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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Zahnnockenwelle, bei dem eine Zahnnockenwelle mit einer Vermessungseinrichtung vermessen wird und in einem Zahnfuß der Zahnnockenwelle mit einer Verformungsvorrichtung abschnittsweise eine zumindest lokal ausgebildete plastische Oberflächenverformung ausgebildet wird. Hierbei bildet die plastische Oberflächenverformung einen Aufwurf aus. Anschließend wird ein Festelement auf die Zahnnockenwelle aufgeschoben, wobei das Festelement beim Aufschieben eine Überdeckung zu dem Aufwurf aufweist und dadurch auf der Zahnnockenwelle axial fixiert wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle oder einer Welle sowie die Verwendung einer Nadelvorrichtung zur Ausbildung einer lokal ausgebildeten, plastischen Oberflächenverformung.
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Nockenwellen, insbesondere Zahnnockenwellen, erfahren in unterschiedlichen Herstellungs- und Bearbeitungsschritten anwendungsspezifische Belastungen. Derartige Bearbeitungsschritte können beispielsweise Zerspanen, Verzahnungsformen, Bohren, Schleifen und zumindest partielles Härten umfassen. Durch die einzelnen Bearbeitungsschritte erfahren die Nockenwellen teilweise erhebliche Formabweichungen und müssen anschließend wieder gerichtet werden, um die Formabweichungen auf ein erträgliches Maß zu reduzieren. Ein weiterer Bearbeitungsschritt umfasst das Aufbringen und das axiale Fixieren von Festelementen, wie Sensorräder oder Nocken, zur Verstellung von Ventilen eines Verbrennungsmotors. Zudem werden auf Zahnnockenwellen Schiebeelemente, wie beispielsweise Schiebenocken, axial verschiebbar aufgebracht.
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Im Stand der Technik werden in Herstellungsverfahren von Zahnnockenwellen zur Befestigung von Festelementen eine Verzahnung zwischen der Zahnnockenwelle und der Nabe zur Übertragung von Drehmomenten und ein Verstiften zur Vermeidung eines axialen Verschiebens der Festelemente auf der Zahnnockenwelle vorgesehen.
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Weiterhin ist im Stand der Technik bekannt, dass Erhöhungen mittels Aufkörnen auf einer runden Welle erzeugt werden, welche beim Fügen eines nabenförmigen Bauteils eine Überdeckung zwischen der Außenkontur der Welle und der Innenkontur der Nabe erzeugen und somit eine Kraft- und Momentübertragung zwischen beiden Elementen ermöglichen.
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Nachteilig im Stand der Technik ist, dass die bekannten Verfahren zum Fixieren von Feststellelementen auf einer Nockenwelle oder einer Zahnnockenwelle mitunter sehr zeitaufwendig und kostenintensiv sind. Beispielsweise ist das Verstiften zur Vermeidung eines axialen Verschiebens von Festelementen nicht nur zeitaufwendig, sondern kann im Einzelfall auch Formabweichungen an der Welle selbst bewirken, welche anschließend wieder korrigiert werden müssen.
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Weiterhin ist beim Verstiften von Festelementen eine verhältnismäßig präzise Vorbearbeitung nötig, da die Löcher im Festelement und in der Zahnstange zueinander fluchten müssen und der Stift eine Pressüberdeckung mit mindestens einer der Bohrungen aufweisen muss. Nur so kann ein Wandern des Stifts verhindert werden. Außerdem stellt der Stift ein zusätzliches Konstruktionselement dar, um die Verbindung realisieren zu können. Dadurch entstehen zusätzliche Kosten.
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Beispielsweise ist das sogenannte Presta-Verfahren aus der Druckschrift
EP 1 044 318 bekannt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle oder einer Zahnnockenwelle bereitzustellen, welches weder kosten- noch zeitintensiv ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren zum Herstellen einer Zahnnockenwelle durch den Anspruch 1, im Hinblick auf das Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle oder einer Welle durch den Anspruch 2 und im Hinblick auf die Verwendung einer Nadelvorrichtung durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst.
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Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, dass eine Zahnnockenwelle zuerst mit einer Vermessungseinrichtung vermessen wird. In einem nachfolgenden Schritt wird in einem Zahnfuß der Zahnnockenwelle mit einer Verformungsvorrichtung abschnittsweise eine zumindest lokal ausgebildete plastische Oberflächenverformung ausgebildet, wobei die plastische Oberflächenverformung einen Aufwurf ausbildet. In einem weiteren Schritt wird ein Festelement auf die Zahnnockenwelle aufgeschoben, wobei das Festelement beim Aufschieben eine Überdeckung zu dem Aufwurf aufweist und dadurch auf der Zahnnockenwelle axial fixiert wird.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht einerseits darin, dass durch das Vermessen der Zahnnockenwelle exakt deren Formabweichung bestimmt werden kann. Durch die lokal ausgebildete plastische Oberflächenverformung in dem Zahnfuß werden anschließend gezielt Spannungen am Umfang der Welle eingebracht, welche die Formabweichung, insbesondere eine Geradheitsabweichung, korrigieren. Gleichzeitig erzeugen die plastischen Oberflächenverformungen derartige Aufwerfungen, welche zur Befestigung von Festelementen genutzt werden. Somit können mit nur einem Bearbeitungsschritt gleichzeitig zwei Effekte erzielt werden.
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Außerdem ist die Ausbildung eines Aufwurfs auf der Oberfläche des Zahnfußes vorteilhaft, da eine Fixierung des Festelementes in axialer Richtung auf der Zahnnockenwelle ohne zusätzliche Konstruktionselemente ermöglicht wird. Zusätzlich kann die Überdeckung im Zahnfuß verhältnismäßig gering ausfallen, da ein Drehmoment primär über die Zähne einer Zahnnockenwelle übertragen wird. Mit anderen Worten kann die Überdeckung zur Nabe geringer ausfallen und auch axial kleiner ausgebildet sein, da weniger Kraft/Drehmoment zu übertragen ist. Somit reduziert sich die Aufgabe der Aufwerfung bzw. der Überdeckung primär darauf axiale Kräfte zu übertragen. Dies reduziert insgesamt den Herstellungsaufwand und die Kosten. Weiterhin wird dadurch beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass selbst bei einem erneuten Überschleifen der Zahnnockenwelle ein Freiwerden der aufgebrachten Spannungen verhindert werden kann, da die plastischen Verformungen im Zahnfuß angeordnet sind. Somit bleibt beispielsweise eine Formkorrektur nach einem Überschleifen der Zahnnockenwelle bestehen.
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Eine Zahnnockenwelle ist ein Maschinenelement in Form eines Stabes mit Vertiefungen entlang einer Längsrichtung, auf dem mindestens ein gerundeter Vorsprung - eine Nocke - angebracht ist. Die Welle dreht sich um die eigene Achse, durch den oder die auf ihr angebrachten Nocken wird diese Drehbewegung wiederholt in eine kurze Längsbewegung umgewandelt. Zahnnockenwellen werden häufig in einem Stück aus Gusseisen gegossen, durch Umformprozesse gewalzt, gezogen oder aus Stahl geschmiedet
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Eine Vermessungseinrichtung ist ein Messsystem, das dazu geeignet ist, eine vollständige Vermessung einer Nockenwelle durchzuführen. Dies erfordert beispielsweise die geometrische Vermessung, sowie eine Bestimmung der Rotationseigenschaften. Hierbei werden durch die Vermessungseinrichtung zumindest eine Winkelausrichtung der Nockenwelle erfasst bzw. bestimmt. Insbesondere kann dabei die Position des Zahnfußes bestimmt werden. Ferner kann durch die Vermessungseinrichtung eine Bestimmung der Nockenwellenlänge erfolgen, um eine spätere axiale Position der Aufwerfungen festzulegen. Zusätzlich kann die Vermessungseinrichtung aus einer festgestellten Formabweichung einer Welle den Ort und die Höhe auf die Oberfläche einer Welle aufzubringender Spannungen bestimmen, welche eine Korrektur der festgestellten Formabweichung bewirken können. Beispielsweise kann die Vermessungseinrichtung einen Laserscanner umfassen.
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Eine Verformungsvorrichtung ist eine Vorrichtung, welche dazu geeignet ist, die Oberfläche einer Welle plastisch zu verformen. Somit ist jeder Gegenstand, welcher eine größere Härte als die zu verformende Oberfläche aufweist geeignet, um die Form oder die Geometrie auf der Oberfläche plastisch zu beeinflussen.
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Abschnittsweise gemäß der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die plastische Oberflächenverformung primär an denjenigen Stellen der Zahnnockenwelle angebracht wird, welche mit Festelementen versehen werden soll. Diejenigen Stellen der Zahnnockenwelle, welche eine plastische Oberflächenverformung zur Korrektur einer Formabweichung aufweisen, die jedoch frei von einem Festelement bleiben sollen, weisen einen Aufwurf mit entsprechend geringer Ausprägung auf. Beispielsweise werden auf derartigen Zahnnockenwellen Festelemente wie Sensorräder oder Nocken zur Verstellung von Ventilen axial fixiert, während zusätzliche Schiebeelemente wie beispielsweise Schiebenocken axial verschiebbar angeordnet werden. Damit die axiale Verschiebbarkeit von Schiebenocken uneingeschränkt bleibt, wird die Ausprägung des Aufwurfs entsprechend reduziert.
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Ein Aufwurf gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht einem verdrängten Werkstoffvolumen, welches mit der Verformungsvorrichtung erzeugt wird. Der Aufwurf muss hierbei so stark ausgeprägt sein, dass ein Festelement als nabenförmiges Bauteil eine Überdeckung zwischen Außenkontur der Zahnnockenwelle und der Innenkontur des Festelements erfährt. Dadurch kann in der Konsequenz ein Fixieren des Festelementes erfolgen.
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Nach einem weiteren Aspekt beruht die Erfindung auf dem Gedanken ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle oder eine Welle bereitzustellen, welche einen Zahnnockenwellenabschnitt und einen unverzahnten, insbesondere glatten, Nockenwellenabschnitt aufweist. Hierbei wird eine Nockenwelle oder eine Welle mit einer Vermessungseinrichtung vermessen. In einem weiteren Schritt wird auf der Oberfläche der Nockenwelle oder der Welle mit einer Verformungsvorrichtung abschnittsweise eine zumindest lokal ausgebildete plastische Oberflächenverformung ausgebildet, wobei die plastische Oberflächenverformung einen Aufwurf ausbildet. In einem anschließenden Schritt wird ein Festelement auf die Nockenwelle oder die Welle aufgeschoben, wobei das Festelement beim Aufschieben eine Überdeckung zu dem Aufwurf aufweist. Durch das Aufschieben auf den Aufwurf der Nockenwelle oder der Welle, wird das Festelement axial fixiert.
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Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt ist frei von Formschlusselementen ausgebildet, die von der Oberfläche des glatten Nockenwellenabschnitts nach außen abstehend ausgebildet sind. Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt kann glatt ausgebildet sein. Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt kann zylindrisch, insbesondere im Querschnitt kreisrund, ausgebildet sein. Ferner kann der unverzahnte Nockenwellenabschnitt im Querschnitt unrund, bspw. elliptisch, ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass der unverzahnte Nockenwellenabschnitt im Querschnitt eine eckige Form aufweist.
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Es ergeben sich für den Patentanspruch 2 ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bekannt sind. Zusätzlich ist das Ausbilden einer lokal ausgebildeten plastischen Oberflächenverformung nicht auf den Zahnfuß einer Zahnnockenwelle beschränkt. Völlig unabhängig davon, ob eine Welle einen Zahnnockenwellenabschnitt und einen unverzahnten Nockenwellenabschnitt oder lediglich einen unverzahnten Nockenwellenabschnitt aufweist, können gezielt Spannungen am Umfang der Welle eingebracht werden, welche bestehende Formabweichung korrigieren. Gleichzeitig erzeugen die plastischen Oberflächenverformungen derartige Aufwerfungen, welche zur Befestigung von Festelementen genutzt werden können. Somit kann auch am Beispiel einer Nockenwelle mit nur einem Bearbeitungsschritt gleichzeitig zwei Effekte erzielt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform, wird nach dem Ausbilden der plastischen Oberflächenverformung und dem Aufschieben eines Festelements auf die Zahnnockenwelle ein Schiebeelement aufgeschoben. Dadurch wird beispielsweise der Vorteil erreicht, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren uneingeschränkt Festelemente und Schiebeelemente miteinander kombiniert werden können. Mit anderen Worten können bei diesem Verfahren beispielsweise Schiebenocken zwischen Festelementen axial verschiebbar angeordnet werden. Hilfreich kann in diesem Fall sein, dass die jeweiligen Ausprägungen des Aufwurfs leicht reduziert werden, um die axiale Verschiebbarkeit einer Schiebnocke nicht zu beeinflussen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Ausbilden der plastischen Oberflächenverformung und dem Aufschieben eines Festelements und eines Schiebelements auf die Zahnnockenwelle eine weitere plastische Oberflächenverformung ausgebildet und ein weiteres Festelement aufgeschoben.
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Beispielsweise kann eine Mehrzahl plastischer Oberflächenverformungen ausgebildet und eine Mehrzahl von Festelementen und Schiebeelementen auf die Zahnnockenwelle aufgebracht werden.
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Um eine festgelegte Reihenfolge von Festelementen effizient anzuordnen, erfolgt das Ausbilden plastischer Oberflächenverformungen und das Aufschieben von Festelementen auf die Zahnnockenwelle entlang einer Längsachse der Zahnnockenwelle sequentiell. Dies hat den Vorteil, dass mehrere Festelemente, mehrere Schiebeelemente und Oberflächenverformungen auf der Zahnnockenwelle angeordnet werden können.
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Beispielsweise ist dies auch bei der Herstellung von Nockenwellen oder derartigen Wellen realisierbar, welche über einen Zahnnockenwellenabschnitt und einen unverzahnten Nockenwellenabschnitt aufweisen.
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Um die konkrete Formabweichung der Zahnnockenwelle präzise bestimmen zu können, wird beim Vermessen der Zahnnockenwelle mit der Vermessungseinrichtung die reale Rotationsachse der Zahnnockenwelle bestimmt. Die reale Rotationsachse dient somit dem Abgleich mit der tatsächlich gewünschten Rotationsachse.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Vermessen der Zahnnockenwelle mit der Vermessungseinrichtung ein geeigneter Ort in einem Zahnfuß der Zahnnockenwelle zur lokalen Oberflächenverformung und eine erforderliche Spannung zum Korrigieren einer Formabweichung der Zahnnockenwelle bestimmt.
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Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform, wird die plastische Oberflächenverformung mit einer Nadelvorrichtung durchgeführt. Eine Nadelvorrichtung bietet die Möglichkeit an exakt definierten Stellen eine plastische Verformung zu erzeugen. Die präzise Positionierung ist bei verhältnismäßig geringem Aufwand und leicht verfügbaren technischen Mitteln realisierbar.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die plastische Oberflächenverformung symmetrisch am Umfang der Zahnnockenwelle ausgebildet. Es ist vorteilhaft die Verformungen symmetrisch am Umfang der Zahnnockenwelle auszubilden, da die plastischen Verformungen Formabweichungen der Zahnnockenwelle verursachen und sich diese Formabweichungen bei symmetrischer Anordnung wieder aufheben. Idealerweise werden die plastischen Oberflächenverformungen zur Korrektur von Formabweichungen jedoch an denjenigen Stellen auf der Zahnnockenwelle ausgebildet, an welchen nachfolgend ein Festelement angeordnet werden soll.
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Um die Vermessung effizient durchführen zu können und um möglichst ein hohes Maß an Genauigkeit erreichen zu können, wird das Vermessen der Zahnnockenwelle mit einem Laserscanner durchgeführt.
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Hinsichtlich der Verwendung einer Nadelvorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 11 gelöst.
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Eine derartige erfindungsgemäße Verwendung einer Nadelvorrichtung, ermöglicht einerseits eine Korrektur einer Formabweichung einer Zahnnockenwelle oder einer Nockenwelle mit einem Zahnnockenwellenabschnitt und einem unverzahnten Nockenwellenabschnitt, und andererseits das präzise Ausbilden eines Aufwurfs zur Fixierung eines Festelements.
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Es ergeben sich sowohl für den Patentanspruch 11 ähnliche Vorteile, wie diese bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Zahnnockenwelle oder im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle oder einer Welle erläutert wurden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Nockenwelle mit einer Formabweichung;
- 2 eine schematische Darstellung einer Nockenwelle mit einer Formabweichung, wobei abschnittsweise plastische Oberflächenverformung auf der Nockenwelle ausgebildet sind;
- 3 eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle, wobei abschnittsweise plastische Oberflächenverformungen im Zahnfuß der Zahnnockenwelle ausgebildet sind;
- 4 eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle mit einer korrigierten Formabweichung und einem fixierten Festelement;
- 5 eine schematische Darstellung einer Welle mit einem fixierten Festelement;
- 6a eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle mit einem Festelement und einem Schiebeelement;
- 6b eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle mit einem fixierten Festelement und einem Schiebeelement;
- 7 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Zahnnockenwelle mit einer Nadelvorrichtung; und
- 8 eine schematische Darstellung eines durch die Nadelvorrichtung erzeugten Aufwurfs.
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Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Nockenwelle 10 mit einer Formabweichung. Die Formabweichung resultiert aus vorhergehenden Bearbeitungsschritten. Aufgrund der Formabweichung ermangelt es der Nockenwelle 10 an einer bestimmten Richtgüte und es ist ein Richten der Nockenwelle 10 notwendig, um die Formabweichung auf ein tolerierbares Maß zu korrigieren. Die Nockenwelle 10 kann auch als Zahnnockenwelle ausgebildet sein.
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Die 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Nockenwelle 10 mit einer Unwucht, wobei abschnittsweise plastische Oberflächenverformungen 30 aufgebracht bzw. ausgebildet sind. Durch das Ausbilden lokal ausgebildeter plastischer Oberflächenverformungen 30 wird die Unwucht der Nockenwelle 10 korrigiert. Das Korrigieren der Unwucht setzt voraus, dass die Nockenwelle 10 zunächst mit einer Vermessungseinrichtung 50 (nicht gezeigt) vermessen wird. Hierbei wird beispielsweise die geometrische Rotationsachse mit der realen Rotationsachse der Nockenwelle 10 einem Vergleich unterzogen. Dadurch lassen sich anschließend präzise der Ort und die Höhe von Spannungen auf der Oberfläche der Nockenwelle 10 errechnen, welche zur Korrektur der festgestellten Formabweichungen notwendig sind. Beim Vermessen wird beispielsweise auch die Winkellage bestimmt. Vorteilhafterweise ist die Winkellage der Verzahnung der Nockenwelle bereits bekannt bzw. eingestellt.
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Die lokalen plastischen Oberflächenverformungen erzeugen gezielt Spannungen, die die zuvor gemessenen Formabweichungen mit hoher Richtgüte kompensieren. Die plastische Oberflächenverformung 30 wird mit einer Nadelvorrichtung 22 (siehe auch 6) durchgeführt. Eine Nadelvorrichtung 22 bietet die Möglichkeit an exakt definierten Stellen eine plastische Verformung zu erzeugen. Die präzise Positionierung ist bei verhältnismäßig geringem Aufwand und leicht verfügbaren technischen Mitteln realisierbar.
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Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle 12, wobei abschnittsweise plastische Oberflächenverformungen 30 mittels einer Nadelvorrichtung 22 ausgebildet sind. An definierte Stellen werden Aufwürfe 32 eingebracht, um anschließend ein Festelement 40 auf der Zahnnockenwelle zu fixieren. Beispielsweise können die Aufwürfe 32 zur anschließenden Fixierung eines Festelementes 40 auch an den Zahnflanken ausgebildet werden. Vorteilhaft ist jedoch die Ausbildung der Aufwürfe im Zahnfuß der Zahnnockenwelle 12, da die Aufwürfe 32 durch ein mögliches Überschleifen der Zahnnockenwelle 12 nicht beeinflusst würden. Wie bei der Nockenwelle 10 wird zunächst die Formabweichung der Zahnnockenwelle 12 mit einer Vermessungseinrichtung 50 (nicht gezeigt) vermessen. Auf Grundlage der Messergebnisse lassen sich exakt der Ort und die Höhe von Spannungen auf der Oberfläche der Zahnnockenwelle 12 berechnen, die zur Korrektur der festgestellten Formabweichung notwendig sind.
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Die 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle 12 mit einer korrigierten Formabweichung und einem fixierten Festelement 40. Auf die Oberfläche der Zahnnockenwelle 12 wurden mit der Verformungsvorrichtung 20, 22 bereits lokale plastische Oberflächenverformungen 30 ausgebildet. Dadurch befindet sich die Zahnnockenwelle 12 in einem Zustand, in welchem eine zuvor festgestellte Formabweichung korrigiert wurde. Im Bereich der Aufwerfungen 32 befindet sich ein axial fixiertes Festelement 40.
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An denjenigen Stellen, an welchen das Festelement 40 auf der Zahnnockenwelle 12 ausgebildet wurde ist der Aufwurf 32 so stark ausgebildet, dass bei dem Festelement 40 eine Überdeckung zwischen Außenkontur der Zahnnockenwelle 12 und Innenkontur des Festelements 40 besteht. Durch diese Überdeckung erfolgt eine Fixierung des Festelements 40 auf den Zahnnockenwelle 12. Hierfür wird das Festelement 40 auf die Zahnnockenwelle 12 und über die Auswürfe 32 aufgeschoben.
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Die 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Welle 16 mit einem fixierten Festelement 40. Die Welle 16 umfasst einen unverzahnten, Nockenwellenabschnitt 44 und einen Zahnnockenwellenabschnitt 46. Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt 44 ist frei von Formschlusselementen ausgebildet, die von der Oberfläche des unverzahnten Nockenwellenabschnitts 44 abstehend gebildet sind. Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt kann glatt ausgebildet sein. Der unverzahnte Nockenwellenabschnitt 44 kann zylindrisch, insbesondere im Querschnitt kreisrund, ausgebildet sein. Ferner kann der unverzahnte Nockenwellenabschnitt 44 im Querschnitt unrund, insbesondere elliptisch, ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass der unverzahnte Nockenwellenabschnitt 44 im Querschnitt eine eckige Form aufweist.
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Das Festelement 40 befindet sich an dem unverzahnten Nockenwellenabschnitt 44, wobei sich an dem Zahnnockenwellenabschnitt 46 ein Schiebeelement 42 befindet. Das Festelement 40 befindet sich unmittelbar auf einem zuvor ausgebildeten Aufwurf 32 und wird dadurch axial fixiert. Beispielsweise ist das Festelement 40 ein Sensorrad oder ein feststehender Nocken. Das auf dem Zahnnockenwellenabschnitt 46 angeordnete Schiebeelement 42 ist axial verschiebbar ausgebildet, und weist beispielsweise mehrere Nocken auf.
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Die 6a zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle 12 mit einem Festelement 40 und einem axial verschiebbar ausgebildetem Schiebeelement 42. Das Festelement 40 ist nicht durch einen Aufwurf 32 auf der Zahnnockenwelle 12 fixiert.
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Die 6b zeigt eine schematische Darstellung einer Zahnnockenwelle 12 mit einem fixierten Festelement 40 und einem Schiebeelement 42. Auf die Oberfläche der Zahnnockenwelle 12 wurden lokal mit der Verformungsvorrichtung 20, 22 (nicht gezeigt) Aufwürfe 32 ausgebildet. Im Bereich dieser Aufwürfe 32 befindet sich das Festelement 40. Die Aufwürfe 32 sind so stark ausgebildet, dass bei dem Festelement 40 eine Überdeckung zwischen Außenkontur der Zahnnockenwelle 12 und Innenkontur des Festelements 40 besteht. Durch diese Überdeckung erfolgt eine Fixierung des Festelements 40 auf den Zahnnockenwelle 12. Im Bereich des Schiebelementes 42 sind die Aufwürfe 32 derart ausgestaltet, dass zwischen Schiebelement 42 und den Aufwürfen 32 keine Überdeckung vorliegt. Das Schiebeelement 42 ist somit axial über diese Aufwürfe 32 verschiebbar.
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Die 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Zahnnockenwelle 12 mit einer Nadelvorrichtung 22. Im Zahnfuß wird ein Aufwurf 32 erzeugt. Auf eine wiederholte Beschreibung identischer Merkmale vorausgehender Figuren wird verzichtet.
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Die 8 zeigt eine schematische Darstellung eines durch die Nadelvorrichtung 22 erzeugten Aufwurfs 32. Der Aufwurf 32 wird in einem Zahnfuß der Zahnnockenwelle 12 mit der Verformungsvorrichtung 20, beispielsweise mit einer Nadelvorrichtung 22, ausgebildet.
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Eine weitere Ausführungsform betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Welle 16, welche sowohl einen Zahnnockenwellenabschnitt 46 als auch einen unverzahnten Nockenwellenabschnitt 44 aufweist. Hierbei ist die Verzahnung des Zahnnockenwellenabschnitts 46 nicht über die gesamte Länge ausgebildet. Auch hier wird auf der Oberfläche der Welle mit einer Verformungsvorrichtung 20 abschnittsweise eine zumindest lokal ausgebildete plastische Oberflächenverformung 30 ausgebildet. Diese kann sowohl im Abschnitt des verzahnten Zahnnockenwellenabschnitts 46 und/oder im Abschnitt des unverzahnten Nockenwellenabschnitts 44 der Welle 16 ausgebildet werden, wobei die plastische Oberflächenverformung 30 einen Aufwurf 32 ausbildet. Anschließend wird ein Festelement 40 auf den Nockenwellenabschnitt 44 oder den Zahnnockenwellenabschnitt 46 aufgeschoben, wobei das Festelement 40 beim Aufschieben eine Überdeckung zu dem Aufwurf 32 aufweist und dadurch axial fixiert wird. Beispielsweise kann mittels eines Aufwurfs im unverzahnten Abschnitt der Welle 16 ein Festelement 40 wie beispielsweise ein Sensorrad fixiert werden, während der verzahnte Abschnitt von Festelementen freibleibt oder beispielsweise mit Schiebelementen 42 versehen wird. Ebenso kann ein Festelement 40 am verzahnten Zahnnockenwellenabschnitt 46 fixiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Nockenwelle
- 12
- Zahnnockenwelle
- 16
- Welle
- 20
- Verformungsvorrichtung
- 22
- Nadelvorrichtung
- 30
- Oberflächenverformung
- 32
- Aufwurf
- 40
- Festelement
- 42
- Schiebeelement
- 44
- Nockenwellenabschnitt
- 46
- Zahnnockenwellenabschnitt
- 50
- Vermessungseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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