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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Greifen und Halten einer verstellbaren Nockenwelle. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
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Aus der
EP 2 766 581 B1 ist eine Nockenwelle mit einer Außenwelle und einer koaxial dazu angeordneten Innenwelle bekannt. Auf der Außenwelle sind dabei drehfest angeordnete erste Funktionselemente vorgesehen, während zugleich drehbar auf der Außenwelle und drehfest mit der Innenwelle befestigte zweite Funktionselemente vorgesehen sind. Eines der drehfest mit der Innenwelle verbundenen Funktionselemente besitzt dabei außerhalb einer Funktionsfläche mantelseitige Werkzeugaufnahmeflächen, über welche es und darüber auch die Innenwelle bei einer Montage eines Phasenstellers exakt ausgerichtet werden kann.
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Die aus dem Stand der Technik bekannte verstellbare Nockenwelle besitzt jedoch den Nachteil, dass derartige Werkzeugaufnahmeflächen an zumindest einem Funktionselement vorgesehen und aufwendig hergestellt werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mittels welchem/welcher die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwunden werden können.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine ohnehin bei einer verstellbaren Nockenwelle vorhandene Verstiftung, über welche ein drehbar auf einer Außenwelle angeordnetes Funktionselement drehfest mit einer Innenwelle verbunden ist, als Werkzeugaufnahmefläche zu benutzen, indem die verstellbare Nockenwelle, insbesondere während einer Bearbeitung, mit einem Greifer über zwei gegenüberliegende Stirnseiten zumindest eines solchen Stiftes gehalten wird. Der Stift durchdringt dabei nicht nur die Innenwelle, sondern auch die Außenwelle und das zugehörige Funktionselement und steht vorzugsweise in Radialrichtung sogar nach außen mit der zu greifenden Stirnseite über das Funktionselement über. Die üblicherweise planen Stirnflächen des Stiftes dienen nun als Werkzeugaufnahmeflächen für einen Greifer, wodurch die aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugaufnahmeflächen an den Funktionselementen nicht mehr hergestellt und auch nicht mehr vorgesehen werden müssen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es lediglich erforderlich, dass die Stirnflächen des Stiftes so angeordnet sind, dass darüber ein Halten der Nockenwelle möglich ist. Wie bereits erwähnt, kann dies dadurch erreicht werden, dass die Stirnflächen des jeweiligen Stiftes radial zumindest leicht über das Funktionselement überstehen, wobei selbstverständlich auch ein speziell ausgebildeter Greifer mit verstellbaren Greifbacken denkbar ist, die an die Stirnseiten des Stiftes anlegbar sind. Hierzu könnten bspw. an zwei Greifbacken stiftähnliche Fortsätze angeordnet sein, die koaxial zu dem zu greifenden Stift ausgerichtet und in Axialrichtung gegen die jeweilige Stirnfläche des Stiftes vorgespannt sind.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird die Nockenwelle über zwei feststehende und auf die axiale Länge des jeweiligen Stiftes ausgerichtete Greifbacken gehalten. Hierdurch ist es möglich, einen einstückig ausgebildeten Greifer vorzusehen, was insbesondere im Vergleich zu einem mehrteiligen Greifer mit verstellbaren Greifbacken deutlich kostengünstiger und technisch einfacher zu realisieren ist.
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Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass die Nockenwelle über zwei auf die axiale Länge des jeweiligen Stiftes anpassbare Greifbacken des Greifers gehalten wird. In diesem Fall weist somit eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zwei verstellbare Greifbacken auf, die gegen die jeweiligen Stirnseiten des zu greifenden Stiftes vorspannbar sind. Eine derartige Vorrichtung bietet dabei insbesondere den Vorteil, dass unterschiedlich lange Stifte problemlos mit dem Greifer mit den verstellbaren Greifbacken gegriffen werden können.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Vorrichtung zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens anzugeben, mit einem Greifer, der die Nockenwelle, insbesondere während einer Bearbeitung, über zwei gegenüberliegende Stirnseiten an zumindest einem Stift hält. Hierzu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bspw. einen Greifer mit zumindest zwei feststehenden Greifbacken aufweisen, die auf die axiale Länge des jeweils zu greifenden Stiftes ausgerichtet sind. Ein derartiger Greifer kann besonders einfach und auch kostengünstig hergestellt werden.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Greifer auch zumindest zwei Greifbacken aufweisen, wovon zumindest einer verstellbar ist, so dass die beiden Greifbacken auf die axiale Länge des jeweils zu greifenden Stiftes angepasst werden können. Die Konstruktion ist zwar geringfügig aufwendiger, ermöglicht jedoch auch ein zuverlässiges Greifen und Fixieren einer Nockenwelle mit unterschiedlich langen Stiften.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Greifer ein, insbesondere verstellbares, Fixierelement auf, welches in eine Ausnehmung der Nockenwelle einsteckbar ist und diese darüber fixiert. Hierbei ist denkbar, dass die Außenwelle bspw. eine Bohrung oder eine Vertiefung an der Außenmantelfläche aufweist, in welche das Fixierelement beim Greifen durch die Vorrichtung eintaucht und dadurch die Außenwelle sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung fixiert. Hierdurch kann ein besonders exaktes Fixieren sowohl der Innenwelle als auch der Außenwelle erfolgen, was insbesondere bspw. bei einer Montage eines Phasenstellers von großem Vorteil ist.
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Zweckmäßig weisen die Greifbacken ein komplementär zu einem Stirnseitenprofil des zugehörigen Stiftes ausgebildetes Halteprofil auf. Ein derartiges Halteprofil kann bspw. entsprechende Erhöhungen aufweisen, bspw. einen zentral angeordneten Kegel(-stumpf), wobei in diesem Fall das zugehörige Stirnseitenprofil des Stiftes eine zentrale, kegelförmige Ausnehmung besitzt. Hierdurch kann ein besonders exaktes selbstzentrierendes Greifen und Halten des Stiftes und darüber auch der Nockenwelle erfolgen. Selbstverständlich können an den Greifbacken auch noch Beschichtungen, bspw. Kunststoffbeschichtungen oder Ähnliches, vorgesehen sein, welche ein besonders schlüssiges Greifen der Stirnseiten des Stiftes ermöglichen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Längsschnittdarstellung durch eine Nockenwelle, die von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Stift gegriffen wird,
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2 eine Querschnittsdarstellung durch 1 im Bereich des Greifers,
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3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem einstückigen Greifer,
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4 eine Darstellung wie in 3, jedoch bei gegriffener Nockenwelle,
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5 eine Darstellung wie in 4, jedoch mit zweiteiligem Greifer,
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6 eine Darstellung wie in 5, jedoch mit auseinander gefahrenem Greifer,
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7 eine Längsschnittdarstellung durch die Nockenwelle mit angelegtem, mehrteiligem Greifer,
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8 eine Querschnittsdarstellung durch einen mehrteiligen Greifer mit zwei verstellbaren Greifbacken,
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9 einen Greifer mit einem zusätzlichem Fixierelement in montierter und nicht montierter Stellung,
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10 unterschiedliche Schnittdarstellungen bei mit der Nockenwelle arretiertem Fixierelement,
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11 eine Darstellung wie in 10, jedoch mit mehrteiligem Greifer,
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12 eine Darstellung wie in 10, jedoch mit mehrteiligem Greifer.
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Entsprechend den 1 bis 12, wird eine verstellbare Nockenwelle 1 mit einer Außenwelle 2 und einer koaxial dazu angeordneten Innenwelle 3 über Stirnflächen 4 eines Stiftes 5 gehalten, wobei über den Stift 5 ein Funktionselement 6, bspw. ein Nocken, verstiftet ist. Der Stift 5 durchdringt dabei nicht nur die Innenwelle 3, sondern zusätzlich auch die Außenwelle 2 und ermöglicht eine Verdrehung des Funktionselements 6 über die Innenwelle 3, wozu das Funktionselement 6 drehbar auf der Außenwelle 2 gelagert ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 7 besitzt dabei einen Greifer 8, der in der Lage ist, über zwei Greifbacken 9 die Nockenwelle 1 über die beiden gegenüberliegenden Stirnseiten 4 des zumindest einen Stiftes 5 zu halten und zugleich zu fixieren.
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Betrachtet man dabei den Greifer 8 gemäß den 1 bis 4, so kann man erkennen, dass dieser einstückig ausgebildet ist, so dass in diesem Fall die beiden Greifbacken 9 nicht zueinander verstellbar und insbesondere auf die axiale Länge des jeweiligen Stiftes 5 ausgerichtet sind. Ein derartiger Greifer 8 lässt sich jedoch vergleichsweise kostengünstig realisieren. In gleicher Weise ist auch der Greifer 8 gemäß den 9 und 10 ausgebildet.
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Alternativ hierzu können die Greifbacken 9 bei den Greifern 8 gemäß den 5 bis 8 und 11 und 12 relativ zueinander verstellt werden, so dass in diesem Fall die Greifbacken 9 auf die axiale Länge des jeweiligen Stiftes 5 individuell angepasst werden können, wobei ein derart verstellbarer Greifer 8 flexibel auf unterschiedliche Längen des jeweils zu greifenden Stiftes 5 angepasst werden können. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 ist es somit möglich, eine Nockenwelle 1 auch ohne weitere Werkzeugaufnahmeflächen zum weiteren Bearbeiten und insbesondere auch bspw. zum Montieren eines Zahnrades oder eines nicht gezeigten Phasenstellers sicher und zuverlässig greifen zu können, wobei in diesem Fall die Stirnseiten 4 bzw. Stirnflächen 4 des jeweiligen Stiftes 5 als Werkzeugaufnahmeflächen dienen.
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Ist dabei der Stift 5 hinsichtlich seiner Axialerstreckung kürzer als ein radialer Durchmesser des Funktionselementes 6 an dieser Stelle, so ist der Stift 5 in seiner montierten Stellung versenkt in einer Durchgangsöffnung 16 angeordnet. In diesem Fall würde ein zweiteiliger Greifer 8 mit zwei verstellbaren Greifbacken 9 mit jeweils einem stiftartigen Fortsatz eingesetzt, wobei die stiftartigen Fortsätze denselben Durchmesser aufweisen wie der Stift 5 und dadurch in die Durchgangsöffnung 16 eingesteckt werden könnten. In diesem Fall wäre durch die jeweils radiale Führung der stiftartigen Fortsätze an den beiden Greifbacken 9 in den Durchgangsöffnungen 16 des Funktionselementes 6 eine besonders exakte Führung und dadurch ein besonders exaktes Greifen/Halten der Nockenwelle 1 möglich.
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Betrachtet man darüber hinaus den Greifer 8 gemäß den 9 bis 11, so kann man erkennen, dass dieser ein zusätzliches Fixierelement 10 aufweist, welches insbesondere verstellbar ist, und welches in eine Ausnehmung 11 der Außenwelle 2 eingesteckt werden kann, so das in diesem Fall über den erfindungsgemäßen Greifer 8 nicht nur die Nockenwelle 1 über die Stirnflächen 4 des Stiftes 5 fixiert werden kann, sondern zusätzlich auch deren Außenwelle 2, wodurch ein besonders zuverlässiges Fixieren auch der Innenwelle 3 relativ zur Außenwelle 2 der Nockenwelle 1 möglich ist.
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Generell können dabei die Greifbacken 9 ein komplementär zu einem Stirnseitenprofil der Stirnflächen 4 des zugehörigen Stiftes 5 ausgebildetes Halteprofil 12 (vgl. insbesondere die 10) aufweisen, wobei das Halteprofil 12 bspw. als planes Profil (vgl. 1 bis 10) ausgebildet sein kann, aber auch bspw. einen Kegel 13 aufweisen, der in eine zugehörige kegelförmige Ausnehmung 14 an der Stirnfläche 4 des jeweiligen Stiftes 5 eingreift und dadurch ein besonders exaktes Greifen der Nockenwelle 1 ermöglichen (vgl. insbesondere 12). Dies ist selbstverständlich lediglich bei einem zwei verstellbare Greifbacken 9 aufweisenden Greifer 8 möglich.
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Je nach Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7, insbesondere gemäß den 9 bis 12, kann über diese auch ein gleichzeitiges Halten und Ausrichten sowohl der Innenwelle 3 als auch der Außenwelle 2 erreicht werden.
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Dazu gibt es prinzipiell zwei alternative Vorgehensweisen:
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Bei der ersten wird das Fixierelement 10 über eine Passbohrung am Greifbacken 9 in ein zugehöriges Passlangloch in der Außenwelle 2 eingeführt. Das Passlangloch in der Außenwelle 2 dient dabei dem Ausgleich von Toleranzen, wenn ein Stator des Phasenstellers an der Außenwelle 2 und ein Rotor desselben an der Innenwelle 3 festgeschraubt wird.
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Bei der zweiten Alternative sind am Greifbacken 9 der Vorrichtung 7 ein Passlangloch 17 und an der Außenwelle 2 eine zugehörige Passbohrung 18 vorgesehen, wie dies in den 9 bis 12 dargestellt ist.
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Hierdurch ist es möglich, verstellbare Nockenwellen 1 mit einer Außenwelle 2 und einer Innenwelle 3 und mit beispielsweise zwei Phasenstellern, bei denen die Innenwelle 3 nicht mehr direkt festgehalten werden kann, über die Stifte 5 zu fixieren. Des Weiteren ist auch denkbar, die Nockenwelle 1 am Funktionselement 6, beispielsweise dem Nocken, über den Stift 5 und mittels dem Fixierelement 10 über eine Passbohrung 18 bzw. ein Passlangloch in der Außenwelle 2 und in einer Passbohrung bzw. einem Passlangloch in der Innenwelle 3 zu halten. Hierdurch sind eine erleichterte Montage des Phasenstellers sowie ein Ausrichten der Wellen 2, 3 möglich.
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Wird beispielsweise die Innenwelle 3 über ein separates Werkzeug gehalten und mit dem Fixierelement 10 (Stift 10) gleichzeitig die Innenwelle 3 mit der Außenwelle 2 verriegelt, kann die Passbohrung in der Innenwelle 3 entfallen, bzw. wenn in der Innenwelle 3 ohnehin eine Bohrung ist, beispielsweise eine Steuerölbohrung, muss diese dann keine Passbohrung sein.
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Generell ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 möglich, eine verstellbare Nockenwelle 1 zuverlässig zu greifen, bspw. für eine spätere Nachbearbeitung oder eine Montage eines Phasenstellers, ohne, dass hierfür separate Werkzeugaufnahmeflächen an den Funktionselementen 6 vorgesehen werden müssten.
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Betrachtet man die 9 bis 12, so kann man erkennen, dass das Fixierelement 10 innerhalb des Greifbackens 9 des Greifers 8 geführt ist und mit einer Spitze 15 in die zugehörige Ausnehmung 11 an der Außenwelle 2 eingreift. Die Spitze 15 greift dabei vorzugsweise formschlüssig in die Ausnehmung 11 ein und fixiert dadurch die Außenwelle 2 sowohl in Umfangsrichtung als auch in Axialrichtung der Nockenwelle 1. Ein Verstellen des Fixierelements 10 bzw. eines Greifbackens 9 eines mehrteiligen Greifers 8 kann dabei bspw. hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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