DE102006004726A1

DE102006004726A1 - Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle

Info

Publication number: DE102006004726A1
Application number: DE102006004726A
Authority: DE
Inventors: Johann Stastny; Georg Gruber; Emanuel Gangl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2006-02-02
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle (1), bestehend aus einem weitgehend zylindrischen Stab (2) mit zumindest zwei radial außen an diesem ortsfest anordenbaren Nocken (3, 3'), wobei zwischen den Nocken (3, 3') zumindest ein Wälzlager (4) vorgesehen ist, dessen Wälzkörper (5) radial innen auf den zylindrischen Stab (2) abgestützt sind und radial außen von einem ungeteilten Lagerring (6) gehalten sind, gefertigt durch folgende Fertigungsschritte: - Fügen der ersten Nocke (3) auf dem zylindrischen Stab (2); - Aufschieben des Lagerringes (6) mit einem zwischen dem Lagerring (6) und dem zylindrischen Stab (2) angeordneten, geteilten Montagering (7), benachbart zur ersten Nocke (3) auf den zylindrischen Stab (2); - Fügen der zweiten Nocke (3') auf dem zylindrischen Stab (2), benachbart zum Lagerring (6); - Schleifen einer Lagerstelle (8) für das Wälzlager (4) zwischen dem Lagerring (6) und einer Nocke (3, 3'); - Fixieren der Wälzkörper (5) radial um die Lagerstelle (8); - Aufschieben des Lagerringes (6) von dem Montagering (7) radial außen um die Wälzkörper (5) und Entfernen des Montageringes (7). Durch die erfindungsgemäße Fertigung wird eine einfach herzustellende und kostengünstige gebaute Nockenwelle erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle gemäß Patentanspruch 1 sowie eine gebaute Nockenwelle gemäß Patentanspruch 3.

Die Erfindung geht von der europäischen Patentanmeldung 0 328 010 A1 aus. Aus dieser ist eine gebaute Welle aus einem Rohrkörper mit darauf festgelegten Antriebs- oder Koppelelementen, insbesondere eine Nockenwelle oder eine Getriebewelle, bekannt. An den Lagerstellen der Welle sind Wälzlager mit zumindest ungeteiltem äußeren Lagerring zwischen den Antriebs- oder Koppelelementen montiert. Die Antriebs- oder Koppelelemente werden der Reihe nach auf die Welle montiert und durch abschnittsweise vollzogenes inneres hydraulisches Aufweiten des Rohrkörpers lagefixiert. Bei der Fertigung einer gattungsgemäßen Welle wird somit sequenziell, d. h. Lagerstelle für Lagerstelle nacheinander aufgeweitet, und jede Lagerstelle somit definiert.

Nachteilig bei der Herstellung dieser gebauten Nockenwelle ist das aufwendige sequenzielle Aufweiten einer jeden Lagerstelle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Herstellverfahren für eine gattungsgemäße gebaute Nockenwelle sowie eine erfindungsgemäß hergestellte Nockenwelle aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

1. Fügen der ersten Nocke auf dem zylindrischen Stab.
2. Aufschieben des Lagerringes mit einem zwischen dem Lagerring und dem zylindrischen Stab angeordneten, geteilten Montagering benachbart zur ersten Nocke auf dem zylindrischen Stab.
3. Fügen der zweiten Nocke auf dem zylindrischen Stab, benachbart zum Lagerring.
4. Schleifen einer Lagerstelle für das Wälzlager zwischen dem Lagerring und einer Nocke.
5. Fixieren der Wälzkörper radial um die Lagerstelle.
6. Aufschieben des Lagerringes von dem Montagering radial außen um die Wälzkörper und Entfernen des Montageringes.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können alle Lagerstellen auch parallel, d.h. gleichzeitig gefertigt werden, wodurch in vorteilhafter Weise Fertigungszeit und somit Kosten gespart werden.

Durch den Fertigungsschritt gemäß Patentanspruch 2 werden nochmals Fertigungszeit und somit ebenfalls Kosten eingespart.

Die Aufgabe ist ebenfalls gemäß Patentanspruch 3 dadurch gelöst, dass der Lagerring mittels eines geteilten Montageringes, der zwischen dem Lagerring und dem zylindrischen Stab anordenbar ist, radial außen über die Wälzkörper geschoben ist.

Die Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 4 stellt eine bevorzugte Ausführungsvariante dar.

Im Folgenden ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand von vier Figuren anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
In den 1 bis 4, in denen für gleiche Bauteile die gleichen Bezugszeichen gelten, sind einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung einer gattungsgemäßen Nockenwelle dargestellt.
1 zeigt eine vormontierte Nockenwelle 1, bestehend aus einem zylindrischen Stab 2 als Wellengrundkörper, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel hohl ausgebildet ist, sowie zwei bereits auf dem zylindrischen Stab 2 radial außen und voneinander radial entfernten angeordneten Nocken 3, 3'. Die Nocken 3, 3' können beispielsweise auf den zylindrischen Stab 2, der auch aus einem Vollmaterial bestehen kann, aufgeschrumpft bzw. gelötet oder geschweißt sein. Zwischen den Nocken 3, 3' ist ein geteilter Montagering 7 radial außen um den zylindrischen Stab 2 angeordnet. Radial außen um den geteilten Montagering 7 ist mit einem Schiebesitz ein ungeteilter Lagerring 6 angeordnet. Bei der Herstellung wird erst eine Nocke 3, 3', dann der Montagering 7 mit dem Lagerring 6 und anschließend die andere Nocke 3, 3' auf den zylindrischen Stab 2 geschoben.
2 zeigt den nächsten Verfahrensschritt. In 2 wird der zylindrische Stab 2 um seine eigene Achse 2' gedreht, wobei gleichzeitig von einer Schleifscheibe 9 eine Lagerstelle 8 für Wälzkörper 5 eines Wälzlagers 4 am Außenumfang des zylindrischen Stabes 2 geschliffen wird. Die Lagerstelle 8 weist im Wesentlichen die Breite der später montierten Wälzkörper 5 auf.
In 3 sind wiederum die nächsten Verfahrensschritte von der Herstellung einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 2 dargestellt. Wie in 3 erkennbar ist, werden im nächsten Verfahrensschritt die Wälzkörper 5 des Wälzlagers 4 radial außen um die Lagerstelle 8 angeordnet und radial lagefixiert. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Wälzkörper 5 beidseitig an den Stirnseiten von Käfigen 12 gehalten. In anderen Ausführungsbeispielen kann beispielsweise auch ein einseitiger Käfig ausreichend sein, der sich beispielsweise auf der, zu dem Lagerring 6 zugewandten Seite befindet.
Beim nächsten Verfahrensschritt wird der Montagering 7, beispielsweise an einem Bund oder durch einen stirnseitigen Eingriff gehalten bzw. lagefixiert und der Lagerring 6 von dem Montagering 7 herunter in Richtung der Wälzkörper 5 geschoben, bis der Lagerring 6 die Wälzkörper 5 überdeckt. Nachdem der Lagerring 6 radial außen um den Wälzkörper 5 angeordnet ist und vom geteilten Montagering 7 entfernt ist, wird der geteilte Montagering 7 von dem zylindrischen Stab 2 entfernt.
4 zeigt eine erfindungsgemäß hergestellte gebaute Nockenwelle 1 in eingebautem Zustand ohne einen Montagering 7. Die erfindungsgemäße Nockenwelle 1 ist nun in ein Lager, bestehend aus einem mit einem Lagerstuhl 5 verbundenen Lagerdeckel 11, eingebaut. Lagerstuhl 10 und Lagerdeckel 11 umschließen hierbei das erfindungsgemäß montierte Wälzlager 4.
Durch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren für eine gebaute Nockenwelle ist es möglich, alle Wälzlager 4 parallel, d.h. gleichzeitig auf der ge bauten Nockenwelle zu montieren. In weiteren Ausführungsbeispielen kann gleichzeitig mit dem Schleifen der Lagerstelle 8 auch die Oberfläche zumindest eines Nockens 3, 3' geschliffen, d.h. nachbearbeitet werden. Hierdurch ist ein idealer Rundlauf der einzelnen Komponenten zueinander gewährleistet. In vorteilhafte Weise sind die Wälzkörper 5 des Wälzlagers 4 direkt auf dem zylindrischen Stab 2 bzw. dem Rohr der Nockenwelle 1 gelagert, wodurch ein sonst notwendiger innerer Lagerring entfallen kann.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Rohrkörper bzw. der zylindrische Stab 2 vor dem Schleifen auch gehärtet werden, um eine optimale Lebensdauer für die Lagerung zu gewährleisten. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann in vorteilhafter Weise konventionelle Lagertechnologie eingesetzt werden, und geteilte Lagerringe können entfallen.

1: Nockenwelle
2: Zylindrischer Stab
3, 3': Nocken
4: Wälzlager
5: Wälzkörper
6: Lagerring
7: Montagering
8: Lagerstelle
9: Schleifscheibe
10: Lagerstuhl
11: Lagerdeckel
12: Käfig

Claims

Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle (1), bestehend aus einem weitgehend zylindrischen Stab (2) mit zumindest zwei radial außen an diesem ortsfest anordenbaren Nocken (3, 3'), wobei zwischen den Nocken (3, 3') zumindest ein Wälzlager (4) vorgesehen ist, dessen Wälzkörper (5) radial innen auf dem zylindrischen Stab (2) abgestützt sind und radial außen von einem ungeteilten Lagerring (6) gehalten sind, gekennzeichnet durch folgende Fertigungsschritte: – Fügen der ersten Nocke (3) auf dem zylindrischen Stab (2); – Aufschieben des Lagerringes (6) mit einem zwischen dem Lagerring (6) und dem zylindrischen Stab (2) angeordneten, geteilten Montagering (7) benachbart zur ersten Nocke (3) auf den zylindrischen Stab (2); – Fügen der zweiten Nocke (3') auf dem zylindrischen Stab (2), benachbart zum Lagerring (6); – Schleifen einer Lagerstelle (8) für das Wälzlager (4) zwischen dem Lagerring (6) und einer Nocke (3, 3'); – Fixieren der Wälzkörper (5) radial um die Lagerstelle (8); – Aufschieben des Lagerringes (6) von dem Montagering (7) radial außen um die Wälzkörper (5) und Entfernen des Montageringes (7).
Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig oder im Anschluss des Schleifens der Lagerstelle (8) ein Nocken (3, 3') geschliffen wird.
Gebaute Nockenwelle nach Patentanspruch 1 oder 2, bestehend aus einem zylindrischen Stab (2) mit zumindest zwei radial außen an diesem ortsfest anordenbaren Nocken (3, 3'), wobei zwischen den Nocken (3, 3') zumindest ein Wälzlager (4) vorgesehen ist, dessen Wälzkörper (5) radial innen direkt auf dem zylindrischen Stab (2) abgestützt sind und radial außen von einem ungeteilten Lagerring (6) gehalten sind, wobei der zylindrische Stab (2) in einem Bereich einer Lagerstelle (8) eine geschliffene Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerring (6) mittels eines geteilten Montageringes (7), der zwischen dem Lagerring (6) und dem zylindrischen Stab (2) anordenbar ist, radial außen über die Wälzkörper (5) geschoben ist.
Gebaute Nockenwelle nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Stab (2) hohl ist.