B e s c h r e i b u n g

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Modulbaugruppe mit einem Gehäuserahmen und mit wenigstens einer im Gehäuserahmen drehbar aufgenommenen Nockenwelle, wobei die Nockenwelle eine Tragwelle aufweist, auf der wenigstens ein Nockenwellenbauteil auf eine Setzstelle axial aufgepresst ist, wobei der Gehäuserahmen einen Aufnahmeraum aufweist, der wenigstens teilweise an den für die Nockenwellen notwendigen Einbauraum angepasst ist.

STAND DER TECHNIK

Modulbaugruppen dienen zur Aufnahme von wenigstens einer oder beispielsweise zwei Nockenwellen, und die Modulbaugruppe wird zumeist bis zur Einsatzbereitschaft vormontiert und anschließend wird die Modulbaugruppe an eine Brennkraftmaschine angeordnet. Hierfür sind Modulbaugruppen bekannt, die haubenartig ausgeführt sind und zur Anordnung auf einem Zylinderkopf dienen. Ebenso ist es bekannt, Modulbaugruppen in Form eines Zylinderkopfes bereitzustellen, in dem die Nockenwellen aufgenommen werden, und der Zylinderkopf wird an der Brennkraftmaschine angeordnet. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird als Modulbaugruppe folglich jede Form einer an eine Brennkraftmaschine anordbaren Baugruppe mit wenigstens einer Nockenwelle verstanden, die in einem Gehäuserahmen der Baugruppe eingebracht ist.

Beispielsweise zeigt die DE 10 2012 016 357 A1 eine Modulbaugruppe mit einem Gehäuserahmen, in dem zwei Nockenwellen drehbar aufgenommen sind. Innerhalb des Gehäuserahmens ist ein Aufnahmeraum gebildet, der im Wesentlichen an den Einbauraum für die Aufnahme der Nockenwellen angepasst ist. Bei Modulbaugruppen mit Lagerabschnitten, die geschlossene Durchgänge aufweisen, ergibt sich die Herausforderung, die Tragwelle durch die Lagerabschnitte hindurchzuführen, wobei zuvor die Nockenwellenbauteile in den Bereichen zwischen den Lagerabschnitten vorpositioniert und gehalten werden müssen. Ist die Tragwelle durch die Lagerabschnitte und durch die Nockenwellenbauteile hindurchgeführt worden, müssen die Nockenwellenbauteile, also beispielsweise Nockenelemente, Lagerringe und dergleichen, noch auf eine endgültige Setzposition aufgepresst werden.

Ein Verfahren zum Aufpressen von Nockenwellenbauteilen auf Setzstellen der Tragwelle zeigt beispielshaft die DE 10 2012 025 442 A1 . Dabei ist es bekannt, die Nockenwellenbauteile zunächst in einer Vorposition auf der Tragwelle anzuordnen, um in einem darauf folgenden Schritt mit einem entsprechenden Setzwerkzeug die Nockenwellenbauteile auf die Setzstellen aufzupressen. Für das Aufpressen werden erhebliche Kräfte aufgewendet, sodass das Werkzeug zum Setzen der Nockenwellenbauteile auf die Setzstellen entsprechend dimensioniert werden muss. Insbesondere muss das Werkzeug so ausgestaltet sein, dass dieses in die Zwischenräume zwischen den Nockenwellenbauteilen und den Lagerabschnitten des Gehäuserahmens eingeführt werden kann.

Insbesondere bei Verstellnockenwellen, wie beispielsweise aus der WO 2012/031770 A1 bekannt, sind auf der Außenwelle zusätzlich zu den festen Nockenelementen Verstellnockenelemente aufgenommen, sodass die Platzverhältnisse auf und um die Tragwelle weiter eingeschränkt sind. Das Einführen eines Setzwerkzeugs zum Aufpressen des Nockenwellenbauteils, beispielsweise eines Axiallagerringes, in den Aufnahmeraum wird durch das Verstellnockenelement zusätzlich erschwert, insbesondere wenn dieses benachbart zum Nockenwellenbauteil auf der Tragwelle angeordnet ist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Modulbaugruppe mit einem Gehäuserahmen und mit wenigstens einer im Gehäuserahmen drehbar aufgenommenen Nockenwelle, welche eine verbesserte Montagemöglichkeit bietet. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, die Modulbaugruppe derart weiterzubilden, dass ein axiales Aufpressen wenigstens eines der Nockenwellenbauteile auf eine zugeordnete Setzstelle auf der Tragwelle erleichtert wird. Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Modulbaugruppe mit einem Gehäuserahmen und mit wenigstens einer im Gehäuserahmen drehbar aufgenommenen Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Gehäuserahmen wenigstens einen Erweiterungsbereich aufweist, in dem der Aufnahmeraum über den für die Nockenwelle notwendigen Einbauraum hinaus erweitert ist.

Mit einem Erweiterungsbereich des Aufnahmeraums wird die Möglichkeit geschaffen, ein Setzwerkzeug zum Aufsetzen des Nockenwellenbauteils auf die zugeordnete Setzstelle der Tragwelle vereinfacht einzusetzen. Der Erweiterungsbereich dient folglich dazu, entweder das Setzwerkzeug selbst oder gemäß einer ebenso möglichen Variante, ein weiteres Nockenwellenbauteil in den Erweiterungsbereich zu verlagern, um das Setzwerkzeug an der geforderten Stelle einzusetzen. Der Erweiterungsbereich wird insbesondere durch eine Aussparung im Material des Gehäuserahmens gebildet, indem ein Materialbereich aus dem Gehäuserahmen entnommen wird.

Grundsätzlich ist es bekannt, Gehäuserahmen möglichst materialminimal auszugestalten, insbesondere um Gewicht zu sparen, jedoch bildet der Erweiterungsbereich einen Bereich im Material des Gehäuserahmens, welcher ohne die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein Vollmaterial des Gehäuserahmens darstellen würde. Folglich kann es notwendig sein, an benachbarter oder an entfernter Stelle zum Erweiterungsbereich verstärkende Strukturen und Materialabformungen vorzusehen, um trotz des Erweiterungsbereiches die geforderte Festigkeit des Gehäuserahmens nicht zu unterschreiten bzw. wieder herzustellen.

Das Nockenwellenbauteil ist mittels des Aufpressens ausgehend von einer Vorposition in eine Endposition überführbar, wobei der Erweiterungsbereich beispielsweise auf der Seite der Vorposition des Nockenwellenbauteils ausgebildet ist. Die Seite der Vorposition bildet die Seite des Nockenwellenbauteils, an der das Setzwerkzeug angesetzt wird, sodass im Bereich der Vorposition der Erweiterungsbereich zur Erweiterung des Aufnahmeraumes besondere Vorteile bringt.

Der Erweiterungsbereich erstreckt sich mit Vorteil um die Nockenwelle herum. Insbesondere der Bereich um die Nockenwelle herum bildet den Bereich, der von einem Setzwerkzeug im Prozess des Aufpressens des Nockenwellenbauteils auf die Setzstelle ausgefüllt wird. Der Erweiterungsbereich erstreckt sich gemäß einer möglichen Variante um einen Teilumfang der Nockenwelle herum aus, auch ist es denkbar, dass sich der Erweiterungsbereich vollumfänglich um die Nockenwelle erstreckt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Gehäuserahmen wenigstens einen Lagerabschnitt auf, wobei der Erweiterungsbereich angrenzend an den Lagerabschnitt ausgebildet ist. Der kritische Bereich zum Einsetzen eines Setzwerkzeugs entsteht im Besonderen angrenzend an einen Lagerabschnitt, da dieser einen starren Bereich des Gehäuserahmens bildet, und der Lagerabschnitt dient zur Aufnahme der Nockenwelle. Insbesondere ein Lagerabschnitt mit geschlossenen Lagerdurchgängen nimmt einen erheblichen Bauraum ein, und wird der Erweiterungsbereich angrenzend an den Lagerabschnitt gebildet, so ist dieser beispielsweise im Übergang zwischen dem Lagerabschnitt und dem Gehäuserahmen seitlich am Lagerabschnitt ausgebildet. Gerade der Bereich des Übergangs vom Lagerabschnitt in den Gehäuserahmen wird häufig mit Radien ausgeführt, insbesondere zur gießtechnischen Herstellung des Gehäuserahmens. Sind diese Radien derart vorhanden, dass sie in den Aufnahmeraum hineinragen, stören diese Radien besonders das Ausnutzen dieses Raumes zum Einsetzen des Setzwerkzeugs oder das vorübergehende Einfügen eines Nockenwellenbauteils in diesem Bereich.

Es ist von Vorteil, wenn der Erweiterungsbereich ringförmig oder torusförmig ausgebildet ist. Der Erweiterungsbereich kann selbst Radien aufweisen, um einen Kraftfluss im Material des Gehäuserahmens und insbesondere im Übergang in den Lagerabschnitt zu schaffen. Gerade Übergänge mit größeren Radien ermöglichen eine gute Kraftführung durch das Material des Gehäuserahmens, sodass durch eine ringförmige oder torusförmige Ausgestaltung des Erweiterungsbereiches insbesondere scharfe Einschnitte, Kerben oder dergleichen im Gehäuserahmen vermieden werden.

Nach einer möglichen Variante ist ein Verstellnockenelement benachbart zum Nockenwellenbauteil axial verschiebbar auf der Tragwelle aufgenommen, wobei der Erweiterungsbereich derart an das Verstellnockenelement angepasst ausgebildet ist, dass dieses in den Erweiterungsbereich hinein axial verlagerbar ist. Die Verlagerung des Verstellnockenelementes erfolgt dabei für den Montageschritt des Aufsetzens des Nockenwellenbauteils auf die Setzstelle, das beispielsweise einen axialen Ring bildet. Nachdem der Axiallagerring auf die Setzstelle aufgesetzt worden ist, wird das Verstellnockenelement wieder in die geforderte Position aus dem Erweiterungsbereich heraus zurückbewegt, um beispielsweise mit einer Innenwelle verstiftet zu werden.

Weist das Verstellnockenelement einen Nockenabschnitt und einen Bundabschnitt auf, so ist der Erweiterungsbereich zumindest an den Nockenabschnitt oder an den Bundabschnitt angepasst. Gerade dann, wenn das Verstellnockenelement in eine Orientierung auf der Tragwelle aufsitzt, mit der der Nockenabschnitt in Richtung zum Erweiterungsbereich weist, ist der Erweiterungsbereich beispielsweise auch mit einer nockenartigen Kontur ausgebildet, sodass das Verstellnockenelement in den Erweiterungsbereich eingefügt wird und indem der Nockenabschnitt passgenau in die Nockenabschnittsform des Erweiterungsbereiches eingesetzt wird. Weist ein Bundabschnitt in Richtung zum Erweiterungsbereich, wird der Erweiterungsbereich auch kleiner ausgeführt, indem der Bundbereich folglich mit kleineren Außenabmessungen in den Erweiterungsbereich eingepasst wird.

Gerade dann, wenn die Nockenwelle eine Innenwelle und eine Außenwelle aufweist, bietet die erfindungsgemäß ausgebildete Modulbaugruppe mit dem Erweiterungsbereich besondere Vorteile, da eine Packungsdichte mit einer Verstellnockenwelle umfassend eine Innenwelle und eine Außenwelle mit Festnocken und mit Verstellnocken im Aufnahmeraum besonders hoch ist.

AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:

Figur 1 eine Ansicht eines Teils der Modulbaugruppe mit einem

Materialbereich am Lagerabschnitt, durch den ein Erweiterungsbereich bildbar ist,

Figur 2 die Ansicht der Modulbaugruppe gemäß Figur 1 , wobei der

Materialbereich entnommen ist und der Erweiterungsbereich geschaffen ist, sodass ein Verstellnockenelement in den Erweiterungsbereich eingeführt ist,

Figur 3 eine Ansicht der Modulbaugruppe gemäß Figur 2, wobei das

Nockenwellenbauteil auf die Setzstelle aufgebracht ist und wobei das Verstellnockenelement wieder in die Position zurückbewegt wurde, und

Figur 4 eine perspektivische Ansicht der Modulbaugruppe mit dem

Gehäuserahmen und mit der im Gehäuserahmen aufgenommenen Nockenwelle.

In den Figuren 1 , 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Modulbaugruppe 1 ausschnittsweise gezeigt, und die Modulbaugruppe 1 weist einen Gehäuserahmen 10 auf, in dem eine Nockenwelle 1 1 drehbar aufgenommen ist. Durch die lediglich ausschnittsweise Darstellung der Modulbaugruppe 1 ist nur eine Nockenwelle 1 1 gezeigt, und benachbart zur Nockenwelle 1 1 besteht die Möglichkeit, im Gehäuserahmen 10 auch eine weitere Nockenwelle 1 1 insbesondere parallel verlaufend zur gezeigten Nockenwelle 1 1 aufzunehmen. Zur Lagerung der Nockenwelle 1 1 dienen mehrere Lagerabschnitte 17, von denen ein Lagerabschnitt 17 beispielhaft gezeigt ist. Die Lagerabschnitte 17 sind rippenartig ausgebildet und weisen einen Durchgang auf, durch den sich die Tragwelle 12 der Nockenwelle 1 1 erstreckt. Die Nockenwelle 1 1 ist beispielhaft als Verstellnockenwelle ausgeführt und weist eine Innenwelle 1 1 ' und eine Außenwelle 1 1 " auf, wobei die Außenwelle 1 1 " eine Tragwelle 12 bildet. Auf der Tragwelle 12 sitzen die Nockenwellenbauteile 13 auf, wobei ein Nockenwellenbauteil 13 beispielhaft als Axiallagerring ausgebildet dargestellt ist und es ist ein Nockenelement 13' gezeigt, das fest auf der Tragwelle 12 aufgebracht ist. Ein weiteres Nockenwellenbauteil bildet ein Verstellnockenelement 18, das entlang einer Nockenwellenachse 19 axial verschiebbar auf der Tragwelle 12 aufgebracht ist.

Innenseitig im Gehäuserahmen 10 der Modulbaugruppe 1 ist ein Aufnahmeraum 15 ausgebildet, in dem die Nockenwelle 1 1 aufgenommen ist. Der Aufnahmeraum 15 weist eine Raumkontur auf, die im Wesentlichen der Nockenwelle n mit den Nockenwellenbauteilen 13 und den Verstellnockenelementen 18 angepasst ist, wobei berücksichtigt wird, dass die Nockenwelle 1 1 eine Drehbewegung um die Nockenwellenachse 19 ausführt. Folgerichtig ist der Aufnahmeraum 15 so konturiert, dass eine freie Drehbewegung der Nockenwellenbauteile 13 möglich ist.

Figur 1 zeigt einen Erweiterungsbereich 16, der mit einem Material ausgefüllt ist und der seitlich am Lagerabschnitt 17 im Übergang in den übrigen Gehäuserahmen 10 angeordnet ist. Der angedeutete Erweiterungsbereich 16 bildet den Bereich, der vom Material des Gehäuserahmens 10 entnommen werden muss, um das gezeigte Verstellnockenelement 18 entlang der Nockenwellenachse 19 in Richtung zum Lagerabschnitt 17 zu verschieben. Benachbart zum Verstellnockenelement 18 befindet sich das Nockenwellenbauteil 13, das beispielhaft als Axiallagerring ausgeführt ist. Das Nockenwellenbauteil 13 muss für die spätere Funktion auf die gezeigte Setzstelle 14 aufgepresst werden, und das Nockenwellenbauteil 13 ist im gezeigten Zustand lediglich vorpositioniert, sodass es mit einem Setzwerkzeug aufnehmbar ist, welches von einer freien Seite in den Aufnahmeraum 15 einführbar ist. Um das Setzwerkzeug seitlich an das Nockenwellenbauteil 13 anzusetzen, muss das Verstellnockenelement 18 in Richtung zum Lagerabschnitt 17 nach links verschoben werden. Um diese Verschiebung mit einem hinreichenden Verschiebungsmaß zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß der Erweiterungsbereich 16 vorgesehen, der aus einem Materialentnahmebereich gebildet wird, siehe hierzu Figur 2. Figur 2 zeigt die Modulbaugruppe 1 gemäß Figur 1 mit dem Erweiterungsbereich 16, in welchem zur Bildung des Erweiterungsbereiches 16 das Material im Übergang zwischen dem Lagerabschnitt 17 und dem übrigen Gehäuserahmen 10 entnommen wurde. Entsprechend wird das Verstellnockenelement 18 entlang der Nockenwellenachse 19 angrenzend an den Lagerabschnitt 17 verschoben, sodass der Raum zwischen dem Verstellnockenelement 18 und dem Nockenwellenbauteil 13 vergrößerbar ist. Das Nockenwellenbauteil 13 befindet sich noch in der Vorposition I, beispielsweise durch ein thermisches Vorfügen in einem Querpressverband. Durch das Aufpressen auf die Setzstelle erfährt das Nockenwellenbauteil 13 anschließend einen Längspressverband, wie in Figur 3 gezeigt.

Figur 3 zeigt das Nockenwellenbauteil 13 in Anordnung auf der Setzstelle 14, in dem dieses mit einem Setzwerkzeug (nicht dargestellt) aufgeschoben wurde. Anschließend wird das Verstellnockenelement 18 wieder in die gewünschte Position bewegt, um dieses anschließend mit einem Stift 21 mit der Innenwelle 1 1 ' zu verbinden. Das Verstellnockenelement 18 weist einen Nockenabschnitt 18' und einen Bundabschnitt 18" auf, und die Einbaurichtung des Verstellnockenelementes 18 ist beispielhaft derart gezeigt, dass der Nockenabschnitt 18' in den Erweiterungsbereich 16 eingeschoben wird, sodass dieser beispielsweise auch eine Nockenkontur aufweist.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Modulbaugruppe 1 in einem Ausschnitt, in dem ein Teil des Gehäuserahmens 10 dargestellt ist, und die Nockenwelle 1 1 mit der Innenwelle 1 1 ' und der Außenwelle 1 1 " ist teilweise geschnitten dargestellt. Auf der Außenwelle 1 1 ", die die Tragwelle 12 bildet, sitzt das Verstellnockenelement 18 auf, das mit dem Stift 21 mit der Innenwelle 1 1 ' verstiftet ist. Das Nockenwellenbauteil 13 ist auf der Setzstelle 14 aufgesetzt und erfüllt eine Axiallagerfunktion. Die perspektivische Darstellung zeigt den Erweiterungsbereich 16, der sich etwa ringförmig um die Nockenwellenachse 19 und damit um die Nockenwelle 1 1 herum erstreckt, und der Erweiterungsbereich 16 grenzt an die Seite des Lagerabschnittes 17 an. Für den späteren Betrieb der Modulbaugruppe 1 in Anordnung an einer Brennkraftmaschine erfüllt der Erweiterungsbereich 16 als räumliche Erweiterung des Aufnahmeraums 15 dabei keine weitere Funktion. Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bez u g s ze i c h e n l i s te

I Modulbaugruppe

10 Gehäuserahmen

I I Nockenwelle

11' Innenwelle

11" Außenwelle

12 Tragwelle

13 Nockenwellenbauteil

13' Nockenelement

14 Setzstelle

15 Aufnahmeraum

16 Erweiterungsbereich

17 Lagerabschnitt

18 Verstellnockenelement

18' Nockenabschnitt

18" Bundabschnitt

19 Nockenwellenachse

20 Antriebsrad

21 Stift

I Vorposition

11 Endposition