DE102015212691B4 - Nockenwelle mit Rastelement sowie Verfahren zur Montage einer Nockenwelle - Google Patents

Nockenwelle mit Rastelement sowie Verfahren zur Montage einer Nockenwelle Download PDF

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Abstract

Nockenwelle (1) aufweisendeine strukturierte Welle (2) mit einer in einer äußeren Umfangsfläche der Welle (2) ausgebildeten ersten Vertiefung (11) und einer in der äußeren Umfangsfläche der Welle (2) ausgebildeten zweiten Vertiefung (12), wobei die zweite Vertiefung (12) entlang einer Wellenlängsachse (L) der Welle (2) beabstandet zur ersten Vertiefung (11) ausgebildet ist,zumindest ein entlang der Wellenlängsachse (L) verschiebbar angeordnetes und mit der Welle (2) drehmomentübertragend verbundenes Nockenpaket (4, 5) aufweisend zumindest zwei Nockenelemente (4.1, 4.2, 5.1, 5.2),sowie ein sich in Umfangsrichtung der Welle (2) zumindest abschnittsweise um die Welle (2) erstreckendes Rastelement (6) zum Arretieren des Nockenpaketes (4, 5) in einer definierten Position entlang der Wellenlängsachse (L), wobei das Rastelement (6) wenigstens einen Eingriffsschenkel (61, 62) zum Eingreifen zumindest in die erste Vertiefung (11) oder zweite Vertiefung (12) aufweist, wobei die Nockenwelle (1) ein Halteelement (7) wenigstens zum Positionieren des Rastelementes (6) relativ zur Welle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) wenigstens eine Aussparung (7.2) zum Durchlass des wenigstens einen Eingriffsschenkels (61, 62) des Rastelementes (6) aufweist, derart, dass sich der wenigstens eine Eingriffsschenkel (61, 62) zum Eingreifen in die erste Vertiefung (11) oder zweite Vertiefung (12) durch die wenigstens eine Aussparung (7.2) hindurch in Richtung der Welle (2) erstreckt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle mit einer strukturierten Welle sowie einem Nockenpaket und einem Rastelement zum Arretieren des Nockenpaketes. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Nockenwelle.
  • Grundlegend ist es das Ziel beispielsweise bei der Verbrennungsmotorenentwicklung bedarfsgerecht eine Variabilität im Verbrennungsmotor zu integrieren, um diesen an die unterschiedlichen Lastzustände in Berücksichtigung der Motoreneffizienz anpassen zu können. Insbesondere unter dem Aspekt, dass die von dem Verbrennungsmotor erzeugten CO2 - Grenzwerte beispielsweise auf Verlangen des Gesetzgebers bis ins Jahr 2020 auf 95 g/km zu reduzieren sind, ist eine entsprechende Variabilität in den Verbrennungsmotoren erforderlich. Diese Variabilität soll zudem mit möglichst geringem technischem Aufwand sowie auch mit einem geringen Kostenaufwand realisiert werden. Demnach ist es des Weiteren grundlegend bekannt, dass zur Ermöglichung der benannten Variabilität in den Verbrennungsmotoren Nockenwellen im Zylinderkopf mit verschiebbaren Nockenelementen zur Anwendung gelangen. Die axiale Verschiebung der Nockenelemente erfolgt auf Grundlage eines radial in eine umlaufende Spiralnut eintauchenden Stiftes, beispielsweise eines Aktuatorpins. Nach erfolgter Verschiebung des Nockenelementes bzw. der Nockenelemente ist es erforderlich, das verschobene Nockenelement in Position zu halten. Dies erfolgt in bekannter Weise über eine Rastierung, welche mittels Druckfeder und Rastkugel sowie einer umlaufenden Nut realisiert wird.
  • Eine entsprechende Rastierung ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift DE 10 2004 011 586 A1 gezeigt. Für die Ermöglichung der Rastierung weist die Innenseite des Nockenträgers zwei zueinander parallele, axial beabstandete, den gesamten Innenumfang des Nockenträgers umlaufende Rastrillen auf. In der Nockenwelle ist in einer in radialer Richtung ausgebildeten Sacklochbohrung eine Arretierungskugel gelagert. Die Arretierungskugel ist über einer Spiraldruckfeder, welche sich mit ihrem einen Ende in dem als Gegenlager ausgebildeten Boden der Sacklochbohrung abstützt und welche sich mit dem anderen Ende an der Kugel abstützt, derart vorgespannt, dass die Arretierungskugel sich radial nach außen gegen die radiale Innenfläche des Nockenträgers vorspannt und an dieser anliegt.
  • Als nachteilig bei einer derartigen Rastierung mittels Feder, Kugel und Nut ist anzumerken, dass das Feder-Kugel-Element quer zur Wellenachse in der Welle montiert ist und folglich in der bereits schon im Durchmesser geringen Welle zusätzlich eine Querbohrung mit beispielsweise einer Größe von ca. 6.0 mm Durchmesser vorliegen muss. Hinsichtlich der Torsions- und Biegesteifigkeit sowie auch hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit ist ein derartiges Einbringen einer Querbohrung in Wellen mit kleinem Durchmesser maßgeblich von Nachteil.
  • Weitere Nockenwellen sind beispielsweise aus der DE 10 2014 116 195 A1 , sowie DE 10 2012 209 535 A1 bekannt geworden
  • Eine Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist ferner aus der DE 10 2013 114 021 A1 bekannt geworden.
  • Aus der Schaltelemente ist eine verstellbare Nockenwelle für eine Brennkraftmaschine mit einer sich in Richtung einer Rotationsachse erstreckenden Trägerwelle bekannt geworden, wobei auf der Trägerwelle wenigstens ein Nockenpaket aufweisend wenigstens ein Nockenelement in Richtung der Rotationsachse verschieblich aufgenommen ist. Ferner wird hier die Anbringung eines Rastelements von außen beschrieben.
  • Wenngleich hier bereits montagefreundliche Nockenwellen vorgeschlagen werden, so besteht dennoch Verbesserungsbedarf in dieser Richtung.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Nockenwelle zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Nockenwelle und ein Montageverfahren einer Nockenwelle zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Rastierung des Nockenwellenelementes bzw. des Nockenschiebeelementes ermöglichen ohne nachteilig auf die Steifigkeit und Festigkeit der Welle und insbesondere der gesamten Nockenwelle einzuwirken.
  • Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Nockenwelle mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Montage einer Nockenwelle mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Nockenwelle beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Zudem kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die erfindungsgemäße Nockenwelle hergestellt bzw. montiert werden.
  • Die erfindungsgemäße Nockenwelle weist eine strukturierte Welle mit einer in einer äußeren Umfangsfläche der Welle ausgebildeten ersten Vertiefung und einer in der äußeren Umfangsfläche der Welle ausgebildeten zweiten Vertiefung, wobei die zweite Vertiefung entlang einer Wellenlängsachse der Welle beabstandet zur ersten Vertiefung ausgebildet ist, auf. Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Nockenwelle zumindest ein entlang der Wellenlängsachse verschiebbar angeordnetes und mit der Welle Drehmoment übertragend verbundenes Nockenpaket, aufweisend zumindest zwei Nockenelemente auf, sowie ein sich in Umfangsrichtung der Welle zumindest abschnittsweise um die Welle erstreckendes Rastelement zum Arretieren des Nockenpaketes in einer definierten Position entlang der Wellenlängsachse auf.
  • Die strukturierte Welle ist vorteilhaft eine in Wellenlängsrichtung bzw. in axialer Richtung gezahnte Welle, welche als Vollwelle oder auch als Hohlwelle mit einer Durchgangsbohrung ausgestaltet ist und vorteilhaft eine Außenverzahnung, insbesondere eine Außenlängsverzahnung aufweist. Vorteilhaft erstreckt sich die Welle durch eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung des wenigstens einen Nockenpakets, sodass das Nockenpaket selbst entlang der Welle, insbesondere in Wellenlängsrichtung verschiebbar ist. So ist es denkbar, dass das Nockenpaket im Bereiche der Durchgangsbohrung eine Struktur, insbesondere eine in Längsrichtung ausgebildete gezahnte Struktur aufweist, welche mit der Struktur der Welle, insbesondere der Außenverzahnung der Welle wechselwirkt.
  • Vorteilhaft sind die erste Vertiefung sowie auch die zweite Vertiefung geometrisch identisch, zumindest jedoch zueinander vergleichbar ausgestaltet. Demnach ist es denkbar, dass die erste Vertiefung sowie auch die zweite Vertiefung zueinander unterschiedliche geometrische Ausgestaltungen aufweisen. Vorteilhaft sind die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung in axialer Richtung, das bedeutet entlang der Wellenlängsachse in Wellenlängsrichtung der Welle betrachtet, beabstandet zueinander ausgebildet, und folglich um das Maß des Nockenelementes des Nockenpaketes beabstandet. Das Nockenelementabstandsmaß beträgt beispielsweise 7 bis 8 mm, sodass die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung folglich einen axialen Abstand von beispielsweise 7 bis 8 mm aufweisen. Vorteilhaft erstrecken sich die erste Vertiefung und/oder die zweite Vertiefung, beispielsweise in Gestalt einer Nut zumindest teilumfänglich, besonders vorteilhaft vollumfänglich in Umfangrichtung der Welle um diese Welle herum. Demnach ist es denkbar, dass die Vertiefungen jeweils eine unendliche oder endliche Umfangsnut bilden. Es ist zudem denkbar, dass mehr als zwei Vertiefungen, insbesondere drei oder mehr Vertiefungen axial beabstandet zueinander angeordnet bzw. ausgebildet sind. Die Anzahl der Vertiefungen entspricht vorteilhaft der Anzahl der Nockenelemente pro Nockenpaket. Das Nockenpaket der Nockenwelle weist vorteilhaft zumindest zwei Nockenelemente zum Einstellen des Ventilhubes der Brennkraftmaschine auf. Hierbei verursacht jedes Nockenelement vorteilhaft einen anderen Ventilhub, sodass beispielsweise auch eines der Nockenelemente als Nullhub-Nockenelement vorliegt. Es ist zudem auch denkbar, dass mehr als zwei Nockenelemente, insbesondere drei oder mehr Nockenelemente in axialer Richtung betrachtet nebeneinander angeordnet sind und folglich ein Nockenpaket bilden.
  • Das Rastelement erstreckt sich erfindungsgemäß in Umfangsrichtung der Welle zumindest abschnittsweise um diese Welle herum und ermöglicht nach einer Verstellung bzw. Verschiebung des Nockenpaketes entlang der Wellenlängsachse in Wellenlängsachsenrichtung der Welle ein Arretieren dieses Nockenpaketes, insbesondere ein Festhalten des Nockenpaketes in einer vorbestimmten Position auf der Welle. Hierfür greift das Rastelement folglich in eine der Vertiefungen, sprich in die erste oder auch die zweite Vertiefung zumindest abschnittsweise ein. Das bedeutet, dass bei einem Verschieben des Nockenpaketes entlang der Wellenlängsachse das Rastelement aus beispielsweise der ersten Vertiefung in die zweite Vertiefung oder aus der zweiten Vertiefung in die erste Vertiefung verschoben bzw. bewegt wird. Vorteilhaft ist folglich ein grundlegend bekanntes Einbringen einer Bohrung, insbesondere einer Durchgangsbohrung in die strukturierte Welle zur Integration eines Rastelementes innerhalb der Welle nicht mehr erforderlich, sodass auch die Dauerhaltbarkeit bzw. die Dauerfestigkeit der Welle und folglich auch die Torsions- und Biegesteifigkeit der Welle in hinreichendem Maße gegeben ist.
  • Es ist des Weiteren denkbar, dass die strukturierte Welle eine dritte Vertiefung aufweist, welche in der äußeren Umfangsfläche der Welle in Umfangsrichtung der Welle der ersten Vertiefung gegenüberliegend ausgebildet ist. Die dritte Vertiefung weist hierbei vorteilhaft eine geometrisch identische, zumindest jedoch eine geometrisch vergleichbare Ausgestaltung zur ersten Vertiefung auf. Vorteilhaft erstrecken sich die erste Vertiefung und die dritte Vertiefung folglich in zueinander gegenüberliegenden Bereichen der Umfangsfläche der Welle. Dies bedeutet, dass die dritte Vertiefung beispielsweise in einem Winkel von ca. 180° zur ersten Vertiefung in der Umfangsfläche der Welle ausgebildet ist. Es sind jedoch auch andere Winkel von kleiner oder auch größer 180° möglich, sodass die Vertiefungen in Berücksichtigung der Ausgestaltung des Rastelementes und der Ermöglichung des Eingreifen des Rastelementes in die Vertiefungen in einer beliebigen Winkelposition in Umfangsrichtung um die Welle betrachtet relativ zueinander ausgebildet sein können.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass die strukturierte Welle eine vierte Vertiefung aufweist, welche in der äußeren Umfangsfläche der Welle in Umfangsrichtung der Welle der zweiten Vertiefung gegenüberliegend ausgebildet ist. Vorteilhaft ist die vierte Vertiefung geometrisch identisch, zumindest jedoch geometrisch vergleichbar zu der zweiten Vertiefung ausgestaltet. Die vierte Vertiefung und die zweite Vertiefung erstrecken sich folglich in gegenüberliegenden Bereichen der Umfangsfläche der Welle relativ zueinander, sodass beispielsweise die vierte Vertiefung in einem Winkel von 180° zur zweiten Vertiefung, in Umfangsrichtung der Welle betrachtet, ausgebildet ist. Auch hinsichtlich der relativen Anordnung der vierten Vertiefung zur zweiten Vertiefung ist es möglich, dass diese in Berücksichtigung der Ausgestaltung des Rastelementes in Umfangsrichtung der Welle betrachtet in deren Umfangsfläche beliebig zueinander angeordnet bzw. ausgebildet sind.
  • Es ist zudem denkbar, dass sich wenigstens eine der Vertiefungen, insbesondere alle Vertiefungen zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der Welle als Nut erstrecken. Demzufolge ist zumindest eine der Vertiefungen als eine längliche Vertiefung ausgestaltet, deren sich in Umfangsrichtung der Welle erstreckenden Länge größer dimensioniert ist, als die sich in axialer Richtung d.h. entlang der Längsachse der Welle erstreckenden Breite.
  • Es ist des Weiteren denkbar, dass mehr als vier Vertiefungen, insbesondere sechs oder acht Vertiefungen oder mehr ausgebildet sind. Hierbei entspricht die Gesamtanzahl der Vertiefungen, bei Vorliegen von endlichen Vertiefungen, insbesondere endlichen sich lediglich abschnittsweise in Umfangsrichtung um die Welle erstreckenden Vertiefungen bzw. Nuten beispielsweise der doppelten Anzahl der Anzahl der Nockenelemente pro Nockenpaket.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass das Rastelement ein Federelement, insbesondere ein ringförmiges Federelement ist. Vorteilhaft ist folglich das Rastelement ein nicht vollständig geschlossenes Ringfederelement, sodass zwischen den Schenkeln des Rastelementes bzw. des Federelementes eine Öffnung bzw. Abstand verbleibt. Vorteilhaft weist das als ringförmiges Federelement ausgebildete Rastelement lediglich eine Federwindung auf. Eine elastische Deformierung der Schenkel des (Ring)Federelementes ist beispielsweise durch ein Auseinanderbewegen der einzelnen Schenkel des Federelementes möglich. Vorteilhaft ist das Rastelement aus einem Federstahl, insbesondere einem Federrundstahl hergestellt.
  • Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Rastelement wenigstens einen Eingriffsschenkel zum Eingreifen zumindest in die erste Vertiefung oder in die zweite Vertiefung aufweist. Der Eingriffsschenkel weist vorteilhaft zumindest einen abschnittsweise geradlinig verlaufenden Eingriffsabschnitt auf, welcher vorteilhaft in Kontakt mit der ersten bzw. zweiten Vertiefung bringbar ist. Zusätzlich zu dem Eingriffsabschnitt weist der Eingriffsschenkel vorteilhaft einen Verbindungsabschnitt auf, welcher den Eingriffsabschnitt mit einem Rastelementkopf bzw. einem Federelementkopf des Rastelementes bzw. des Federelementes verbindet.
  • Es ist zudem möglich, dass das Rastelement zwei sich parallel zueinander erstreckende Eingriffsschenkel aufweist, wobei der eine der Eingriffsschenkel, insbesondere der erste Eingriffsschenkel, zumindest in die erste Vertiefung oder in die zweite Vertiefung und der andere der Eingriffsschenkel, insbesondere der zweite Eingriffsschenkel, zumindest in die dritte Vertiefung oder in die vierte Vertiefung einbringbar sind. Vorteilhaft sind die beiden Eingriffsschenkel geometrisch identisch zueinander ausgebildet und weisen folglich jeweils einen Eingriffsabschnitt und einen Verbindungsabschnitt auf. Vorteilhaft werden die Eingriffsschenkel im Bereich des Rastelementkopfes bzw. des Federelementkopfes des Rastelementes bzw. Federelementes miteinander zu einem entsprechenden Rastelement bzw. Federelement verbunden. Die Eingriffsschenkel bilden zusammen mit dem Rastelementkopf bzw. Federelementkopf das kreisförmig bzw. ringförmig ausgebildete Rastelement bzw. Federelement.
  • Es ist des Weiteren möglich, dass das Rastelement wenigstens einen Positionierungsabschnitt zum Positionieren des Rastelementes zumindest relativ zur ersten Vertiefung aufweist. Vorteilhaft ist der Positionierungsabschnitt im Bereich des Rastelementkopfes ausgebildet. Der Positionierungsabschnitt ist beispielsweise als Materialverformung, Auskragung oder einer entsprechenden Materialgestaltung ausgebildet, welche sich zumindest abschnittsweise zwischen die Eingriffsschenkel erstreckt. Der Positionierungsabschnitt ist demzufolge beispielsweise U-förmig oder W-förmig ausgestaltet. Der Positionierungsabschnitt ermöglicht vorteilhaft eine positionsgenaue Anordnung des Rastelementes auf der Welle, wobei die Anordnung direkt oder auch indirekt über ein entsprechendes zusätzliches Mittel erfolgen kann. Aufgrund der positionsgenauen Anordnung des Rastelementes auf der Welle ist es möglich zumindest einen Eingriffsschenkel in eine der Vertiefungen, insbesondere in die erste Vertiefung oder zweite Vertiefung einzubringen. Zudem verhindert der Positionierungsabschnitt auch eine ungewollte Bewegung bzw. Verschiebung des Rastelementes relativ zur Welle während beispielsweise des Verschiebevorgangs des Nockenpaketes entlang der Wellenachse in Wellenlängsachsenrichtung.
  • Es ist zudem erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Nockenwelle ein Halteelement, insbesondere ein hülsenförmiges Halteelement, wenigstens zum Positionieren des Rastelementes relativ zur Welle, aufweist. Das Halteelement ist vorteilhaft eine Hohlwelle, eine Hülse oder ein rohr- oder ringförmiges Element. Vorteilhaft liegt das Halteelement als separates Bauteil vor, welches auf die Welle aufschiebbar ist. Das Halteelement dient vorteilhaft ebenfalls zur Positionierung des Nockenpaketes und/oder eines Schiebeelementes auf der Welle. Hierfür erstreckt sich das Halteelement vorteilhaft durch entsprechende Durchgangsbohrungen des Nockenpaketes bzw. des Schiebeelementes hindurch, wobei zur drehfesten Anordnung das Nockenpaket bzw. Schiebeelement auf dem Halteelement aufgepresst ist/sind. Vorteilhaft weist das Haltemittel mindestens ein und vorteilhaft mehr als ein, sondern zwei Anschlagsmittel auf, welche ein Aufschieben des Nockenpaketes und/oder des Schiebeelementes auf eine definierte Position begrenzen und folglich eine definierte Positionierung des Nockenpaketes bzw. Schiebeelementes auf dem Halteelement ermöglichen. Vorteilhaft weist das Halteelement eine Durchgangsbohrung auf, durch welche sich hindurch die strukturierte Welle erstreckt. Vorteilhaft weist die Durchgangsbohrung eine Innenstruktur, insbesondere eine Innenverzahnung, insbesondere Innenlängsverzahnung auf, welche geometrisch komplementär zur Struktur der Welle bzw. Außenverzahnung der Welle ausgebildet ist, um ein Eingreifen der Innenstruktur des Halteelementes mit der Außenstruktur der Welle zu ermöglichen. Vorteilhaft wird folglich eine Drehmomentübertragung zwischen der Welle und dem Halteelement über die Außenstruktur der Welle zur Innenstruktur des Halteelementes ermöglicht, während gleichzeitig ein Verschieben des Halteelementes entlang der Wellenlängsachse in Wellenlängsachsenrichtung möglich ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Nockenpaket selbst und/oder auch das Schiebeelement selbst direkt auf der Innenwelle anordenbar sind, sodass das Halteelement selbst als zusätzliches Bauteil lediglich zum Positionieren bzw. Halten des Rastelementes dient. Es ist des Weiteren denkbar, dass das Halteelement eine Ausprägung des Nockenpaketes selbst, wie beispielsweise einen Kragen oder einen Vorsprung darstellt oder auch ein Bestandteil des Schiebeelementes bzw. einer Schaltkulisse ist.
  • Es ist des Weiteren möglich, dass das Halteelement zumindest eine Ausnehmung zum Anordnen des Positionierungsabschnittes des Rastelementes aufweist. Der Positionierungsabschnitt des Rastelementes greift folglich zumindest abschnittsweise in die Ausnehmung des Halteelementes ein und verhindert damit eine ungewollte Bewegung des Rastelementes relativ zur Welle in radialer sowie auch in axialer Richtung.
  • Es ist ferner erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Halteelement wenigstens eine Aussparung zum Durchlass des wenigstens einen Eingriffsschenkels des Rastelementes aufweist. Demzufolge ermöglicht die Aussparung das Eingreifen des Eingriffsschenkels in die erste Vertiefung bzw. zweite Vertiefung der Welle, indem der Eingriffsschenkel sich durch die Aussparung hindurch in Richtung der Welle erstreckt. Vorteilhaft ist die Aussparung des Halteelementes kongruent, das bedeutet in Überdeckung zur Vertiefung, insbesondere zur ersten Vertiefung bzw. zur zweiten Vertiefung ausrichtbar. Die Aussparung selbst ist vorteilhaft in geometrischer Gestalt eines Loches oder einer Bohrung, insbesondere eines Langloches oder einer Langlochbohrung, oder einer Durchgangsfräsung bzw. Durchgangsnut ausgestaltet. Das bedeutet, dass die Aussparung die Wandung des Halteelementes, insbesondere die Materialdicke der Wandung des Halteelementes derart vollständig durchdringt bzw. durchbricht, dass das Rastelement, insbesondere zumindest ein Abschnitt des Rastelementes sich durch diese Aussparung ausgehend von der äußeren Oberfläche des Haltelementes bis hin zu der inneren Oberfläche des Halteelementes erstreckt.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Nockenwelle ein Schiebeelement aufweisend zumindest eine Führungsnut zum Aufnehmen eines Pins, insbesondere eines Aktuatorpins aufweist, um ein Verschieben des wenigstens einen Nockenpaketes entlang der Wellenlängsachse auszulösen. Das Schiebeelement, welches auch als Schaltkulisse bezeichnet wird, weist folglich eine in Umfangsrichtung umlaufende Führungsnut auf, welche beispielsweise Y-förmig, W-förmig, S-förmig oder auch Doppel-S-förmig ausgestaltet ist. Es ist zudem denkbar, dass das Schiebeelement mehr als eine Führungsnut, insbesondere zwei oder mehr Führungsnuten aufweist. Bei einem Eingreifen des Pins, insbesondere des Aktuatorpins in die Führungsnut bei gleichzeitiger Drehung der Welle um deren Wellenlängsachse erfolgt aufgrund der Form der Führungsnut ein Verschieben des Schiebeelementes entlang der Wellenlängsachse. Dabei versetzt das Schiebeelement das Nockenpaket in Bewegung, ebenfalls entlang der Wellenlängsachse, sodass das Nockenpaket selbst verschoben wird und ein mit dem Nockenpaket, insbesondere den Nockenelementen des Nockenpaketes wechselwirkender Hebel, wie beispielsweise ein Rollenschlepphebel von einem Nockenelement zum anderen Nockenelement wechselt.
  • Es ist des Weiteren ein Verfahren zur Montage einer Nockenwelle der oben genannten Art beansprucht, welches zumindest die folgenden Schritte aufweist:
    • - Aufschieben eines Nockenpaketes auf die Welle und Positionieren des Nockenpaketes auf zumindest einer ersten Position entlang der Wellenlängsachse, und
    • - radiales Aufsetzen des Rastelementes auf die Welle derart, dass der zumindest eine Eingriffsschenkel des Rastelementes in zumindest die erste Vertiefung oder die zweite Vertiefung zumindest abschnittsweise eingreift. Demzufolge ist es denkbar, dass das Rastelement entweder auf einen entsprechenden Abschnitt des Nockenpaketes, des Schiebeelementes oder auf ein spezielles Halteelement derart aufgeschoben wird, dass zumindest der eine Eingriffsschenkel des Rastelementes in Kontakt mit der ersten Vertiefung oder der zweiten Vertiefung der Welle bringbar ist. Es ist des Weiteren möglich, dass vor dem Aufbringen des Nockenpaketes das Halteelement selbst auf die Welle, insbesondere die strukturierte Welle aufgeschoben wird. Hierbei ist es zudem denkbar, dass das Nockenpaket oder auch mehr als ein Nockenpaket, insbesondere zwei Nockenpakete sowie auch das Schiebeelement bzw. die Schaltkulisse vorher auf dem Halteelement aufgeschoben bzw. aufgepresst werden, sodass das Halteelement zusammen mit dem Nockenpaket sowie dem Schiebeelement auf die strukturierte Welle aufgeschoben wird. Danach erfolgt vorteilhaft das radiale Aufsetzen des Rastelementes. Das bedeutet, dass das Rastelement aus radialer Richtung aufgebracht wird.
  • Bei dem beschriebenen Verfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu der Nockenwelle gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.
  • Eine erfindungsgemäße Nockenwelle wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
    • 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer ersten Position,
    • 2 in einer seitlichen Ansicht die in der 1 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
    • 3 in einer seitlichen Schnittdarstellung die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
    • 4 in einer frontalen Draufsicht die in den 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
    • 5 in einer Querschnittsdarstellung durch den Schnitt A - A die in den 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
    • 6 in einer perspektivischen Ansicht die in den 1 bis 5 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer zweiten Position,
    • 7 in einer seitlichen Schnittdarstellung die in der 6 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
    • 8 in einer perspektivischen Ansicht die in den 1 bis 7 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer dritten Position,
    • 9 in einer seitlichen Ansicht eine Ausführungsform einer strukturierten Welle mit Vertiefungen,
    • 10 in einer seitlichen Ansicht eine Vergrößerung des in der 9 markierten Ausschnittes V, und
    • 11 in einer seitlichen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer strukturierten Welle mit Vertiefungen.
  • Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 9 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • In der 1 ist in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 in einer ersten Position gezeigt. Die Nockenwelle 1 weist eine strukturierte Welle 2 auf, welche eine Struktur 3, insbesondere eine Verzahnung, vorteilhaft eine Längsverzahnung umfasst. Die Welle 2 erstreckt sich durch eine hier nicht gezeigte Durchgangsbohrung bzw. einen Durchlass eines (ersten) Nockenpaketes 4 sowie durch eine Durchgangsbohrung 5.3 bzw. einen Durchlass 5.3 eines weiteren (zweiten) Nockenpaketes 5 sowie durch eine hier nicht gezeigte Durchgangsbohrung bzw. einen Durchlass eines Schiebeelementes 8. Das (erste) Nockenpaket 4 weist ein erstes Nockenelement 4.1 sowie ein zweites Nockenelement 4.2 auf, während das weitere (zweite) Nockenpaket 5 ebenfalls ein erstes Nockenelement 5.1 sowie ein zweites Nockenelement 5.2 aufweist. Vorteilhaft sind das erste Nockenelement 4.1 des Nockenpaketes 4 sowie das erste Nockenelement 5.1 des weiteren Nockenpaketes 5 geometrisch vergleichbar zueinander ausgestaltet. Vergleichbares gilt auch hinsichtlich der Ausgestaltung des zweiten Nockenelements 4.2 des Nockenpaketes 4 und dem zweiten Nockenelement 5.2 des weiteren Nockenpaketes 5. Die beiden Nockenpakete 4 und 5 sowie das Schiebeelement 8 sind gemäß der Ausführungsform der 1 auf einem Halteelement 7 angeordnet, insbesondere aufgepresst. Das Halteelement 7 weist eine Durchgangsbohrung 7.3 bzw. einen Durchlass 7.3 auf, durch welche(n) hindurch sich die Welle 2 erstreckt. Das Halteelement 7 ist vorteilhaft in Form einer Hülse ausgestaltet und weist eine Ausnehmung 7.1 sowie zumindest eine Aussparung 7.2, vorteilhaft zwei Aussparungen 7.2 auf.
  • Des Weiteren ist in der 1 ein Rastelement 6 gezeigt, welches Abschnitte aufweist, die sich in die Ausnehmung 7.1 zumindest abschnittsweise hinein bzw. durch die Aussparung(en) 7.2 des Halteelementes 7 zumindest abschnittsweise hindurch erstrecken. Das Schiebeelement 8 weist zudem eine Führungsbahn 9 bzw. eine Führungsnut 9 auf, welche gemäß der in der 1 gezeigten Ausführungsform vorteilhaft Y - förmig ausgestaltet ist und sich in Umfangsrichtung um das Schiebeelement 8 herum erstreckt. Mit dem Bezugszeichen L ist die Wellenlängsachse der Nockenwelle 1 gekennzeichnet. Das Halteelement 7 weist zudem vorteilhaft wenigstens ein Anschlagsmittel 10, vorteilhaft zwei zueinander in Längsrichtung beabstandet ausgebildete Anschlagsmittel 10, zur Positionierung der Nockenpakete 4 bzw. 5 entlang der Wellenlängsachse L auf. Diese(s) Anschlagsmittel 10 ist/sind in der nachfolgenden 2 verdeutlicht.
  • In der 2 ist in einer seitlichen Ansicht die in der 1 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 gezeigt. In der 2 wird zudem die Formgebung und der Verlauf der Führungsbahn 9 des Schiebeelementes 8 verdeutlicht. Wie aus der 2 zu entnehmen ist, sind die einzelnen Elemente, sprich das (erste) Nockenpaket 4 sowie das weitere (zweite) Nockenpaket 5 sowie auch das Schiebeelement 8 entlang der Wellenlängsachse L der Welle 2 nebeneinander, das bedeutet einander nachfolgend, positioniert. Mittels einer Verschiebung des Schiebeelementes 8 bzw. der Schaltkulisse 8 entlang der Wellenlängsachse L ist eine Verschiebung der Nockenpakete 4 und 5 entlang der Wellenlängsachse L, das bedeutet in axialer Richtung, möglich. Aufgrund eines Eingreifens eines hier nicht gezeigten Pins beispielsweise eines Aktuators in die Führungsbahn 9 bzw. Führungsnut 9 des Schiebeelementes 8 und gleichzeitiger Drehung der Welle 2 um deren Wellenlängsachse L erfolgt eine Bewegung des Schiebeelementes 8 entlang der Wellenlängsachse L in axialer Richtung nach links oder auch nach rechts (bei Draufsicht auf die Bildebene), wodurch ebenfalls das Halteelement 7, welches vorteilhaft mit dem Schiebeelement 8 kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden ist, in axialer Richtung entlang der Wellenlängsachse L nach links oder auch rechts (bei Draufsicht auf die Bildebene) verschoben wird. Demzufolge werden auch die mit dem Halteelement 7 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbundenen Nockenpakete 4 bzw. 5 sowie das Rastelement 6, welches vorteilhaft in die Ausnehmung 7.1 bzw. in die Aussparung 7.2 des Halteelementes 7 eingreift bzw. diese durchgreift, entlang der Wellenlängsachse L in axialer Richtung nach links oder rechts (bei Draufsicht auf die Bildebene) verschoben. Bei einer Verschiebung des Rastelementes 6 entlang der Wellenlängsachse L erfolgt eine Bewegung des Rastelementes 6, insbesondere eines hier nicht verdeutlichten Eingriffsschenkels 61, 62 des Rastelementes 6 aus einer hier nicht gezeigten ersten Vertiefung der Welle 2 in eine in Wellenlängsrichtung L beabstandet angeordnete, hier nicht gezeigte, zweite Vertiefung der Welle 2. Diese Vertiefungen sind beispielsweise in der 9 schematisch dargestellt.
  • In der 3 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung die in den 1 und 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 dargestellt. Hierbei ist aufgezeigt, dass das Halteelement 7 als Hülsenelement sich entlang der Wellenlängsachse L der Welle 2 erstreckt und eine Durchgangsbohrung 7.3, vorteilhaft mit einer oder auch an beiden distalen Enden der Hülse ausgebildeten Einführschrägen, aufweist, durch welche sich die Welle 2 hindurch erstreckt. Vorteilhaft weist das Halteelement 7 eine Innenstruktur bzw. Innenverzahnung (hier nicht gezeigt) auf, welche mit der Struktur 3 bzw. der Außenverzahnung 3 der Welle 2 derart wechselwirkt, dass ein Drehmoment ausgehend von der Welle 2 auf das Halteelement 7 übertragbar ist. Gleichzeitig wird eine axiale Verschiebung des Halteelementes 7 und der mit dem Halteelement 7 formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbundenen Elemente, wie dem Nockenpaket 4 bzw. dem weiteren Nockenpaket 5 und/oder dem Schiebeelement 8 ermöglicht. Wie in der 3 dargestellt, erstreckt sich ein Abschnitt des Rastelementes 6 in die Ausnehmung 7.1 des Halteelementes 7 zumindest abschnittsweise hinein, wodurch das Rastelement 6 in einer definierten Position relativ zum Halteelement 7 sowie demzufolge relativ zu den mit dem Haltelement 7 verbundenen Elementen 4, 5 oder 8 und/oder relativ zur Welle 2 positioniert ist.
  • In der 4 ist in einer frontalen Draufsicht F (vgl. hierzu auch 2) die in den 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 gezeigt. In dieser Draufsicht wird verdeutlicht, dass das Rastelement 6 vorteilhaft zumindest einen Abschnitt aufweist, welcher in die Ausnehmung 7.1 des Halteelementes 7 eingreift, um das Rastelement 7 in Position zu halten, sowie wenigstens zwei Abschnitte aufweist, welche derart in die Aussparung 7.2 des Halteelementes 7 eingreifen bzw. diese durchgreifen bzw. durchdringen, dass diese Abschnitte mit der Welle 2, insbesondere mit den hier nicht gezeigten Vertiefungen der Welle 2 wechselwirken. Zur Verdeutlichung der Ausgestaltung des Rastelementes 6 wird auf die nachfolgende 5 verwiesen.
  • In der 5 ist in einer Schnittdarstellung A - A ein Ausschnitt der in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 gezeigt. Wie in der 5 ersichtlich ist, weist das Rastelement 6 einen ersten Eingriffsschenkel 61 sowie einen zweiten Eingriffsschenkel 62 und einen Rastelementkopf 63 auf. Der erste Eingriffsschenkel 61 bzw. der zweite Eingriffsschenkel 62 weisen jeweils einen Eingriffsabschnitt 61.1 bzw. 62.1 auf, mittels welchen das Rastelement 6 in die entsprechenden Vertiefungen der Welle 2 eingreifen kann. Des Weiteren weisen die Eingriffsschenkel 61 bzw. 62 jeweils einen Verbindungsabschnitt 61.2 bzw. 62.2 auf, welcher den Eingriffsabschnitt 61.1 bzw. 62.1 mit dem Rastelementkopf 63 verbindet. Der Rastelementkopf 63 weist vorteilhaft einen Positionierabschnitt 63.1 auf, welcher, wie in der Ausführungsform der 5 aufgezeigt, U-förmig ausgestaltet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Positionierabschnitt 63.1 W-förmig oder eine dazu abweichende Gestalt aufweist. Der Positionierabschnitt 63.1 dient vorteilhaft dazu derart in die Ausnehmung 7.1 des Halteelementes 7 einzugreifen, dass das Rastelement 6 in einer definierten Position relativ zum Halteelement 7 und/oder zur Welle 2 gehalten ist.
  • Die in der 5 gezeigte Ausführungsform des Halteelementes 6 weist vorteilhaft Endabschnitte 61.3 bzw. 62.3 auf, welche sich an einem distalen Ende des Eingriffsabschnittes 61.1 bzw. 62.1 erstrecken, welches dem distalen Abschnitt des Eingriffsabschnittes 61.1 bzw. 62.1 gegenüberliegt, an welchem sich der Verbindungsabschnitt 61.2 bzw. 62.2 erstreckt. Die Endabschnitte 61.3 bzw. 62.3 weisen vorteilhaft Einführabschnitte 61.4 bzw. 62.4 für ein leichteres Aufsetzen des Rastelementes 6 auf die Welle 2 bzw. auf das Halteelement 7 auf und dienen vorteilhaft dazu ein ungewolltes Lösen des Rastelementes 6 von der Welle 2 bzw. dem Halteelement 7 zu verhindern. Vorteilhaft sind die Endabschnitte 61.3 bzw. 62.3 derart geometrisch geformt, dass diese sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung um das Halteelement 7 herum erstrecken und zumindest abschnittsweise an dessen äußerer Umfangsfläche anliegen.
  • In der 6 ist in einer perspektivischen Ansicht die in den 1 bis 5 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 in einer zweiten Position gezeigt. Hierbei ist die Nockenwelle 1 um deren Wellenlängsachse L um ca. 90° (nach recht bei Draufsicht auf die Bildebene) gedreht, sodass folglich die Aussparung 7.2 bzw. eine der vorteilhaft zwei Aussparungen 7.2 sichtbar ist, durch welche sich hindurch zumindest ein Abschnitt des Rastelementes 6, insbesondere ein Eingriffsabschnitt 62. 1 des Eingriffsschenkel 62 erstreckt. Vorteilhaft ist folglich der Eingriffsabschnitt 61.1 bzw. 62.1 des Eingriffsschenkels 61 bzw. 62 im Bereich der inneren Umfangswandung (hier nicht gezeigt) des Halteelementes 7 angeordnet, während die anderen Bereiche des Rastelementes 6, insbesondere der Rastelementkopf 63 sowie die Verbindungsabschnitte 61.2 bzw. 62.2 und/oder die Endabschnitte 61.3 bzw. 62.3, wie auch die Einführabschnitte 61.4 bzw. 62.4 sich an der äußeren Umfangsfläche des Halteelementes 7 erstrecken. Vergleichbar zum Eingriffsabschnitt 61.1 bzw. 62.1 der Eingriffsschenkel 61 bzw. 62 des Rastelementes 6 erstreckt sich ebenfalls der Positionierabschnitt 63.1 des Rastelementkopfes 63 des Rastelementes 6 ausgehend von der äußeren Umfangsfläche des Halteelementes 7 durch die Ausnehmung 7.1 in Richtung der inneren Umfangsfläche des Halteelementes 7.
  • In der 7 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung die in der 6 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 in der zweiten Position gezeigt. Hierbei werden insbesondere die Ausprägungen bzw. Ausgestaltungen der Aussparungen 7.2 des Halteelementes 7 verdeutlicht.
  • In der 8 ist in einer perspektivischen Ansicht die in den 1 bis 7 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 1 in einer dritten Position gezeigt. Die dritte Position ist dabei verursacht durch eine Drehung der Nockenwelle 1 um deren Wellenlängsachse L um ca. 180° zur ersten Position bzw. 90° zur zweiten Position (nach rechts bei Draufsicht auf die Bildebene). In der 8 wird folglich das Umgreifen bzw. das abschnittsweise Umgreifen des Endabschnitts 61.3 bzw. 62.3 des Rastelementes 6 um das Halteelement 7 veranschaulicht. Mittels eines entsprechenden Umgreifens wird vorteilhaft ein ungewolltes Lösen des Rastelementes 6 vom Halteelement 7 verhindert.
  • In der 9 ist in einer seitlichen Ansicht eine Ausführungsform einer strukturierten Welle 2 gezeigt. Die strukturierte Welle 2 weist eine Struktur 3, insbesondere eine sich entlang der Wellenlängsachse L erstreckende Struktur 3 bzw. Längsstruktur auf. Diese Struktur 3 ist vorteilhaft in Gestalt einer Verzahnung, insbesondere einer sich entlang der Wellenlängsachse L erstreckenden Längsverzahnung aufweisend eine Mehrzahl an sich ebenfalls entlang der Wellenlängsachse L erstreckenden Zähne ausgebildet. Vorteilhaft ist in einem Bereich bzw. Abschnitt der Struktur 3 wenigstens eine Vertiefung 11, insbesondere eine erste Vertiefung 11, und besonders vorteilhaft eine weitere Vertiefung 12, insbesondere eine zweite Vertiefung 12, derart ausgeprägt bzw. ausgebildet, dass die erste 11 und die zweite Vertiefung 12 sich in Umfangsrichtung der Welle 2 um deren äußern Umfangsfläche herum erstrecken, vorteilhaft vollumfänglich herum erstrecken (Umfangsnut). Die erste Vertiefung 11 ist relativ zur zweiten Vertiefung in axialer Richtung entlang der Wellenlängsachse L betrachtet, beabstandet ausgebildet. Die Vertiefungen 11 und 12 durchbrechen vorteilhaft die Struktur 3 derart, dass insbesondere die Zähne in deren Verlauf entlang der Wellenlängsachse L eine Einkerbung, insbesondere zwei einander nachfolgende Einkerbungen in Gestalt einer Nut, insbesondere einer W-förmigen Nut bzw. Dopppelnut aufweisen. Vorteilhaft ist mittels der Vertiefungen 11 bzw. 12 eine W-förmige Einprägung in die Wellenoberfläche 2.1, insbesondere in die Struktur 3 (vgl. zum Beispiel 8) der Welle 2 eingebracht.
  • Die Ausgestaltung der Vertiefungen 11 bzw. 12 sowie deren Anordnung bzw. Ausprägung in der Struktur der Welle 2 ist ebenfalls in der 10 gezeigt. Diese zeigt eine Vergrößerung des Ausschnittes V der Welle 2 der 9. Bei einem Verschieben des Halteelementes 7 (vgl. beispielsweise 1) entlang der Wellenlängsachse L wird folglich das Rastelement 6 (vgl. beispielsweise 1) aus beispielsweise der ersten Vertiefung 11 hinaus bewegt und in die zweite Vertiefung 12 eingebracht (oder umgekehrt). Hierfür muss insbesondere einer der Eingriffsschenkel 61 bzw. 62 (vgl. 5) des Rastelementes 6 eine zwischen den Vertiefungen 11 und 12 bestehende Erhebung 13 überwinden. Hierfür ist ein Abspreizen des wenigstens einen Eingriffsschenkels 61, 62 bzw. ein Aufspreizen beider Eingriffsschenkel 61, 62 (voneinander weg) des Rastelementes 6 erforderlich. Aufgrund der elastischen Deformierung des Rastelementes 6 bewegt sich nach dem Überwinden der Erhebung 13 der wenigstens eine Eingriffsschenkel 61, 62 des Rastelementes 6 wieder in seine Ausgangslage zurück, sodass eine Arretierung des Rastelementes 6 in der anderen Vertiefung 11 oder 12 ermöglicht wird.
  • Wie in den 9 und 10 gezeigt, ist es denkbar, dass die Vertiefungen 11 und 12 derart tief in die Struktur 3 der Welle eingebracht sind, dass der Nutgrund jeder Vertiefung 11 bzw. 12 im Wesentlichen mit dem Zahngrund der Struktur 3 bzw. der hier gezeigten Verzahnung fluchtet bzw. eben ist.
  • Es ist des Weiteren denkbar, dass zusätzlich zu der ersten Vertiefung 11 und der zweiten Vertiefung 12 auch eine dritte oder vierte Vertiefung (hier nicht gezeigt), in axialer Richtung entlang der Wellenlängsachse L betrachtet, benachbart zu den Vertiefungen 11 und 12 ausgebildet ist/sind. Die Anzahl der Vertiefungen korrespondiert im Wesentlichen mit der Anzahl der Nockenelemente pro Nockenpaket. Dies bedeutet, dass bei Vorliegen von zwei Nockenelementen pro Nockenpaket vorteilhaft zwei axial beabstandet zueinander ausgebildete Vertiefungen in die Oberfläche der Welle 2 eingebracht sind, während bei Vorliegen von drei Nockenelementen pro Nockenpaket bereits drei axial beabstandet zueinander ausgebildete Vertiefungen ausgebildet sind.
  • In der 11 ist in einer seitlichen Ansicht eine weitere Ausführungsform einer strukturierten Welle 2 gezeigt. Im Unterschied zu der in der 9 gezeigten Ausführungsform einer strukturierten Welle 2, weist die in der 11 gezeigte Ausführungsform einer strukturierten Welle 2 keine sich in Umfangsrichtung vollständig erstreckenden Vertiefungen 11 und 12 auf. Vielmehr sind diese Vertiefungen 11 bzw. 12 lediglich derart in die Oberfläche 2.1 der Welle 2, insbesondere die Struktur 3 eingebracht, dass diese sich lediglich abschnittweise in Umfangrichtung um die Welle 2 herum erstrecken. So ist es denkbar, dass lediglich eine erste Vertiefung 11 und eine zweite Vertiefung 12 in Gestalt von (endlichen) Nuten ausgebildet sind. Es ist jedoch ebenso denkbar, dass gegenüberliegend zu den Vertiefungen 11 und 12 weitere Vertiefungen, insbesondere eine dritte und eine vierte Vertiefung ausgebildet ist, welche sich ebenfalls als (endliche) Nuten zumindest abschnittsweise entlang der Wellenoberfläche 2.1 in Umfangsrichtung der Welle 2 erstrecken. Im Rahmen der Erfindung bedeutet „gegenüberliegend“, dass diese dritte und vierte Vertiefung auf der äußeren Oberfläche 2.1 der Welle 2 bzw. der Struktur 3 der Welle 2 in einem Abschnitt der Welle 2 derart ausgebildet sind, dass, sofern die Wellenlängsachse L als Spiegelachse fungiert, die dritte Vertiefung eine zur ersten Vertiefung 11 gespiegelte Vertiefung und die vierte Vertiefung eine zur zweiten Vertiefung 12 gespiegelte Vertiefung darstellt. Auch hierbei ist es denkbar, dass mehr als zwei axial entlang der Wellenlängsachse L betrachtet, benachbart zueinander angeordnete Vertiefungen ausgebildet sind, wobei die Anzahl der Vertiefungen vorteilhaft der Anzahl der Nockenelemente pro Nockenpaket entspricht.
  • Die Anzahl und Ausprägung bzw. Ausbildung der Vertiefungen ist durch die Beschreibung nicht begrenzt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Nockenwelle
    2
    strukturierte Welle
    2.1
    Wellenoberfläche
    3
    Struktur / Verzahnung
    4
    (erstes) Nockenpaket
    4.1
    erstes Nockenelement
    4.2
    zweites Nockenelement
    5
    weiteres (zweites) Nockenpaket
    5.1
    erstes Nockenelement
    5.2
    zweites Nockenelement
    5.3
    Durchlass / Durchgangsbohrung
    6
    Rastelement
    7
    Halteelement
    7.1
    Ausnehmung
    7.2
    Aussparung
    7.3
    Durchlass / Durchgangsbohrung
    8
    Schiebeelement / Schaltkulisse
    9
    Führungsbahn / Führungsnut
    10
    Anschlagsmittel
    11
    erste Vertiefung
    12
    zweite Vertiefung
    13
    Erhebung
    61
    Eingriffsschenkel
    61.1
    Eingriffsabschnitt
    61.2
    Verbindungsabschnitt
    61.3
    Endabschnitt
    61.4
    Einführabschnitt
    62
    weiterer / zweiter Eingriffsschenkel
    62.1
    Eingriffsabschnitt
    62.2
    Verbindungsabschnitt
    62.3
    Endabschnitt
    62.4
    Einführabschnitt
    63
    Rastelementkopf
    63.1
    Positionierabschnitt
    A-A
    Schnitt A-A
    F
    frontale Draufsichtsrichtung
    L
    Wellenlängsachse
    V
    Ausschnitt (vergrößert)

Claims (12)

  1. Nockenwelle (1) aufweisend eine strukturierte Welle (2) mit einer in einer äußeren Umfangsfläche der Welle (2) ausgebildeten ersten Vertiefung (11) und einer in der äußeren Umfangsfläche der Welle (2) ausgebildeten zweiten Vertiefung (12), wobei die zweite Vertiefung (12) entlang einer Wellenlängsachse (L) der Welle (2) beabstandet zur ersten Vertiefung (11) ausgebildet ist, zumindest ein entlang der Wellenlängsachse (L) verschiebbar angeordnetes und mit der Welle (2) drehmomentübertragend verbundenes Nockenpaket (4, 5) aufweisend zumindest zwei Nockenelemente (4.1, 4.2, 5.1, 5.2), sowie ein sich in Umfangsrichtung der Welle (2) zumindest abschnittsweise um die Welle (2) erstreckendes Rastelement (6) zum Arretieren des Nockenpaketes (4, 5) in einer definierten Position entlang der Wellenlängsachse (L), wobei das Rastelement (6) wenigstens einen Eingriffsschenkel (61, 62) zum Eingreifen zumindest in die erste Vertiefung (11) oder zweite Vertiefung (12) aufweist, wobei die Nockenwelle (1) ein Halteelement (7) wenigstens zum Positionieren des Rastelementes (6) relativ zur Welle (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) wenigstens eine Aussparung (7.2) zum Durchlass des wenigstens einen Eingriffsschenkels (61, 62) des Rastelementes (6) aufweist, derart, dass sich der wenigstens eine Eingriffsschenkel (61, 62) zum Eingreifen in die erste Vertiefung (11) oder zweite Vertiefung (12) durch die wenigstens eine Aussparung (7.2) hindurch in Richtung der Welle (2) erstreckt.
  2. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Welle (2) eine dritte Vertiefung aufweist, welche in der äußeren Umfangsfläche der Welle (2) in Umfangsrichtung der Welle (2) der ersten Vertiefung (11) gegenüberliegend ausgebildet ist.
  3. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die strukturierte Welle (2) eine vierte Vertiefung aufweist, welche in der äußeren Umfangsfläche der Welle (2) in Umfangsrichtung der Welle (2) der zweiten Vertiefung (12) gegenüberliegend ausgebildet ist.
  4. Nockenwelle (2) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich wenigstens eine der Vertiefungen (11, 12) zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der Welle (2) als Nut erstreckt.
  5. Nockenwelle (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (6) ein Federelement ist.
  6. Nockenwelle (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 4 bis 5 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (6) zwei sich parallel zueinander erstreckende Eingriffsschenkel (61, 62) aufweist, wobei einer der Eingriffsschenkel (61, 62) zumindest in die erste Vertiefung (11) oder in die zweite Vertiefung (12) und der andere der Eingriffsschenkel (61, 62) zumindest in die dritte Vertiefung oder in die vierte Vertiefung eingreift.
  7. Nockenwelle (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (6) wenigstens einen Positionierabschnitt (63.1) zum Positionieren des Rastelementes (6) zumindest relativ zur ersten Vertiefung (11) aufweist.
  8. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) zumindest eine Ausnehmung (7.1) zum Anordnen des Positionierabschnittes (63.1) des Rastelementes (6) aufweist.
  9. Nockenwelle (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (1) ein Schiebeelement (8) aufweisend eine Führungsnut (9) zum Aufnehmen eines Pins aufweist, um ein Verschieben des wenigstens einen Nockenpaketes (4, 5) entlang der Wellenlängsachse (L) auszulösen.
  10. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Halteelement (7) um ein hülsenförmiges Halteelement (7) handelt.
  11. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich alle Vertiefungen (11, 12) zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung der Welle (2) als Nut erstrecken.
  12. Nockenwelle (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement ein Ringfederelement ist. 13. Nockenwelle (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (1) ein Schiebeelement (8) aufweisend eine Führungsnut (9) zum Aufnehmen eines Aktuatorpins aufweist, um ein Verschieben des wenigstens einen Nockenpaketes (4, 5) entlang der Wellenlängsachse (L) auszulösen. 14. Verfahren zur Montage einer Nockenwelle (1) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche mit zumindest den Schritten: - Aufschieben des wenigstens einen Nockenpaketes (4, 5) auf die Welle (2) und Positionieren des Nockenpaketes (4, 5) auf zumindest einer ersten Position entlang der Wellenlängsachse (L), - radiales Aufsetzen des Rastelementes (6) auf die Welle (6) derart, dass der zumindest eine Eingriffsschenkel (61, 62) des Rastelementes (6) in zumindest die erste Vertiefung (11) oder die zweite Vertiefung (12) zumindest abschnittsweise eingreift.
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