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WO2017202711A1 - System aus einer nockenwelle und einer nockenwellenhülse - Google Patents

System aus einer nockenwelle und einer nockenwellenhülse Download PDF

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Publication number
WO2017202711A1
WO2017202711A1 PCT/EP2017/062071 EP2017062071W WO2017202711A1 WO 2017202711 A1 WO2017202711 A1 WO 2017202711A1 EP 2017062071 W EP2017062071 W EP 2017062071W WO 2017202711 A1 WO2017202711 A1 WO 2017202711A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
camshaft
sleeve
area
base body
toothing
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/062071
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Junge
Falk HEITLING
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Priority to US16/301,507 priority Critical patent/US11306623B2/en
Priority to CN201780031705.1A priority patent/CN109312636B/zh
Publication of WO2017202711A1 publication Critical patent/WO2017202711A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D1/104—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting only by friction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections

Definitions

  • the invention relates to a system of a camshaft and a camshaft sleeve.
  • Camshafts are well known from the prior art and can be used for example in vacuum pumps, fuel pumps or internal combustion engines.
  • elevations are provided for the camshafts, in particular on the end faces, in the radial direction, which are realized by a camshaft sleeve.
  • circumferential survey can be the camshaft in the device in which it is installed, rotatably support.
  • the device to be equipped with the camshaft comprises a receptacle which is designed in such a way that the camshaft can be stored in the device with as little friction as possible via the camshaft sleeve.
  • the present invention solves the problem by a system of a camshaft and a camshaft sleeve, wherein the camshaft sleeve has a sleeve-shaped base body for receiving an end portion of the camshaft, wherein the base body comprises a joining region, a bearing region and a seating area, wherein the base body and the camshaft so are configured so that in the assembled state, the camshaft is joined in the joint area with the camshaft sleeve, the system has a free space between the camshaft and camshaft sleeve in the bearing area and in the seating area the No- Ckenwelle and the camshaft sleeve via at least one positive locking means or a ReibBankstoff, in particular a toothing, are interconnected.
  • the system according to the invention allows the omission of a screw connection of the camshaft sleeve on the camshaft.
  • deformations caused by the screwing can otherwise be avoided, which has a positive effect on the quality of the manufactured camshaft with the camshaft sleeve.
  • the number of components and a processing cost is reduced without adversely affecting process safety, strength and stability of the system.
  • the system according to the invention allows a mounting of a finished component.
  • the clearance between the base body and the camshaft sleeve advantageously provides an exemption with which a change in diameter of the finished outer diameter of the bearing can be prevented.
  • the camshaft sleeve has on its outer side a circumferential and in the radial direction outwardly directed collar or projection.
  • the camshaft sleeve with the collar or projection in the axial direction completes the composite system.
  • the camshaft and the camshaft sleeve are configured such that the camshaft can be inserted accurately into the joining region of the camshaft sleeve.
  • an inner diameter of the camshaft sleeve in the joining region substantially corresponds, for example, to an outer diameter of the camshaft, in particular to its end face. Furthermore, it is provided that the camshaft abuts the camshaft sleeve in the joining region.
  • the camshaft sleeve comprises at its one end, for example, a radially inwardly directed collar or a flat closure, which closes the camshaft sleeve in the axial direction at one end.
  • an inwardly directed collar material can be saved in an advantageous manner.
  • the camshaft sleeve in addition to the sleeve-shaped base body still comprises a closed part, wherein in the closed part z. B. a drive groove is milled.
  • the storage area is arranged in the axial direction between the joining area and the seating area.
  • the joining area, storage area and seating area are arranged next to one another in the axial direction.
  • the seat portion is disposed at an open end of the camshaft sleeve, wherein the open end is the one through which engages the camshaft in the assembled state.
  • the base body in the storage area has a cylindrical cavity whose diameter is greater than the outer diameter of the end portion of the camshaft arranged in the assembled state within the storage area.
  • the camshaft has a toothing in a section which is provided in the mounted state for the seating area.
  • the toothing it is advantageously possible to make an angular orientation of the camshaft sleeve relative to the camshaft targeted. It also allows an additional transmissible torque and an additional axial interference fit.
  • the toothing on the circumference of the camshaft on the completion of the camshaft sleeve in the axial direction ensures that in the mounted state. Ie. the protruding in the assembled state of the camshaft sleeve cam shaft continues the teeth, which is disposed within the body.
  • a toothing, which is arranged in the mounted state outside the base body extends in the axial direction at least as long as a toothing, which is arranged in the assembled state within the base body.
  • the toothing of the camshaft engages in an internal toothing in the seating area of the base body.
  • the toothing of the camshaft and the internal toothing of the base body are in particular designed to be complementary, in particular with regard to their shape, so that they can engage in one another without problems. It is also conceivable that a number of teeth of the internal toothing is reduced.
  • the Internal teeth and the toothing designed such that between two teeth of the internal teeth a plurality of teeth of the toothing are arranged on the camshaft.
  • the toothing and the internal toothing in the seating area have an overlap.
  • two gears are alternately engaged with one or more consecutive pairs of teeth to form an overlap.
  • the overlap indicates how many pairs of teeth are simultaneously engaged on average.
  • the coverage is greater than 1, 5 and more preferably greater than 2, wherein the coverage can be determined as a ratio of the engagement length to the pitch of the gear.
  • the toothing in the seat area is a helical toothing, with which advantageously comparatively large overlaps can be achieved.
  • the camshaft sleeve comprises a sinter-hardened component or at least partially joined to a curable rotary member.
  • Another object of the present invention is a camshaft sleeve for a system according to the invention. It is conceivable that the camshaft sleeve is compatible with a variety of different camshafts.
  • Another object of the present invention is a method for assembling a system according to the invention, wherein the camshaft is introduced with an end piece in a sleeve-shaped base body having a seating area, a storage area and a joining region, wherein the camshaft by at least one positive locking means or frictional engagement means in the seating area , in particular during insertion, is aligned and the camshaft is joined to a distal end of the end piece in the joining region of the sleeve-shaped base body.
  • FIG. 1 shows a system of a camshaft and a camshaft sleeve according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 2 shows in a sectional view and in a perspective view a system of camshaft and camshaft sleeve according to another exemplary embodiment of the present invention in a non-assembled state.
  • FIG. 3 shows in a sectional view and in a perspective view a system of camshaft and camshaft sleeve according to the further exemplary embodiment of the present invention in an assembled state.
  • FIG. 1 shows a system of a camshaft 20 and a camshaft sleeve 10 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the camshaft sleeve 10 terminates the camshaft 20 at one end and is provided for mounting in a camshaft holder.
  • the camshaft sleeve 10 For storage in the camshaft holder, the camshaft sleeve 10 z.
  • the camshaft sleeve 10 has a sleeve-shaped base body 17, through which one end of the camshaft 20 engages in the base body 17 in an assembled state.
  • the sleeve-shaped base body 17 encloses an end piece of the camshaft 20 and thus forms, for example, in the mounted state a conclusion of the camshaft 20.
  • the camshaft 20 and the camshaft sleeve 10 are configured such that the system in the assembled state, a joining region 13th , a storage area 12 and a seating area 1 1.
  • the camshaft 20 abuts with its end face against an at least partially closed end side of the sleeve-shaped main body 17 and is joined in this joining region.
  • the inner diameter of the receptacle defined by the sleeve-shaped base body 17 corresponds in the joining region 13 in the direction
  • the inner diameter of the base body 17 in the bearing area 12 is greater than the outer diameter of the camshaft 20, so that a free space 15 between camshaft 20th and camshaft sleeve 10 is formed.
  • a transition between the inner diameter of the joining region 13 and the inner diameter of the storage area 12 takes place in a stepped or continuous manner, as viewed in the axial direction.
  • the conditional by the variation of the inner diameter clearance 15 between camshaft 20 and camshaft sleeve 10 advantageously prevents a change in diameter of a finished machined outer diameter.
  • the sleeve-shaped base body 17, in particular at its open end, an internal toothing 14 and the camshaft 20 along its circumference has a toothing 21, wherein the toothing 21 of the camshaft 20 and the internal toothing 14 of the body 17 in the seating area 1 1 interlock.
  • the toothing 21 extends farther or longer than the internal toothing 14 of the base body 17.
  • the use of toothed structures in the seating area proves to be advantageous in that thereby advantageously a targeted angular orientation, an additional transmission of torque and an additional axial interference fit for the camshaft in the camshaft sleeve is possible. It is z. B. provided that the teeth in the seating area an overlap, which is greater than 1.5, in particular greater than 2.5, has.
  • FIGS. 2 and 3 differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the toothing on the camshaft projects farther out of the sleeve-shaped main body 17 and the internal toothing 14 on the sleeve-shaped base body 17 can be seen.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse, wobei die Nockenwellenhülse einen hülsenförmigen Grundkörper zur Aufnahme eines Endstücks einer Nockenwelle aufweist, wobei der Grundkörper einen Fügebereich, einen Lagerbereich und einen Sitzbereich umfasst, wobei der Grundkörper und die Nockenwelle derart ausgestaltet sind, dass im montierten Zustand die Nockenwelle im Fügebereich mit der Nockenwellenhülse gefügt ist, das System im Lagerbereich einen Freiraum zwischen Nockenwelle und Nockenwellenhülse aufweist und im Sitzbereich die Nockenwelle und die Nockenwellenhülse über ein Form- und/oder Reibschlussmittel, insbesondere eine Verzahnung, miteinander verbunden sind.

Description

BESCHREIBUNG
System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse.
Nockenwellen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und lassen sich beispielsweise in Vakuumpumpen, Kraftstoffpumpen oder Brennkraftmaschinen verwenden. Dabei sind für die Nockenwellen, insbesondere an den Stirnseiten, in radialer Richtung Erhebungen vorgesehen, die durch eine Nockenwellenhülse realisiert werden. Über diese durch die Nockenwellenhülsen bereitgestellte, umlaufende Erhebung lässt sich die Nockenwelle in der Vorrichtung, in der sie verbaut ist, drehbar lagern. Insbesondere umfasst die mit der Nockenwelle auszustattende Vorrichtung eine Aufnahme, die derart ausgestaltet ist, dass sich die Nockenwelle über die Nockenwellenhülse in der Vorrichtung möglichst reibungsarm lagern lässt.
Die Montage der Nockenwellenhülse an der Nockenwelle erfolgt dabei in der Regel mittels einer Versch raubung. Solche Verschraubungen können mitunter zu Verformungen von funktionskritischen Bereichen, z. B. im Lagerbereich, führen.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System aus Nockenwellenhülse und Nockenwelle bereitzustellen, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten in Hinblick auf die Qualität der bereitgestellten Nockenwelle nach der Montage der Nockenwellenhülse verbessert ist.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch ein System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse, wobei die Nockenwellenhülse einen hülsenförmigen Grundkörper zur Aufnahme eines Endstücks der Nockenwelle aufweist, wobei der Grundkörper einen Fügebereich, einen Lagerbereich und einen Sitzbereich umfasst, wobei der Grundkörper und die Nockenwelle derart ausgestaltet sind, dass im montierten Zustand die Nockenwelle im Fügebereich mit der Nockenwellenhülse gefügt ist, das System im Lagerbereich einen Freiraum zwischen Nockenwelle und Nockenwellenhülse aufweist und im Sitzbereich die No- ckenwelle und die Nockenwellenhülse über zumindest ein Formschlussmittel oder ein Reibschlussmittel, insbesondere eine Verzahnung, miteinander verbunden sind.
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren gestattet das erfindungsgemäße System den Verzicht auf eine Verschraubung der Nockenwellenhülse an der Nockenwelle. Dadurch lassen sich andernfalls durch die Verschraubung verursachte Verformungen vermeiden, was sich positiv auf die Qualität der gefertigten Nockenwelle mit der Nockenwellenhülse auswirkt. Außerdem wird die Anzahl an Bauteilen und ein Bearbeitungsaufwand reduziert, ohne eine Prozesssicherheit, eine Festigkeit und eine Stabilität des Systems nachteilig zu beeinträchtigen. Außerdem erlaubt das erfindungsgemäße System eine Montage einer fertigbearbeiteten Komponente. Weiterhin bedingt der Freiraum zwischen Grundkörper und Nockenwellenhülse in vorteilhafter Weise eine Freistellung, mit der sich eine Durchmesserveränderung des fertig bearbeiteten Lageraußendurchmessers verhindern lässt.
Insbesondere ist die Nockenwellenhülse im montierten Zustand an einem Ende der Nockenwellen, d. h. an deren Stirnseite, montiert und bildet beispielsweise deren Abschluss. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Nockenwellenhülse an ihrer Außenseite einen umlaufenden und in radialer Richtung nach außen gerichteten Kragen bzw. Vorsprung aufweist. Insbesondere schließt die Nockenwellenhülse mit dem Kragen bzw. Vorsprung in axialer Richtung das zusammengesetzte System ab. Weiterhin ist es denkbar, dass die Nockenwelle und die Nockenwellenhülse derart ausgestaltet sind, dass sich die Nockenwelle passgenau in den Fügebereich der Nockenwellenhülse einsetzen lässt. Dazu entspricht ein Innendurchmesser der Nockenwellenhülse im Fügebereich beispielsweise im Wesentlichen einem Außendurchmesser der Nockenwelle, insbesondere an deren Stirnseite. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Nockenwelle im Fügebereich an die Nockenwellenhülse anschlägt. Hierzu umfasst die Nockenwellenhülse an ihrem einen Ende beispielsweise einen radial nach innen gerichteten Kragen oder einen flächigen Abschluss, der die Nockenwellenhülse in axialer Richtung an einem Ende abschließt. Bei der Verwendung eines nach innen gerichteten Kragens lässt sich in vorteilhafter Weise Material einsparen. Es ist dabei vorstellbar, dass die Nockenwellenhülse neben dem hülsenförmigen Grundkörper noch einen geschlossenen Teil umfasst, wobei in den geschlossen Teil z. B. eine Antriebsnut eingefräst ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Lagerbereich in axialer Richtung zwischen dem Fügebereich und dem Sitzbereich angeordnet ist. Insbesondere sind Fügebereich, Lagerbereich und Sitzbereich in axialer Richtung nebeneinander angeordnet. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Sitzbereich an einem offenen Ende der Nockenwellenhülse angeordnet ist, wobei das offene Ende dasjenige ist, durch das die Nockenwelle im montierten Zustand eingreift.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Grundkörper im Lagerbereich einen zylinderförmigen Hohlraum aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des im montierten Zustand innerhalb des Lagerbereichs angeordneten Endstücks der Nockenwelle. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise ein Freiraum bereitstellen, der eine Freistellung ermöglicht, mit der sich wiederum eine Durchmesserveränderung des fertig bearbeiteten Lageraußendurchmessers verhindern lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Nockenwelle eine Verzahnung in einem Abschnitt aufweist, welcher im montierten Zustand für den Sitzbereich vorgesehen ist. Mittels der Verzahnung ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine Winkelausrichtung der Nockenwellenhülse gegenüber der Nockenwelle gezielt vorzunehmen. Außerdem gestattet es ein zusätzlich übertragbares Drehmoment sowie einen zusätzlichen axialen Festsitz. Weiterhin ist es vorgesehen, dass sich im montierten Zustand die Verzahnung am Umfang der Nockenwelle über den Abschluss der Nockenwellenhülse in axialer Richtung weitererstreckt. D. h. die im montierten Zustand aus der Nockenwellenhülse herausragende Nockenwelle setzt die Verzahnung, die innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, fort. Es ist dabei vorstellbar, dass sich eine Verzahnung, die im montierten Zustand außerhalb des Grundkörpers angeordnet ist, in axialer Richtung mindestens genauso lang erstreckt wie eine Verzahnung, die im montierten Zustand innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass im montierten Zustand die Verzahnung der Nockenwelle in eine Innenverzahnung im Sitzbereich des Grundkörpers eingreift. Dabei sind die Verzahnung der Nockenwelle und die Innenverzahnung des Grundkörpers insbesondere komplementär ausgestaltet, insbesondere in Hinblick auf ihre Form, so dass sie problemfrei ineinander eingreifen können. Es ist weiterhin vorstellbar, dass eine Zahnanzahl der Innenverzahnung reduziert ist. Beispielsweise sind die Innenverzahnung und die Verzahnung derart ausgestaltet, dass zwischen zwei Zähnen der Innenverzahnung mehrere Zähne der Verzahnung an der Nockenwelle angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Verzahnung und die Innenverzahnung im Sitzbereich eine Überdeckung aufweisen. Zur Ausbildung einer Überdeckung befinden sich insbesondere zwei Zahnräder abwechselnd mit einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Zahnpaaren gleichzeitig im Eingriff. Die Überdeckung gibt dabei an, wieviel Zahnpaare im Mittel gleichzeitig im Eingriff sind. Vorzugsweise ist die Überdeckung größer als 1 ,5 und besonders bevorzugt größer als 2, wobei sich die Überdeckung als Verhältnis der Eingriffslänge zur Teilung des Zahnrads bestimmen lässt. Beispielsweise handelt es sich bei der Verzahnung im Sitzbereich um eine Schrägverzahnung, mit der sich in vorteilhafter Weise vergleichsweise große Überdeckungen erzielen lassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Nockenwellenhülse ein sintergehärtetes Bauteil umfasst oder zumindest teilweise auf ein härtbares Drehteil gefügt ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Nockenwellenhülse für ein erfindungsgemäßes System. Es ist dabei vorstellbar, dass die Nockenwellenhülse kompatibel zu einer Vielzahl verschiedener Nockenwellen ist.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Montage eines erfindungsgemäßen Systems, wobei die Nockenwelle mit einem Endstück in einen hülsen- förmigen Grundkörper mit einem Sitzbereich, einem Lagerbereich und einem Fügebereich eingeführt wird, wobei die Nockenwelle durch zumindest ein Formschlussmittel oder Reibschlussmittel im Sitzbereich, insbesondere beim Einführen, ausgerichtet wird und die Nockenwelle mit einem distalen Ende des Endstückes im Fügebereich des hülsenförmigen Grundkörpers gefügt wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken. Die Figur 1 zeigt ein System aus einer Nockenwelle und einer Nockenwellenhülse gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 2 zeigt in einer Schnittansicht und in einer perspektivischen Ansicht ein System aus Nockenwelle und Nockenwellenhülse gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht-montierten Zustand.
Die Figur 3 zeigt in einer Schnittansicht und in einer perspektivischen Ansicht ein System aus Nockenwelle und Nockenwellenhülse gemäß der weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem montierten Zustand.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein System aus einer Nockenwelle 20 und einer Nockenwellenhülse 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Beispielsweise handelt es sich um ein System, das in einer Vakuum- oder Kraftstoffpumpe oder in einer Brennkraftmaschine verwendet wird. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Nockenwellenhülse 10 die Nockenwelle 20 an einem Ende abschließt und zur Lagerung in einer Nockenwellen- halterung vorgesehen ist. Für die Lagerung in der Nockenwellenhalterung umfasst die Nockenwellenhülse 10 z. B. einen umlaufenden Vorsprung oder einen Kragen 16, mit dem das System mit der Nockenwellenhalterung im verbauten Zustand verbunden ist. Insbesondere weist die Nockenwellenhülse 10 dabei einen hülsenförmigen Grundkörper 17 auf, durch dessen eines offenes Ende die Nockenwelle 20 in einem montierten Zustand in den Grundkörper 17 eingreift. Dabei umhüllt der hülsenförmige Grundkörper 17 ein Endstück der Nockenwelle 20 und bildet somit beispielsweise im montierten Zustand einen Abschluss der Nockenwelle 20. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Nockenwelle 20 und die Nockenwellenhülse 10 derart ausgestaltet sind, dass das System im montierten Zustand einen Fügebereich 13, einen Lagerbereich 12 und einen Sitzbereich 1 1 umfasst. Zur Ausbildung eines Fügebereichs 13 ist es insbesondere vorgesehen, dass die Nockenwelle 20 mit ihrer Stirnseite an einer zumindest teilweise geschlossenen Endseite des hülsenförmigen Grundkörpers 17 anschlägt und in diesem Fügebereich gefügt ist. Dazu entspricht der Innendurchmesser der vom hülsenförmigen Grundkörper 17 vorgegebenen Aufnahme im Fügebereich 13 im We- sentlichen dem Außendurchmesser der Nockenwelle 20, insbesondere an der Stirnseite der Nockenwelle 20. Zur Ausbildung eines Lagerbereichs 12 ist es vorstellbar, dass der Innendurchmesser des Grundkörpers 17 im Lagerbereich 12 größer ist als der Außendurchmesser der Nockenwelle 20, so dass ein Freiraum 15 zwischen Nockenwelle 20 und Nockenwellenhülse 10 ausgebildet wird. In axialer Richtung gesehen vergrößert sich dabei der Innendurchmesser vom Fügebereich 13 zum Lagerbereich 12. Dabei ist es weiterhin vorstellbar, dass ein Übergang zwischen dem Innendurchmesser des Fügebereichs 13 und dem Innendurchmesser des Lagerbereichs 12 stufenförmig oder kontinuierlich erfolgt. Der durch die Variation des Innendurchmessers bedingte Freiraum 15 zwischen Nockenwelle 20 und Nockenwellenhülse 10 verhindert in vorteilhafter Weise eine Durchmesserveränderung eines fertig bearbeiteten Lageraußendurchmessers. Zur Ausbildung eines Sitzbereichs 1 1 ist es vorgesehen, dass der hülsenförmige Grundkörper 17, insbesondere an seinem offenen Ende, eine Innenverzahnung 14 und die Nockenwelle 20 entlang ihres Umfangs eine Verzahnung 21 aufweist, wobei die Verzahnung 21 der Nockenwelle 20 und die Innenverzahnung 14 des Grundkörpers 17 im Sitzbereich 1 1 ineinander greifen. Weiterhin ist es denkbar, dass sich entlang einer axialen Richtung die Verzahnung 21 weiter bzw. länger erstreckt als die Innenverzahnung 14 des Grundkörpers 17. Die Nutzung von verzahnten Strukturen im Sitzbereich erweist sich insofern als vorteilhaft, als dass hierdurch in vorteilhafter Weise eine gezielte Winkelausrichtung, eine zusätzliche Übertragung eines Drehmoments sowie ein zusätzlicher axialer Festsitz für die Nockenwelle in der Nockenwellenhülse möglich ist. Dabei ist es z. B. vorgesehen, dass die Verzahnung im Sitzbereich eine Überdeckung, die größer als 1.5, insbesondere größer als 2.5 ist, aufweist.
In Figur 2 ist in einer Schnittansicht (oben) und in einer perspektivischen Ansicht (unten) ein System aus Nockenwelle 20 und Nockenwellenhülse 10 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht-montierten Zustand dargestellt, während in Figur 3 in einer Schnittansicht und in einer perspektivischen Ansicht ein System aus Nockenwelle 20 und Nockenwellenhülse 10 gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem montierten Zustand illustriert ist. Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte System unterscheidet sich von dem aus der Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass die Verzahnung auf der Nockenwelle weiter aus dem hülsenförmigen Grundkörper 17 herausragt und die Innenverzahnung 14 am hülsenförmigen Grundkörper 17 erkennbar ist. Bezugszeichenliste
10 Nockenwellenhülse
1 1 Sitzbereich
12 Lagerbereich
13 Fügebereich
14 Innenverzahnung
15 Frei räum
16 Kragen
17 Grundkörper
20 Nockenwelle
21 Verzahnung
30 Hohlraum

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
System aus einer Nockenwelle (20) und einer Nockenwellenhülse (10), wobei die Nockenwellenhülse (10) einen hülsenförmigen Grundkörper (17) zur Aufnahme eines Endstücks der Nockenwelle (20) aufweist, wobei der Grundkörper (17) einen Fügebereich (13), einen Lagerbereich (12) und einen Sitzbereich (1 1 ) umfasst, wobei der Grundkörper (17) und die Nockenwelle (20) derart ausgestaltet sind, dass im montierten Zustand die Nockenwelle (20) im Fügebereich (13) mit der Nockenwellenhülse (10) gefügt ist, das System im Lagerbereich (12) einen Freiraum zwischen Nockenwelle (20) und Nockenwellenhülse (10) aufweist und im Sitzbereich (1 1 ) die Nockenwelle (20) und die Nockenwellenhülse (10) über zumindest ein Formschlussmittel oder ein Reibschlussmittel, insbesondere eine Verzahnung (14, 21 ), miteinander verbunden sind.
System gemäß Anspruch 1 , wobei der Lagerbereich (12) in axialer Richtung zwischen dem Fügebereich (13) und dem Sitzbereich (1 1 ) angeordnet ist.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (17) im Lagerbereich (12) einen zylinderförmigen Hohlraum (30) aufweist, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des im montierten Zustand innerhalb des Lagerbereichs (12) angeordneten Endstücks der Nockenwelle (20).
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nockenwelle (20) eine Verzahnung (21 ) in einem Abschnitt aufweist, welcher im montierten Zustand für den Sitzbereich (1 1 ) vorgesehen ist.
System gemäß Anspruch 4, wobei im montierten Zustand die Verzahnung (21 ) der Nockenwelle (20) in eine Innenverzahnung (14) im Sitzbereich (1 1 ) des Grundkörpers (17) eingreift.
System gemäß Anspruch 5, wobei die Verzahnung (21 ) und die Innenverzahnung (14) im Sitzbereich (1 1 ) eine Überdeckung aufweisen.
7. System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nockenwellenhülse (10) ein sintergehärtetes Bauteil umfasst oder zumindest teilweise auf ein härtbares Drehteil gefügt ist.
8. Nockenwellenhülse für ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Verfahren zur Montage eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Nockenwelle (20) mit einem Endstück in einen hülsenförmigen Grundkörper (17) mit einem Sitzbereich (1 1 ), einem Lagerbereich (12) und einem Fügebereich (13) eingeführt wird, wobei die Nockenwelle (20) durch zumindest ein Formschlussmittel oder ein Reibschlussmittel im Sitzbereich (1 1 ) ausgerichtet wird und die Nockenwelle (20) mit einem distalen Ende des Endstückes im Fügebereich (13) des hülsenförmigen Grundkörpers (17) gefügt wird.
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