DE102014015649A1

DE102014015649A1 - Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle und verstellbare Nockenwelle

Info

Publication number: DE102014015649A1
Application number: DE102014015649.4A
Authority: DE
Inventors: Henning Brandenburger; Alexander Paeplow; Alexander Lübberstedt
Original assignee: ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Priority date: 2014-10-24
Filing date: 2014-10-24
Publication date: 2016-04-28
Also published as: US20170314427A1; KR20170072910A; CN107075978A; JP2017535711A; WO2016062511A1; EP3209869A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle sowie auf eine verstellbare Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges, wobei die Nockenwelle wenigstens einen an zumindest einem Außenwellensegment verdrehfest angeordneten Festnocken und wenigstens einen mit einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes erstreckenden Innenwelle verdrehfest angeordneten Verstellnocken aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: Anordnen eines Außenwellensegmentes auf der Innenwelle, Erzeugen einer Oberflächenmodifikation auf der Oberfläche der Innenwelle zur Erzeugung mindestens eines Anordnungsabschnittes, Anordnen des Festnockens auf wenigstens einem Abschnitt des Außenwellensegmentes und Anordnen des Verstellnockens auf dem Anordnungsabschnitt der Innenwelle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung eine verstellbare Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges mit wenigstens einem an zumindest einem Außenwellensegment verdrehfest angeordneten Festnocken und wenigstens einem mit einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes erstreckenden Innenwelle verdrehfest angeordneten Verstellnocken.
Grundlegend finden verstellbare Nockenwellen Anwendung bei beispielsweise ventilgesteuerten Verbrennungsmotoren und dienen zur gezielten Beeinflussung der Steuerzeiten der Ventile des Motors in Hinblick auf dessen Leistungs- und Drehmomententfaltung, des Kraftstoffverbrauches und der Abgasemission. Bekannterweise sind die verstellbaren Nockenwellen derart aufgebaut, dass die Nockenwelle eine Außenwelle und eine koaxial in dieser Außenwelle angeordnete Innenwelle aufweist. Die Außenwelle sowie die Innenwelle sind beispielsweise mittels einer Versteileinrichtung relativ zueinander verdrehbar. Zudem gibt es mit der Außenwelle verbundene Nockenelemente sowie mit der Innenwelle verbundene Nockenelemente, wobei die Nockenelemente der Außenwelle verdrehfest auf der Außenwelle angeordnet sind und die Nockenelemente der Innenwelle verdrehfest an der Innenwelle und verdrehbar auf der Außenwelle angeordnet sind, sodass bei einer Verdrehung der Außenwelle relativ zur Innenwelle auch die mit der Außenwelle verbundenen Nockenelemente relativ zu den mit der Innenwelle verbundenen Nockenelementen verdreht werden. Eine Verdrehung der Innenwelle zur Außenwelle bzw. der Außenwelle zur Innenwelle wird Bekannterweise beispielsweise mittels eines Phasenstellers ermöglicht, sodass vorteilhaft eine Phasenverschiebung der Ventilsteuerzeit erreicht oder auch die Öffnungsdauer der Ventile variiert werden kann. Insbesondere um eine feste Verbindung zwischen der Innenwelle und deren zugehörigen Nockenelementen herzustellen, weisen die Innenwellennockenelemente üblicherweise Aussparungen auf, in denen entsprechende Verbindungselemente der Innenwelle bzw. Verbindungselemente, welche mit der Innenwelle verbindbar sind, eingebracht werden können. Bei derartigen Verbindungselementen handelt es sich beispielsweise um Stifte, Bolzen oder auch Schrauben. Hierdurch soll vorteilhaft eine Drehmomentübertragung zwischen der Innenwelle und dem Nockenelement der Innenwelle ermöglicht werden.
Beispielsweise offenbart die deutsche Offenlegungsschrift DE197575404A1 eine entsprechende Nockenwelle mit einem Verbindungselement, welches in Form eines Zylinderstiftes ausgestaltet ist. Dieser Zylinderstift wird mittels Presspassung in eine Durchgangsbohrung der Innenwelle und mittels Spielpassung in den zugehörigen Nocken eingefügt. Hierzu ist es erforderlich, dass der entsprechenden Nocken einen nach außenstehenden zylindrischen Bereich aufweist, in dem sich eine Bohrung befindet, in welche der Zylinderstift eingebracht wird. Deutlich zeigt sich hier, dass eine vorherige Bearbeitung des Nockens erforderlich ist, um diesen mit dem Verbindungselement der Innenwelle zu verbinden. Eine derartige vorbereitende Bearbeitung des Nockenelementes erhöht den Fertigungsaufwand und die Fertigungskosten bei der Herstellung einer verstellbaren Nockenwellenanordnung. Auch unterschiedliche Fertigungstoleranzen der einzelnen Bauteile, sprich der Aussparungen im Innenwellenbereich sowie der Aussparungen im Nockenbereich sowie hinsichtlich der Verbindungselemente führen zu einer Vielzahl von Fehlerquellen, sodass die Möglichkeit besteht, dass bei einer Montage des Nockens mit der Innenwelle ein zu hohes Spiel entsteht, sodass eine spielfreie Übertragung des Drehmomentes von der Innenwelle zum Nocken selbst nicht gewährleistet werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Verbindung die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges sowie bei einem Verfahren zum Herstellen einer derartig verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle sowie eine verstellbare Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, welche auf einfache und kostengünstige Art und Weise hergestellt werden kann. Ferner soll es vorteilhaft möglich sein die einzelnen Nocken schnell, einfach und prozesssicher auf die Außenwelle bzw. die Innenwelle innerhalb einer monolithischen Haube aufzubringen.
Die voranstehende Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Anspruches 1 sowie gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch eine verstellbare Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen gemäß Anspruch 6. Weitere Merkmale und Details zur Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben worden sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann die erfindungsgemäße verstellbare Nockenwelle mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle hergestellt sein.
Das Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges, wobei die Nockenwelle wenigstens einen an zumindest einem Außenwellensegment drehfest angeordneten Festnocken und wenigstens einen an einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes erstreckenden Innenwelle verdrehfest angeordneten Verstellnocken ausweist, weist zumindest die folgenden Schritte auf:

– Anordnen eines Außenwellensegmentes auf der Innenwelle,
– Erzeugen einer Oberflächenmodifikation auf einer Oberfläche der Innenwelle zur Erzeugung zumindest eines Anordnungsabschnittes,
– Anordnung des Festnockens auf wenigstens einem Abschnitt des Außenwellensegmentes und
– Anordnung des Verstellnockens auf dem Anordnungsabschnitt der Nockenwelle.

Die verstellbare Nockenwelle weist erfindungsgemäß eine relativ zur Außenwelle verstellbare und insbesondere drehbare Innenwelle auf, welche konzentrisch bzw. koaxial zur Außenwelle angeordnet ist. Vorteilhaft liegt demzufolge die Innenwelle innerhalb der Außenwelle, welche beispielsweise in Form eines Rohres ausgebildet ist und demzufolge eine Durchgangsbohrung aufweist, durch welche hindurch sich die Innenwelle zumindest abschnittsweise erstreckt. Vorteilhaft weist die Außenwelle wenigstens ein Außenwellensegment auf, welches folglich in Form eines Abschnittes der Außenwelle vorliegt und demzufolge einen Rohabschnitt bildet, welcher sich nicht vollständig entlang der Längsachse der Innenwelle erstreckt. Die verstellbare Nockenwelle weist zudem mindestens einen Festnocken sowie mindestens einen Verstellnocken auf, wobei der Festnocken verdrehfest mit der Außenwelle und insbesondere dem Außenwellensegment angeordnet ist, während der Verstellnocken drehfest mit der Innenwelle angeordnet ist. Bei einer Verdrehung der Außenwelle relativ zur Innenwelle wird folglich der Festnocken relativ zum Verstellnocken verdreht, sodass folglich eine Spreizung hinsichtlich des Winkels zwischen Verstellnocken und dem Festnocken erfolgt. Die hierbei genannte verstellbare Nockenwelle findet vorteilhaft Anwendung im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, wobei als Kraftfahrzeuge im Rahmen der Erfindung insbesondere Land-, Luft-, und Wasserfahrzeuge verstanden werden können. Vorteilhaft ist die verstellbare Nockenwelle im Bereich der Motorentechnik und insbesondere im Bereich der Otto- und Dieselmotorentechnik anwendbar. Die verstellbare Nockenwelle dient vorteilhaft dazu, die Ladungswechsel zu optimieren und ein variables Verdichtungsverhältnis durch eine Variation des Einlassventils; zur Reduktion der Schadstoff- und CO₂-Emission zu ermöglichen. Des Weiteren ist es denkbar, dass die verstellbare Nockenwelle dazu dient, die variablen Ventilsteuerzeitverstellungen zwischen Einlas- und Auslassventil zu regeln. Vorteilhaft wird die verstellbare Nockenwelle eingesetzt, um die Gemischbildung bei den einspritzenden Motoren durch eine Erhöhung der Ladungsbewegung im Brennraum basierend auf einer gezielten Phasenverschiebung der Einlassventile zu optimieren, sowie die Schadstoffemissionen der Kaltstartphase des Verbrennungsmotors mittels Katheizung zum Beispiel durch ein frühzeitiges Öffnen des Auslassventiles zu reduzieren. Des Weiteren ist es auch denkbar, dass eine derart verstellbare Nockenwelle vorteilhaft dazu dient, das Abgasnachbehandlungssystem wie beispielsweise den Partikelregenerationsfilter durch eine auslassseitige Variabilität zu steuern bzw. das Abgasturboladesystem durch eine entsprechende auslassseitige Variabilität zu steuern.
Im Rahmen der Erfindung dient die verstellbare Nockenwelle vorteilhaft dazu, die Variabilität in der Öffnungsdauer der Ventilerhebung zu ermöglichen, wobei eine stufenlose Öffnungsdauer des gesamten Nockenprofils, welches sich über den Festnocken und den Verstellnocken erstreckt, mittels einer Spreizung des Verstellnockens relativ zu dem Festnocken ermöglicht wird. Das Ventilabgriffelement, welches dabei beispielsweise ein Rollenschlepphebel ist, steht im ersten Teil der Ventilerhebungskurve mit dem Profil des Nockens in Kontakt, wobei ab dem Übergangspunkt der Kontakt zum plateauförmigen Profil des Verstellnockens wechselt. Eine Verstellung einer derartigen Nockenwelle und insbesondere der Innenwelle relativ zur Außenwelle wird vorteilhaft mittels eines Phasenstellers und insbesondere eines Dualphasenstellers bzw. eines Doppelphasenstellers ermöglicht.
Um den Aufbau einer derartigen komplexen verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges zu ermöglichen, wird vorteilhaft auf eine Innenwelle ein Außenwellensegment angeordnet und insbesondere aufgeschoben. Zeitlich nachfolgend ist es möglich, dass auf der Oberfläche der Innenwelle ein Anordnungsabschnitt erzeugt wird, wobei die Oberfläche der Innenwelle modifiziert bzw. verändert wird. Der Oberflächenmodifikation der Oberfläche der Innenwelle zur Erzeugung eines Anordnungsabschnittes nachfolgend werden erfindungsgemäß der Festnocken auf wenigstens einem Abschnitt des Außenwellensegmentes und der Verstellnocken auf dem Anordnungsabschnitt der Innenwelle angeordnet.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass die zuvor genannten Schritte auch einen zueinander variierenden Ablauf aufweisen können. So ist es möglich, dass der Festnocken selbst noch vor dem Erzeugen der Oberflächenmodifikation der Innenwelle auf zumindest einen Abschnitt des Außenwellensegmentes aufgebracht bzw. mit diesem verbunden bzw. an diesem angeordnet wird. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Oberflächenmodifikation der Innenwelle vor dem Anordnen eines Außenwellensegmentes auf der Innenwelle erzeugt wird. Vorteilhaft ist es denkbar, dass die Oberflächenmodifikation der Innenwelle zu einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder stoffschlüssigen Verbindung des Verstellnockens mit der Nockenwelle dient, um den Verstellnocken insbesondere im Bereich des Anordnungsabschnittes der Innenwelle mit dieser Innenwelle verdrehfest zu verbinden, sodass bei einer Verdrehung der Innenwelle relativ zur Außenwelle das Drehmoment auf den Verstellnocken übertragen werden kann, sodass dieser sich gleichbleibend zur Innenwelle mit dieser um die zentrische Drehachse der Innenwelle verdreht. Im Rahmen der Erfindung ist es unerheblich, ob die Außenwelle gegenüber der Innenwelle oder die Innenwelle gegenüber der Außenwelle und insbesondere der Festnocken gegenüber dem Verstellnocken oder der Verstellnocken gegenüber dem Festnocken verdreht wird. Vorteilhaft wird das Außenwellensegment, welches in Form eines Rohrabschnittes bzw. Hohlwellenabschnittes vorliegt, über die Innenwelle, welcher vorteilhaft als Vollwelle ausgebildet ist, geschoben, sodass das Außenwellensegment die Innenwelle zumindest abschnittsweise umschließt. Folglich ist die Innenwelle zentrisch, vorzugsweise koaxial bzw. konzentrisch in der Außenwelle angeordnet.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Oberflächenmodifikation mittels einer Materialaufwerfung erzeugt wird. So ist es denkbar, dass die Oberfläche der Innenwelle derart modifiziert wird, dass diese insbesondere im Anordnungsabschnitt Aufwerfungen des eigenen Materials aufweist. Ein zusätzliches Anordnen, Einbringen oder Verbinden von Haltemittel oder Materialien an der Innenwelle und/oder dem Verstellnocken, welche dazu dienen sollen den Verstellnocken mit der Innenwelle zu verbinden, wird dadurch vorteilhaft vermieden.
Vorteilhaft ist es denkbar, dass die Materialaufwerfung mittels Rollieren erzeugt wird. Bei dem Prozess des Rollierens erfolgt eine spanlose Bearbeitung mit einem Wälzkörper, welcher zur Glättung und Verfestigung von Werkstoffoberflächen dient. Hierbei wird vorteilhaft beispielsweise gegen die sich drehende Innenwelle ein Rollierwerkzeug mit großer Kraft gedrückt, sodass das Material der Innenwelle derart zu fließen beginnt, dass es folglich verdrängt wird. Vorteilhaft wird das Verfahren des Rollierens mittels Werkzeugen wie beispielsweise Rollierscheiben ausgeführt, welche eine aufgeraute Wirkfläche aufweisen. Mittels dem Verfahren des Rollierens und insbesondere der Erzeugung einer Materialaufwerfung auf der Oberfläche der Innenwelle zur Erzeugung von wenigstens einem Anordnungsabschnitt und vorteilhaft einer Mehrzahl von Anordnungsabschnitt auf der Innenwelle erhöht sich folglich der Außendurchmesser der Innenwelle zumindest im Bereich. Wird nach Erzeugung des Anordnungsabschnittes bzw. der Materialaufwerfung ein Nocken auf die Innenwelle geschoben, welcher vorteilhaft eine Durchgangsbohrung aufweist, durch welche hindurch sich die Innenwelle erstrecken kann, findet folglich zumindest im Bereich des Anordnungsabschnittes, welcher eine Oberflächenmodifikation aufweist, zumindest eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Nocken und der Innenwelle und insbesondere der modifizierten Oberfläche der Innenwelle statt. Wird eine Oberflächenmodifikation und insbesondere eine Rollierung der Oberfläche der Innenwelle vor dem Aufschieben des Festnockens auf die Innenwelle und des Verbindens des Festnockens mit dem Außenwellensegment durchgeführt, so ist es vorteilhaft denkbar, dass der Festnocken selbst eine Durchgangsbohrung aufweist, der im Durchmesser größer dimensioniert ist, als der Durchmesser der Durchgangsbohrung des Verstellnockens, um folglich über die Oberflächenmodifikation der Oberfläche der Innenwelle hinweg geschoben werden zu können, ohne, dass eine beispielsweise kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Festnocken und der Innenwelle erzeugt wird. Es wäre jedoch auch denkbar, dass der Festnocken und der Verstellnocken einen im Wesentlichen vergleichbar dimensionierten Durchgangsbohrungsdurchmesser aufweisen, wobei es hierbei erforderlich wäre, dass der Festnocken vor dem Erzeugen der Oberflächenmodifikation der Innenwelle zumindest auf die Innenwelle aufgeschoben und vorteilhaft zudem an dem Außenwellensegment angeordnet wird. Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft möglich, dass der Festnocken kraftschlüssig mit dem Außenwellensegment und insbesondere einem distalen Ende des Außenwellensegmentes verbunden wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Anordnung des Festnockens mit dem Außenwellensegment über eine formschlüssige und/oder eine stoffschlüssige Verbindung erfolgt. Vorteilhaft wird der Festnocken über zumindest einen Abschnitt des Außenwellensegmentes geschoben, wobei der Festnocken vorteilhaft einen Durchgangsbohrungsdurchmesser aufweist, welcher im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Außenwellensegmentes entspricht, um vorteilhaft eine Presspassungsverbindung zwischen dem Außenwellensegment und dem Festnocken zu erzeugen. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Außenwellensegment einen Einführbereich aufweist, welcher in Form einer Einführschräge, eines Absatzes oder einer Ausnehmung oder vergleichbarem ausgestaltet sein kann. Dieser Einführbereich dient vorteilhaft dazu, dass der Festnocken über diesen Einführbereich verdrehfest mit dem Außenwellensegment verbunden wird. Vorteilhaft dient der Einführbereich, insbesondere ein Abschnitt dieses Einführbereiches selbst zudem auch als Begrenzungsbereich, um ein weiteres bzw. ein nicht geplantes zu weites Aufschieben des Festnockens auf dem Außenwellensegment zu verhindern.
Vorteilhaft weist die verstellbare Nockenwelle wenigstens zwei mit jeweils einem Außenwellensegment verbundenen Festnocken und einen zwischen den Festnocken angeordneten und verdrehfest mit der Innenwellen verbundenen Verstellnocken auf. Folglich besteht ein Nockenpaket selbst, welches ein Nockenprofil aufweist, aus mehr als einem Festnocken und einem Verstellnocken, nämlich vorteilhaft aus wenigstens zwei Festnocken und einem Verstellnocken, welcher zwischen beiden Festnocken angeordnet ist. Demzufolge ist es denkbar, dass ein weiterer Festnocken benachbart zu dem Verstellnocken und ein weiteres Außenwellensegment benachbart zu dem weiteren Festnocken auf der Innenwelle angeordnet werden, wobei der weitere Festnocken an dem weiteren Außenwellensegment angeordnet und insbesondere verdrehfest mit diesem verbunden wird. Der Aufbau bzw. die Montage der verstellbaren Nockenwelle erfolgt demnach in modularer Bauweise, insbesondere aufgrund der vorteilhaften modularen Bauweise der Außenwelle, welche aus wenigstens einem Außenwellenmodul und vorteilhaft aus ein zwei oder mehr Außenwellensegmenten besteht.
Vorteilhaft wird der Festnocken bzw. werden die beiden Festnocken eines Nockenpaketes zumindest kraftschlüssig oder formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Außenwellensegment verbunden. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Festnocken kraftschlüssig und formschlüssig und stoffschlüssig mit dem Außenwellensegment verbunden ist. Vergleichbares gilt für die Verbindung zwischen dem Verstellnocken und dem Innenwellensegment, welches ebenfalls zumindest kraftschlüssig oder formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Innensegment verbunden sein kann. Vorteilhaft ist jedoch, dass der Verstellnocken kraftschlüssig über die Materialaufwerfung mit der Innenwelle verbunden wird. Vorteilhaft ermöglicht eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsnocken und dem Außenwellensegment sowie der Verstellnocke und der Innenwelle eine einfache und kostengünstige Herstellung bzw. Montage einer verstellbaren Nockenwelle für Kraftfahrzeuge.
Es ist des Weiteren eine verstellbare Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges beansprucht, welche wenigstens einen an einem Außenwellensegment verdrehfest angeordneten Festnocken und wenigstens einen an einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes erstreckenden Innenwelle verdrehfest angeordneten Verstellnocken aufweist, wobei der Verstellnocken wenigstens kraftschlüssig mit einem sich zumindest abschnittsweise entlang der Innenwelle erstreckenden Anordnungsabschnitt der Innenwelle verbunden ist, wobei der Anordnungsabschnitt eine Oberflächenmodifikation der Oberfläche der Innenwelle aufweist. Wie bereits im Vorfeld erläutert, ist das Außenwellensegment vorteilhaft in Form eines Rohrsegmentes mit einer Mantelfläche und einer Durchgangsbohrung, durch welche sich hindurch zumindest abschnittweise die Nockenwelle erstreckt, ausgestaltet. Die Innenwelle ist dabei vorteilhaft ein zylindrisches stangenförmiges Element, besonders vorteilhaft eine Vollwelle, welche sich zumindest abschnittsweise durch die Durchgangsbohrung des Außenwellensegmentes erstreckt. Bei der verstellbaren Nockenwelle können die Verstellnocken relativ zu den Festnocken drehbar bzw. verstellbar angeordnet sein, um ein Nockenprofil eines Nockenpaketes, welches aus wenigstens einem Festnocken und wenigstens einem Verstellnocken gebildet ist, zu verändern. Der Verstellnocken sowie die Festnocken weisen jeweils vorteilhaft eine Durchgangsbohrung auf, durch welche sich hindurch zumindest ein Abschnitt der Innenwelle erstreckt. Vorteilhaft weist der Festnocken eine derartig dimensionierte Durchgangsbohrung auf, dass zumindest auch das Außenwellensegment sich abschnittweise durch diese Durchgangsbohrung erstrecken kann bzw. zumindest abschnittweise in die Durchgangsbohrung hinein erstrecken kann. Vorteilhaft ist es denkbar, dass der Verstellnocken zwischen zwei Festnocken platziert ist, welche als einzelne Festnockenelemente oder als ein gemeinsames Festnockenelement in Doppelambossbauweise ausgestaltet sind. Unter dem Begriff der Doppelambossbauweise wird im Rahmen der Erfindung eine Ausgestaltung der Festnocken verstanden, bei welcher die Festnocken einen gemeinsamen Grundbereich aufweisen, durch welchen sich hindurch die Durchgangsbohrung erstreckt, während insbesondere der Nockenerhebungsbereich der Festnocken beanstandet zueinander ausgestaltet ist. Zwischen diesen beiden im Grundbereich miteinander verbundenen Festnocken ist folglich eine Aussparung vorgesehen, innerhalb welcher der Verstellnocken eingebracht ist. Der Festnocken bzw. die Festnocken und der Verstellnocken liegen vorteilhaft konzentrisch zueinander, sodass bei einer Verdrehung der Festnocken zum Verstellnocken bzw. des Verstellnockens zu den Festnocken eine Verdrehung der Nocken um eine identische Drehachse erfolgt. Vorteilhaft bilden die Festnocken und der Verstellnocken ein gemeinsames Nockenprofil aus, welches basierend auf der relativen Drehbewegung zwischen den Festnocken und dem Verstellnocken variierbar ist. Besonders vorteilhaft gelangt der Verstellnocken und insbesondere die Verstellnockenkontur in Kontakt mit einem entsprechend mit der jeweiligen Nockenkontur wechselwirkenden Abgriffselement, wie beispielsweise einem Schlepphebel zur Übertragung der Drehbewegung der Nockenwelle in eine translatorische Bewegung zur Steuerung der Ventile, sofern der Verstellnocken relativ zu den Festnocken verdreht ist und die Nockenkontur des Verstellnockens sich folglich relativ zu der Nockenkontur des Festnockens bzw. der Festnocken verschiebt bzw. eine veränderte Position einnimmt.
Vorteilhaft ist die Oberflächenmodifikation der Oberfläche der Innenwelle eine Materialaufwerfung, welche beispielsweise mittels des Rollierverfahrens erzeugt wird. So ist es denkbar, dass die Verstellnocken mittels eines Aufpressens und insbesondere mittels einer kraftschlüssigen Verbindung im Anordnungsabschnitt mit der Innenwelle verbunden wird, sodass bei einer Drehung der Innenwelle auch eine Drehung des Verstellnockens erfolgt.
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass die Nockenwelle wenigstens zwei Außenwellensegmente aufweist, an welchen jeweils ein Festnocken verdrehfest angeordnet ist. Vorteilhaft wird folglich der Verstellnocken von beiden Festnocken und dementsprechend mit den Festnocken verbundenen Außenwellensegmenten eingefasst. Ein derartiger modularer Aufbau, insbesondere der Außenwelle mittels der Verwendung von einzelnen Außenwellensegmenten sowie der Ausgestaltung des Nockenpaketes, vorteilhaft aufweisend wenigstens einen Festnocken und wenigstens einen Verstellnocken und besonders vorteilhaft wenigstens zwei Festnocken und einen zwischen den Festnocken angeordneten Verstellnocken, ermöglicht vorteilhaft eine einfache Herstellung der verstellbaren Nockenwelle.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass das Außenwellensegment wenigstens einen distalen Mantelflächenbereich aufweist, dessen Außendurchmesser zumindest abschnittweise kleiner dimensioniert ist, als ein Außendurchmesser, der verbliebenen Mantelfläche. Vorteilhaft weist demzufolge das Außenwellensegment wenigstens an einem der distalen Enden und vorteilhaft an beiden distalen Enden im Bereich der Mantelfläche einen Einführbereich auf. Dieser Einführbereich dient vorteilhaft dazu den Festnocken zumindest abschnittweise auf das Außenwellensegment und vorteilhaft auf einen Abschnitt aufzuschieben. Der Einführbereich ist vorteilhaft in Form einer sich im Wesentlichen kontinuierlich verringernden bzw. ansteigenden Einführschräge, einer Durchmesserverjüngung, einer Aussparung, eines Absatzes oder in einer vergleichbaren geometrischen Form ausgestaltet, mittels welcher sich ein zumindest abschnittsweise geringer dimensionierte Außendurchmesser im Einführbereich ausgestaltet, als im verbleibenden Außenwellensegment. Es ist des Weiteren denkbar, dass die in Längsrichtung des Außenwellensegments betrachtete Länge dieser Einführbereiche bzw. dieses Einführbereiches im Wesentlichen der Breite des Festnockens entspricht, sodass der Festnocken auf diesen Einführbereich vorteilhaft vollständig, zumindest jedoch nahezu vollständig anordenbar und darüber mit dem Außenwellensegment vorteilhaft verdrehfest verbunden ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft denkbar, dass die Verstellnocke und die Festnocke konzentrisch zueinander angeordnet sind und dass die Durchgangsbohrung der Festnocke größer dimensioniert ist, als die Durchgangsbohrung der Verstellnocke. Dies ist dann insbesondere vorteilhaft, wenn eine Montage des gesamten Nockenpaketes, vorteilhaft bestehend aus zumindest einer Festnocke und einer Verstellnocke, nach dem Aufbringen der Materialaufwerfung auf der Innenwelle auf diese Innenwelle aufgeschoben wird. Vorteilhaft ist die Durchgangsbohrung der Verstellnocke in etwa derart groß dimensioniert wie der Außendurchmesser bzw. der Umfangsdurchmesser der Innenwelle. Demgegenüber ist die Durchgangsbohrung der Festnocke größer als der Außendurchmesser bzw. der Umfangsdurchmesse, der Innenwelle dimensioniert und besonders vorteilhaft größer als der Außendurchmesser der Materialaufwerfung bzw. Rollierung, um ein hierüber Hinweggleiten des Festnockens über die Materialaufwerfung der Innenwelle während des Montageprozesses zu ermöglichen. Vorteilhaft ist die Durchgangsbohrung des Festnockens maximal identisch zum Außendurchmesser bzw. zum Umfangsdurchmesser des Außenwellensegmentes, um ein sicheres Anordnen des Festnockens auf dem Außenwellensegment insbesondere mittels einer Presspassung, vorteilhaft durch Erzeugung einer kraftschlüssigen Verbindung zu ermöglichen. Durch die Verwendung einer kraftschlüssigen Verbindungen zwischen dem Festnocken und dem Außenwellensegment sowie auch zwischen dem Verstellnocken und der Innenwelle ist eine einfache und kostengünstige sowie auch eine prozesssichere Herstellung und eine dauerhafte Verwendung der verstellbaren Nockenwelle möglich.
Bei der beschriebenen verstellbaren Nockenwelle ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle gemäße dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
Ausführungsformeln einer erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer verstellbaren Nockenwelle,
2 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle,
3 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Vergrößerung des Ausschnittes C, wie in der 2 gezeigt,
4 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Nockenpaketes einer erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle,
5 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform eines Nockenpaketes einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
6 in einer perspektivischen Ansicht ein Ausschnitt aus einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle aufzeigend ein Nockenpaket in einer ersten Positionierung und
7 in einer perspektivischen Ansicht die in der 7 gezeigte Ausschnitt der erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer zweiten Positionierung des Nockenpaketes.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle 1 gezeigt. Die Nockenwelle 1 weist eine Innenwelle 2 sowie zwei Außenwellensegmente 3.1 und 3.2 auf. Jedes Außenwellensegment 3.1, 3.2 weist zumindest einen Einführbereich 10 auf, welcher an einem distalen Mantelflächenbereich 12 ausgebildet ist. Die Festnocken 7.1, 7.2 sind, wie in dem Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt, ein Bestandteil eines Nockenpaketes 4.1, 4.2, wobei es denkbar ist, dass die Nockenwelle 1 eine Mehrzahl an derartigen Nockenpaketen 4.1, 4.2 aufweisen kann. Jedes Nockenpaket 4.1, 4.2 weist einen ersten Festnocken 7.1 und einen zweiten Festnocken 7.2 auf, wobei zwischen den beiden Festnocken, 7.1, 7.2 ein Verstellnocken angeordnet ist. Vorteilhaft erstreckt sich die Innenwelle 2 durch die in der 1 gezeigte Durchgangsbohrung der Festnocken B_F, sowie durch eine hier nicht gezeigte Durchgangsbohrung der Verstellnocken 8 und durch eine entsprechende hier nichtgezeigte Durchgangsbohrung der Außenwellensegmente 3.1 und 3.2. Die Anordnung der Festnocken 7.1, 7.2 und des Verstellnockens 8 werden insbesondere in den 2 und 3 verdeutlicht.
In den 2 und 3 ist in einer seitlichen Ansicht eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle 1 gezeigt, wobei die 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches C, wie in der 2 gezeigt, aufzeigt. Der in den 2 und gezeigte Abschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 weist wenigstens ein Nockenpaket 4 auf, welches einen ersten Festnocken 7.1 und einen zweiten Festnocken 7.2 sowie einen zwischen den Festnocken 7.1 und 7.2 angeordneten Verstellnocken 8 aufweist. Wie aus den 2 und 3 ersichtlich, weist die Durchgangsbohrung B_F der Festnocken 7.1 und 7.2 einen größeren Durchmesser auf als die Durchgangsbohrung B_V des Verstellnockens 8. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass während des Zusammenbaus der verstellbaren Nockenwelle 1 das Nockenpaket 4 in einem vormontierten Zustand, das heißt, bestehend aus den beiden Festnocken 7.1 und 7.2 sowie dem Verstellnocken 8 über die Innenwelle 2 geschoben werden kann, wobei es denkbar wäre, dass die Innenwelle 2 hierbei bereits einer Oberflächenmodifikation 20 und insbesondere einer Materialaufwerfung in Form einer Rollierung unterworfen wurde. Basierend auf den unterschiedlichen Durchmessern B_V, B_F der Bohrungen von Festnocken 7.1, 7.2 und Verstellnocken 8 wird folglich gewährleistet, dass insbesondere bei einem Aufschieben des Nockenpaketes 4 auf die Innenwelle 2 insbesondere der erste Festnocken 7.1 über die Oberflächenmodifikation 20 und insbesondere die Materialaufwerfung 20 der Innenwelle 2 hinüber bewegt wird, während bei einem Weiterbewegen des Nockenpaketes 4 entlang der Innenwelle 2 insbesondere in dargestellter Pfeilrichtung P eine Kontaktierung zwischen der Oberfläche der Durchgangsbohrung B_V des Verstellnockens 8 und der Materialaufwerfung 20 bzw. der Oberflächenmodifikation 20 der Innenwelle 2 stattfindet. Hierdurch wird vorteilhaft eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Verstellnocken 8 und der Innenwelle 2 ermöglicht. Es ist denkbar, dass nach der Montage des Nockenpaketes 4 auf die Innenwelle 2 und einer Anordnung des Verstellnockens 8 auf dem Anordnungsabschnitt 21 der Innenwelle 2, welche die Oberflächenmodifikation 20 aufweist, vorteilhaft ein erstes Außenwellensegment 3.1 sowie ein zweites Außenwellensegment 3.2 auf die Innenwelle 2 aufgeschoben wird. Es wäre auch denkbar, dass das erste Außenwellensegment 3.1 oder 3.2, je nach Montagerichtung bereits vor dem Aufbringen des Nockenpaketes 4 auf die Innenwelle 2 aufgeschoben wurde.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, weisen beide Außenwellensegmente 3.1 und 3.2 vorteilhaft an beiden distalen Enden 12 und insbesondere an den distalen Mantelflächenbereichen 12 jeweils einen Einführbereich 10 auf. Dieser Einführbereich kann beispielsweise in Form eines Absatzes, einer einführschräge, einer Ausnehmung oder Aussparung oder in vergleichbarer geometrisch die Mantelfläche verändernder Form ausgestaltet sein. Vorteilhaft weist der Außendurchmesser und insbesondere der Umfangsdurchmesser der Außenwellensegmente 3.1 bzw. 3.2 im Bereich der Einführbereiche 10, wie mit dem Bezugszeichen Da gekennzeichnet, einen geringeren Durchmesser auf als in dem verbleibenden Bereich des Außenwellensegmentes, wie mit dem Bezugszeichen Db gekennzeichnet. Die Form und Ausprägung bzw. geometrische Ausgestaltung der Einführbereiche 10 soll im Rahmen der Erfindung nicht auf eine definierte geometrische Form begrenzt werden. Vielmehr ist zu beachten, dass die Einführbereiche 10 derart ausgestaltet sind, dass vorteilhaft eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Festnocken 7.1 und 7.2 und den jeweiligen Außenwellensegmenten 3.1 bzw. 3.2 gewährleistet ist. Vorteilhaft dient der Einführbereich 10 des jeweiligen Außenwellensegmentes 3.1 bzw. 3.2 auch dazu, ein zu weites Aufbringen bzw. Aufschieben des Nockenpaketes 4 bzw. der Festnocken 7.1 bzw. 7.2 des Nockenpaketes 4 auf das Außenwellensegment 3.1 bzw. 3.2 zu verhindern.
Im Rahmen der Erfindung wäre es auch denkbar, dass zuerst das Außenwellensegment 3.1 bzw. 3.2 auf die Innenwelle 2 aufgeschoben bzw. aufgebracht wird, bevor eine Rollierung der Innenwelle 2 und insbesondere eine Oberflächenbehandlung der Innenwelle 2 zur Erzeugung einer Oberflächenmodifikation 20 stattfindet. Demzufolge wäre es denkbar, dass im Verfahren zum Erstellen der erfindungsgemäßen Nockenwelle zuerst ein erstes Außenwellensegment 3.1 auf eine Innenwelle 2 aufgeschoben wird, welche beispielsweise in einem Futter auf einem Nockensetzautomaten aufgebracht ist. Nachfolgend könnte die Rollierung der Innenwelle 2 stattfinden, um eine Materialaufwerfung 20 auf der Oberfläche der Innenwelle 2 zu erzeugen. In einem weiteren Schritt wäre es denkbar, dass das Nockenpaket 4, vorteilhaft mit eingefädeltem bzw. zwischen den Festnocken 7.1 angeordnetem Verstellnocken 8, auf die Innenwelle 2 aufgebracht wird, sodass es zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Festnocken 7.1 und dem ersten Außenwellensegment 3.1 sowie dem Verstellnocken 8 und der Oberflächenmodifikation 20 bzw. der Materialaufwerfung 20 der Innenwelle 2 kommt. In einem weiteren nachfolgenden Schritt wäre es denkbar, dass ein zweites Außenwellensegment 3.2 auf die Innenwelle 2 und derart weit in den Bereich des Nockenpaketes 4 auf die Innenwelle 2 aufgeschoben wird, dass insbesondere der Einführbereich 10 kraftschlüssig mit dem zweiten Festnocken 7.2 des Nockenpaketes 4 verbunden wird. Es ist denkbar, dass zwischen den Außenwellensegmenten 3.1 und 3.2 und dem Verstellnocken 8 ein Abstand vorliegt, um eine Kontaktierung der Außenwellensegmente 3.1 bzw. 3.2 mit den Verstellnocken 8 zu verhindern. Vorteilhaft wird dadurch eine Reibung bei der Bewegung zwischen Außenwelle bzw. Außenwellensegmenten 3.1, 3.2 und Innenwelle 2 und insbesondere zwischen Festnocken 7.1 und 7.2 und Verstellnocken 8 verhindert. Ein zu weites Aufschieben der Festnocken 3.1, 3.2 auf die Außenwellensegmente 3.1, 3.2 wird vorteilhaft durch ein Begrenzungselement 9 ermöglicht, wie beispielsweise in der 3 gezeigt. Dieses Begrenzungselement 9 ist vorteilhaft ein Bestandteil des Einführbereiches 10 und weist eine Wandung auf, welche sich im Wesentlichen – zumindest abschnittsweise – in radialer Richtung erstreckt.
In der 4 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform eines Nockenpaketes 4 gezeigt, welches ein Element der erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle 1 ist. Das Nockenpaket 4 weist einen ersten Festnocken 7.1 und einen zweiten Festnocken 7.2 auf, welche den Verstellnocken 8 einschließen. Der Verstellnocken 8 weist vorteilhaft eine identische Nockenkontur zu den Festnocken 7.1 und 7.2 auf und ist konzentrisch zu den Festnocken 7.1 und 7.2 gelagert, sodass bei einer Bewegung des Verstellnockens 8 relativ zu den Festnocken 7.1 und 7.2 eine Drehung der Nocken 7.1, 7.2, 8 um eine gemeinsame Drehachse D, wie insbesondere in der 4 gezeigt, erfolgen kann. Vorteilhaft ist der Verstellnocken 8 relativ beweglich zu den Festnocken 7.1 und 7.2 ausgestaltet. Wie in der 4 gezeigt, weist die Durchgangsbohrung B_F des Festnockens 7.1 bzw. 7.2 sowie auch die Durchgangsbohrung B_V des Verstellnockens 8 jeweils – zumindest abschnittsweise – eine strukturierte Oberfläche 30 bzw. 31 auf, welche identisch zueinander oder auch unterschiedlich zueinander ausgestaltet sein können. Basierend auf dieser strukturierten Oberfläche 30, 31 wird eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Festnocken 7.1, 7.2 und den Oberflächen der Außenwellensegmente 3.1 bzw. 3.2 sowie auch zwischen dem Verstellnocken 8 und der Oberfläche der Innenwelle 2, wie beispielsweise in den 1 bis 3 gezeigt, optimiert. Die Festnocken 7.1 bzw. 7.2 sind vorteilhaft in ihrem Grundbereich 7.3 miteinander verbunden und bilden folglich einen mit zwei Nockenprofilen bestehenden Festnocken aus. Eine derartige Anordnung von Festnocken zueinander wird auch im Rahmen der Erfindung als Doppelamboss bezeichnet. Zwischen den Nockenkonturen der einzelnen Festnocken 7.1 und 7.2, welche zueinander beabstandet sind, ist folglich eine Ausnehmung ausgebildet, in welcher der Verstellnocken 8 eingefasst ist. Es wäre jedoch auch denkbar, dass lediglich ein Verstellnocken 8 und e3in Festnocken 7.1 oder 7.2 angeordnet werden. Vorteilhaft könnte dabei zumindest der Festnocken 7.1 oder 7.2 und/oder der Verstellnocken 8 auf einer Hülse (hier nicht gezeigt) aufgepresst sein, wobei diese Hülse zumindest mit einem Außenwellensegment 3.1 oder 3.2 oder auch mit der Innenwelle 2, vorteilhaft unter Anwendung einer kraftschlüssigen Verbindung, wirkverbunden werden bzw. sein kann.
In der 5 ist schematisch in einer seitlichen Ansicht eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Nockenpaketes 4 gezeigt. Das in der 5 gezeigte Nockenpaket 4 weist vorteilhaft einen ersten Festnocken 7.1 und einen hier nicht gezeigten zweiten Festnocken 7.2 auf, zwischen denen ein Verstellnocken 8 angeordnet ist. Wie insbesondere auch in der 5 gezeigt, weist der Verstellnocken 8 eine Durchgangsbohrung B_V auf, welche kleiner dimensioniert ist, als die Durchgangsbohrung B_F der Festnocken 7.1 bzw. 7.2. Die Festnocken 7.1 bzw. 7.2 bzw. das als Doppelamboss ausgestaltete Festnockenelement kann um eine zum Verstellnocken 8 identische Drehachse D bewegt werden, sodass folglich die Festnocken 7.1, 7.2 und der Verstellnocken 8 konzentrisch bzw. koaxial hinsichtlich deren Drehachse D zueinander angeordnet sind. Des Weiteren weist der Verstellnocken 8 eine Freistellung 11 auf, innerhalb welchem der Übergangsbereich 7.4 des Grundbereiches 7.3 des Doppelamboss-Festnockens verläuft. Basierend auf der Freistellung 11 des Verstellnockens 8 ist eine Drehung des Verstellnockens 8 relativ zum Festnocken 7.1 bzw. 7.2 möglich. Vorteilhaft dient diese Freistellung 11 auch dazu die Innenwelle 2 in zumindest einem der Außenwellensegmente 3.1, 3.2 zu lagern.
Die Bewegung bzw. Drehbewegung des Verstellnockens 8 ist relativ zu den Festnocken 7.1 bzw. 7.2 und insbesondere die Verstellung des Nockenpaketes 4 ist vorteilhaft in den 6 und 7 aufgezeigt. So zeigt die 6 in einer perspektivischen Ansicht schematisch einen Aussschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 mit einem Nockenpaket 4 in einer ersten Positionierung, in welcher der Verstellnocken 8 keine Drehbewegung relativ zu dem Festnocken 7.1 bzw. 7.2 erfahren hat. Folglich weist das Nockenpaket 4 eine ebene Nockenkontur auf. Bei einer Drehbewegung der Innenwelle 2 relativ zu der Außenwelle bzw. den Außenwellensegmenten 3.1 bzw. 3.2 findet folglich eine Drehbewegung des Verstellnockens 8 relativ zu den Festnocken 7.1 bzw. 7.2 statt. Hierdurch erfährt das Nockenpaket 4 eine Abspreizung des Verstellnockens 8 relativ zu den Festnocken 7.1 bzw. 7.2, wie insbesondere in der 7 aufgezeigt. Basierend auf der Abspreizung wird folglich das Nockenprofil des gesamten Nockenpaketes 4, über welches ein Abgriffselement eine Einstellung bzw. Verstellung von Einlass- und/oder Auslassventilen steuert, verändert.
Vorteilhaft wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer verstellbaren Nockenwelle sowie auch mit der erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle eines Kraftfahrzeuges, vorteilhaft hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, eine Herstellung bzw. Fertigung und Montage einer verstellbaren Nockenwelle in einfacher und kostengünstiger Weise ermöglicht. Ein Anordnen eines Verbindungselementes, wie beispielsweise bei einem Verstiften, zum Verbinden der Innenwelle mit dem Verstellnocken ist folglich vorteilhaft nicht mehr erforderlich. Zudem ist vorteilhaft zu erwähnen, dass mittels dem erfindungsgemäßen Verfahrens eine Herstellung bzw. Montage der verstellbaren Nockenwelle in einer einzigen Anlage ermöglicht wird, wobei die einzelnen Elemente, sprich die Innenwelle sowie die Außenwellensegmente, das Nockenpaket mit den Festnocken und dem Verstellnocken in einer gemeinsamen Anlage montiert werden können. Dies verhindert vorteilhaft den zeit- und kostenaufwändigen Transport von Halbzeugen und vermeidet Beschädigungen von halbmontierten bzw. vormontierten Nockenwellen. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch geschliffene Nocken und insbesondere geschliffene Festnocken bzw. geschliffene Verstellnocken verbaut werden können.
Bezugszeichenliste

1: Nockenwelle
2: Innenwelle
3.1: erstes Außenwellensegment
3.2: zweites Außenwellensegment
4.1: erstes Nockenpaket
4.2: zweites Nockenpaket
4: Nockenpaket
7.1: erster Festnocken
7.2: zweiter Festnocken
7.3: Grundbereich
7.4: Übergangsbereich
8: Verstellnocken
9: Begrenzungselement
10: Einfuhrbereich
11: Freistellung
12: distales Ende/distaler Mantelflächenbereich
20: Oberflächenmodifikation/Materialaufwerfung
21: Anordnungsabschnitt
30: strukturierte Oberfläche des Festnockens
31: strukturierte Oberfläche des Verstellnockens
B_F: Durchgangsbohrung der Festnocke
B_V: Durchgangsbohrung der Verstellnocke
D: Drehachse
Da: Außendurchmesser distaler Mantelflächenbereich
Db: Außendurchmesser der verbliebenen Mantelfläche
P: Pfeilrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 197575404 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer verstellbaren Nockenwelle (1) eines Kraftfahrzeuges, wobei die Nockenwelle (1) wenigstens einen an zumindest einem Außenwellensegment (3.1, 3.2) verdrehfest angeordneten Festnocken (7.1, 7.2) und wenigstens einen an einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes (3.1, 3.2) erstreckenden Innenwelle (2) verdrehfest angeordneten Verstellnocken (8) aufweist, aufweisend zumindest die folgenden Schritte: – Anordnen eines Außenwellensegmentes (3.1, 3.2) auf der Innenwelle (2); – Erzeugen einer Oberflächenmodifikation (20) auf einer Oberfläche der Innenwelle (2) zur Erzeugung zumindest eines Anordnungsabschnittes (21), – Anordnen des Festnockens (7.1, 7.2) auf wenigstens einem Abschnitt des Außenwellensegmentes (3.2, 3.2) und – Anordnen des Verstellnockens (8) auf dem Anordnungsabschnitt (21) der Innenwelle (2).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenmodifikation (20) mittels einer Materialaufwerfung erzeugt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaufwerfung mittels Rollieren erzeugt wird.
Verfahren gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Festnocken (7.1, 7.2) benachbart zu dem Verstellnocken (8) und ein weiteres Außenwellensegment (3.1, 3.2) benachbart zu dem weiteren Festnocken (7.1, 7.2) auf der Innenwelle (2) angeordnet werden, wobei der weitere Festnocken (7.1, 7.2) an dem weiteren Außenwellensegment (3.1, 3.2) angeordnet wird.
Verfahren gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Festnocken (8) zumindest kraftschlüssig oder formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Außenwellensegment (3.1, 3.2) verbunden wird.
Verstellbare Nockenwelle (1) eines Kraftfahrzeuges, welche wenigstens einen an einem Außenwellensegment (3.1, 3.2) verdrehfest angeordneten Festnocken (7.1, 7.2) und wenigstens einen an einer sich konzentrisch innerhalb des Außenwellensegmentes (3.1, 3.2) erstreckenden Innenwelle (2) verdrehfest angeordneten Verstellnocken (8) aufweist, wobei der Verstellnocken (8) wenigstens kraftschlüssig mit einem sich zumindest abschnittsweise entlang der Innenwelle (2) erstreckenden Anordnungsabschnitt (21) der Innenwelle (2) verbunden ist, wobei der Anordnungsabschnitt (21) eine Oberflächenmodifikation (20) der Oberfläche der Innenwelle (2) aufweist.
Verstellbare Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellnocken (8) zwischen zwei Festnocken (7.1, 7.2) platziert ist, welche als einzelne Festnockenelemente oder als ein gemeinsames Festnockenelement in Doppelambossbauweise ausgestaltet sind.
Verstellbare Nockenwelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (1) wenigstens zwei Außenwellensegmente (3.1, 3.2) aufweist, an welchen jeweils ein Festnocken (7.1, 7.2) verdrehfest angeordnet ist.
Verstellbare Nockenwelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenwellensegment (3.1, 3.2) wenigstens einen distalen Mantelflächenbereich (12) aufweist dessen Außendurchmesser (Da) zumindest abschnittsweise kleiner dimensioniert ist, als ein Außendurchmesser (Db) der verbliebenen Mantelfläche.
Verstellbare Nockenwelle (1) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellnocke (8) und die Festnocke (7.1, 7.2) konzentrisch zueinander angeordnet sind, und dass die Durchgangsbohrung (BF) der Festnocke (7.1, 7.2) größer dimensioniert ist, als die Durchgangsbohrung (BV) der Verstellnocke (8).