls gliedert sich dabei in die nachfolgend genannten Verfahrensschritte: Zunächst werden ein oberes und ein zugehöriges unteres Lagerteil eines Lagerbocks, der beispielsweise auch als Lagerbockrahmen ausgebildet sein kann, über zumindest eine, vorzugsweise über mehrere Ausrichthilfen zueinander ausgerichtet. Anschließend wird eine Nockenwellenlagergasse, die üblicherweise mehrere axial zueinander
beabstandete Lageraugen des Lagerbocks umfasst, bearbeitet, insbesondere mittels eines spanenden Verfahrens nachbearbeitet. Die beiden Lagerteile können dann wieder voneinander entfernt, das heißt geöffnet werden, woraufhin dann die Nockenwelle in beispielsweise das untere Lagerteil eingelegt werden kann. Selbstverständlich können dabei auch zuvor noch entsprechende
Wälzlager, beispielsweise Nadel- oder Kugellager in das untere Lagerteil eingelegt werden, wobei ebenfalls denkbar ist, dass ein derartiges Wälzlager bereits an der Nockenwelle befestigt ist. An den Kontaktflächen zwischen oberem und unterem Lagerteil wird nun Klebstoff aufgetragen. Abschließend wird nun das obere Lagerteil auf das untere Lagerteil aufgesetzt und über die zumindest eine Ausrichthilfe gegenüber dem unteren Lagerteil ausgerichtet, woraufhin dann die beiden Lagerteile miteinander verklebt werden. Mit dem Verkleben ist das erfindungsgemäße Verfahren abgeschlossen und das Nockenwellenmodul zumindest zum Transport, aber beispielsweise auch zum direkten Einbau in das Zylinderkurbelgehäuse vorgefertigt. Beim Einbau können selbstverständlich die Ausrichthilfen in den jeweiligen Lagerböcken verbleiben oder aber daraus entfernt werden, wobei bei einem Entfernen die nun frei werdenden
Passbohrungen zum Durchführen von Schrauben genutzt werden können, über welche das vorgefertigte Nockenwellenmodul am Zylinderkurbelgehäuse festgeschraubt werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Lagerbocks sowie eines bereits vorgefertigten
Nockenwellenmoduls.
Entsprechend der Figur 1 , weist ein erfindungsgemäßes Nockenwellenmodul 1 einen Lagerbock 2 auf, der als Lagerbockrahmen ausbildet ist und zwei parallel zueinander angeordnete Nockenwellen 3 und 3' lagert. Die Nockenwellen 3 und 3' tragen dabei in bekannter Weise Nocken 4, über die nicht gezeigte Ein- oder Auslassventile eines Verbrennungsmotors gesteuert werden. Der Lagerbock 2 besitzt dabei nun erfindungsgemäß ein unteres Lagerteil 5 sowie oberes Lagerteil 6, die über zumindest eine Ausrichthilfe 7, im vorliegenden Fall sogar über vier Ausrichthilfen 7, zueinander ausgerichtet sind und die über eine Klebenaht 8 miteinander verklebt sind. Gemäß der Figur 1 sind dabei lediglich zwei
Ausrichthilfen 7 in der Form von Passstiften gezeigt, die in entsprechend komplementär dazu ausgebildete Passbohrungen 9 einsteckbar sind, wobei vergleichbare Ausrichthilfen 7 selbstverständlich in sämtliche an den beiden Lagerteilen 5, 6 angeordnete Passbohrungen 9 einsteckbar sind, um dadurch die beiden Lagerteile 5, 6 exakt zueinander ausrichten zu können.
Betrachtet man die Figur 1 , so kann man erkennen, dass der Lagerbock 2 zwei parallele Lageraugen 10, 10' aufweist, in welchen die beiden Nockenwellen 3, 3' parallel zueinander gelagert sind. Darüber hinaus besitzt der erfindungsgemäße Lagerbock 2 auch zwei axial zueinander beabstandete Lageraugen 10, 10', die zusammen jeweils eine Nockenwellenlagergasse zur Lagerung der jeweiligen Nockenwelle 3 bzw. 3' bilden.
Generell kann das obere Lagerteil 6 auch Bestandteil einer nicht gezeigten Zylinderkopfhaube sein, insbesondere einen integralen Bestandteil einer derartigen Zylinderkopfhaube bilden. Zusätzlich kann der erfindungsgemäße Lagerbock 2 zur Aufnahme zumindest eines der nachfolgend genannten und nicht weiter gezeigten Bauteile ausgebildet sein: Einem Wälzlager, insbesondere einem Nadel- oder einem Kugellager, einem Sensor, insbesondere einem Hall- Sensor, einem Ventil, insbesondere einem Proportionalventil, und/oder einer Schmierstoffzu-/Abführung.
Durch die Klebenaht 8 zur Verbindung der beiden Lagerteile 5, 6 lässt sich das erfindungsgemäße Nockenwellenmodul 1 vorfertigen und in diesem
vorgefertigten Zustand in ein Zylinderkurbelgehäuse einbauen, wobei die
Klebenaht 8 zusätzlich ein Aufklaffen der beiden Lagerteile 5, 6 bei
Kraftbelastung im Betrieb, das heißt beispielsweise bei einer Nockenbetätigung, verhindert. Die Klebenaht 8 ist dabei in der Lage, die im Betrieb auftretenden Biegespannungen aufzunehmen. Dabei ist eine Kohäsionskraft des zur
Verklebung verwendeten Klebstoffs geringer als seine Adhäsionskraft, so dass der Klebstoff selbst schneller bricht als eine Verbindung desselben mit einem der beiden Lagerteile 5, 6. Geeignete Klebstoffe können beispielsweise anaerobe 1 - Komponenten-Klebstoffe auf Acrylbasis sein.
Generell kann das gemäß der Figur 1 gezeigte Nockenwellenmodul 1 noch weitere nicht gezeigte Lageraugen umfassen, so dass beispielsweise die
Nockenwellen 3 und 3' über ihre gesamte Länge über den erfindungsgemäßen Lagerbock 2 gelagert sind. Die Ausrichthilfen 7 können nach dem Ausrichten und dem Verkleben der beiden Lagerteile 5, 6 miteinander wieder aus der
zugehörigen Passbohrung 9 entfernt werden oder aber in dieser verbleiben.
Werden die Ausrichthilfen 7, beispielsweise die Passstifte, aus den zugehörigen Passbohrungen 9 entfernt, können letztere als Durchgangsöffnungen zur
Aufnahme von Befestigungsschrauben verwendet werden, über welche das Nockenwellenmodul 1 mit dem Zylinderkurbelgehäuse verschraubt wird. In der Figur 1 sind die Ausrichthilfen 7 als zylinderartige Passstifte gezeigt, wobei selbstverständlich auch eine unrunde Ausbildung der Ausrichthilfen 7 denkbar ist, beispielsweise mit einer eckigen Form, so dass zum Ausrichten des oberen Lagerteils 6 zum unteren Lagerteil 5 tatsächlich nur eine einzige Ausrichthilfe 7 erforderlich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Nockenwellenmodul 1 lässt sich dieses insbesondere auch bereits bei einem Zulieferer vorfertigen und in ausgerichtetem und vorgefertigtem Zustand zum Einbauort liefern.