DE102013215566A1

DE102013215566A1 - Verfahren zur Bearbeitung einer Nockenwelle

Info

Publication number: DE102013215566A1
Application number: DE201310215566
Authority: DE
Inventors: Thomas Flender; Michael Kreisig; Antonio Menonna; Justus Himstedt; Ralf Rieger; Stefan Steichele
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2015-02-12

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Nockenwelle, bei dem ein Nockenwellenrohr (3) zur weiteren Bearbeitung eingespannt und beim Einspannen geprägt wird. Durch die Integration des Prägevorgangs in den Einspannvorgang kann die Fertigungszeit reduziert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung einer Nockenwelle. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung mit zumindest zwei Spannbacken zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Herstellen bzw. Bearbeiten einer Nockenwelle wird diese üblicherweise eingespannt und anschließend mehreren Bearbeitungsschritten, beispielsweise einem Schleifen oder einem Fügen von Nocken, unterzogen. Dabei werden die einzelnen Verfahrensschritte nacheinander ausgeführt, was zu einer nicht unerheblichen Gesamtherstellzeit führt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein verbessertes Verfahren zur Bearbeitung einer Nockenwelle anzugeben, mittels welchem insbesondere die Herstellungszeiten reduziert werden können.
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, zumindest zwei Fertigungsschritte bei der Herstellung eines Nockenwellenrohrs und damit einer Nockenwelle gleichzeitig auszuführen, wodurch die Gesamtherstellungszeit der Nockenwelle reduziert werden kann. Konkret wird dabei das Nockenwellenrohr zur weiteren Bearbeitung eingespannt und während dieses Einspannens gleichzeitig geprägt. Die weiteren Bearbeitungsschritte können dabei beispielsweise das Setzen eines Stopfens oder aber auch das Schleifen des Nockenwellenrohrs sein. Erfindungsgemäß wird nun das Spannen des Nockenwellenrohrs gleichzeitig für einen Prägevorgang genutzt und dadurch der Prägevorgang in den Einspannvorgang integriert.
Zweckmäßig wird beim Prägen mindestens eine Fläche, insbesondere eine Angriffsfläche für ein Werkzeug oder eine Referenzfläche, in das Nockenwellenrohr eingebracht. Denkbar ist hierbei auch, dass beim Prägen mehrere Flächen, jedoch maximal zwölf Flächen, in der Form eines Mehrkants, maximal jedoch in der Form eines Zwölfkants, in das Nockenwellenrohr eingeprägt werden. Mit einer entsprechend ausgebildeten Vorrichtung, d.h. einer Spannvorrichtung, ist somit nicht nur das Spannen, sondern erfindungsgemäß zugleich auch das Prägen des Nockenwellenrohrs möglich, wobei bei diesem Prägevorgang beispielsweise eine Referenzfläche oder aber auch eine Angriffsfläche hergestellt werden können. Eine derartige Angriffsfläche kann beispielsweise ein Außenmehrkant für ein Werkzeug, beispielsweise einen Gabelschlüssel oder ähnliches, sein. Eine Referenzfläche kann für die Ausrichtung des Nockenwellenrohrs zu anderen definiert dazu zu montierenden Bauteilen verwendet werden.
Zweckmäßig wird nach oder während dem Prägen ein Loch in das Nockenwellenrohr eingebracht. In diesem Fall wird somit das Nockenwellenrohr nicht nur während des Einspannens gleichzeitig geprägt, sondern es kann zusätzlich auch noch ein Loch in das Nockenwellenrohr, beispielsweise für eine spätere variable Nockenwelle oder eine Ölzuführung für Lagerstellen beziehungsweise für die Ölversorgung eines Phasenstellers, eingestanzt werden. In diesem Fall könnten somit bereits drei Arbeitsschritte, d.h. konkret das Einspannen, das Prägen und das Einstanzen eines Lochs gleichzeitig durchgeführt werden, wodurch die Taktzeiten reduziert und insbesondere auch die Herstellungszeit deutlich minimiert werden kann.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Vorrichtung mit zumindest zwei Spannbacken zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens anzugeben, wobei an zumindest einem dieser Spannbacken ein Prägestempel angeordnet ist, der ein gleichzeitiges Prägen des Nockenwellenrohrs beim Einspannen ermöglicht. Eine derartige Vorrichtung ermöglicht somit ein Reduzieren der Herstellungszeit für die Nockenwelle.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann diese zusätzlich eine Stopfensetzeinrichtung und/oder ein Stanzwerkzeug zur Herstellung eines Lochs bzw. einer Durchgangsöffnung in dem Nockenwellenrohr aufweisen. Mit einer derartigen Stopfensetzeinrichtung lässt sich nach dem Einspannen bzw. Prägen des Nockenwellenrohrs dieses gleichzeitig mit einem axial endseitig eingeschobenen Stopfen weiterbearbeiten. In ähnlicher Weise kann das Stanzen bzw. Lochen des Nockenwellenrohrs erfolgen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Setzeinrichtung,
4 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Stanzeinrichtung,
5 eine Darstellung wie in 4, jedoch mit einer modifizierten Stanzeinrichtung,
6a bis c Schnittdarstellungen durch ein Nockenwellenrohr mit unterschiedlich angeordneten bzw. ausgerichteten Referenzflächen.
Entsprechend der 1 weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 insgesamt drei Spannbacken 2 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens auf, bei welchem ein Nockenwellenrohr 3 zur weiteren Bearbeitung eingespannt und beim Einspannen gleichzeitig geprägt wird. Hierzu besitzt zumindest einer der Spannbacken 2 einen Prägestempel 4 oder generell ein Prägewerkzeug, mittels welchem beispielsweise eine Fläche 5 (vgl. auch die 6a–6c), insbesondere eine Angriffsfläche für ein Werkzeug oder eine Referenzfläche, in das Nockenwellenrohr 3 eingebracht werden kann. Je nach Anordnung bzw. Ausrichtung des Prägestempels 4 können mit diesem auch zu einer Achse 6 des Nockenwellenrohrs 3 unterschiedlich geneigte Flächen 5 eingebracht werden, so beispielsweise um einen Winkel α in Längsrichtung oder um einen Winkel β in Querrichtung zur Achse 6 geneigte Flächen 5.
Generell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch lediglich zwei Spannbacken 2 (vgl. 2) oder auch zumindest zwei solche Spannbacken 2 aufweisen, an welchen selbstverständlich auch jeweils mehrere Prägestempel 4 angeordnet werden können. Aus der 2 kann man erkennen, dass der beim Öffnen der beiden Spannbacken 2 entstehende Schließhub a groß genug ist, um das geprägte Nockenwellenrohr 3 entnehmen zu können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit das Nockenwellenrohr 3 zur weiteren Bearbeitung eingespannt und beim Einspannen bzw. während des Einspannens gleichzeitig geprägt, d.h. eine Fläche 5 eingebracht. Weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zusätzlich zu den Spannbacken 2 und dem oder den Prägestempeln 4 noch eine Stopfensetzeinrichtung 7 (vgl. 3) auf, so kann während des Einspannens und des Prägens gleichzeitig noch ein Stopfen 8 in das Nockenwellenrohr 3 eingebracht werden.
Betrachtet man die 4 und 5, so kann man bei den dort abgebildeten Vorrichtungen 1 zusätzlich noch einen Axialanschlag 9 erkennen, der eine in Axialrichtung exakt ausgerichtete Lage des zu prägenden Nockenwellenrohrs 3 erzwingt. Gleichzeitig weist die gemäß den 4 und 5 gezeigte Vorrichtung 1 eine Stanzeinrichtung 10, beispielsweise einen Stanzstempel auf, der entweder radial beweglich zum Nockenwellenrohr 3 am Spannbacken 2 oder fest an diesem angeordnet ist und gleichzeitig mit dem Einspannen des Nockenwellenrohrs 3 eine Durchgangsöffnung, beispielsweise eine Öldurchgangsöffnung, in das Nockenwellenrohr 3 einstanzt. Mit der Stopfensetzeinrichtung 7 bzw. der Stanzeinrichtung 10 lassen sich somit neben dem Einspannen und dem Prägen des Nockenwellenrohrs 3 zwei weitere Arbeitsschritte integrieren und gleichzeitig bzw. seitlich gering versetzt ausführen, wodurch die Herstellungszeit für die Nockenwelle weiter reduziert werden kann.
Nach oder während den beschriebenen Arbeitsschritten kann das Nockenwellenrohr 3 beispielsweise geschliffen oder aber nicht gezeigte Nocken auf diesem gefügt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die Arbeitsschritte reduzieren und damit die Fertigungskosten senken, wobei insbesondere ein Prägevorgang in einen ohnehin erforderlichen Spannvorgang des Nockenwellenrohrs 3 in der Vorrichtung 1 integriert wird. Die beim Prägen hergestellten Flächen 5 werden beispielsweise als Referenzfläche für die Ausrichtung der Nockenwelle zur Kurbelwelle verwendet oder aber als Angriffsflächen für Werkzeuge, um die Nockenwelle während der Montage fixieren zu können. Die Flächen 5 selbst können vielfältig geformt sein, im einfachsten Fall ist eine beliebig ausgerichtete Fläche 5, deren Lage jedoch bekannt ist. Für Werkzeugflächen werden in der Regel mehrere gleichmäßig zueinander orientierte Flächen 5, beispielsweise ein Zweiflach, ein Sechskant oder ein Achtkant, hergestellt.

Claims

Verfahren zur Bearbeitung einer Nockenwelle, bei dem ein Nockenwellenrohr (3) zur weiteren Bearbeitung eingespannt und beim Einspannen geprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägen mindestens eine Fläche (5), insbesondere eine Angriffsfläche für ein Werkzeug oder eine Referenzfläche, in das Nockenwellenrohr (3) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägen mehrere Flächen (5), jedoch maximal zwölf Flächen, in der Form eines Mehrkants, maximal jedoch in der Form eines Zwölfkants, in das Nockenwellenrohr (3) eingeprägt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellenrohr (3) nach oder während dem Prägen geschliffen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während dem Prägen ein Stopfen (8) in das Nockenwellenrohr (3) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während dem Prägen eine Durchgangsöffnung (11) oder ein Loch in das Nockenwellenrohr (3) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach oder während dem Prägen ein Nocken auf dem Nockenwellenrohr (3) gefügt wird.
Vorrichtung (1) mit zumindest zwei Spannbacken (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest ein Spannbacken (2) einen Prägestempel (4) aufweist, der ein gleichzeitiges Prägen des Nockenwellenrohrs (3) beim Einspannen ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Stopfensetzeinrichtung (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Stanzeinrichtung (10) und/oder einen Axialanschlag (9) aufweist.