WO2011018068A1 - Verfahren zur herstellung einer nockenwelle und nockenwelle - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer nockenwelle und nockenwelle Download PDF

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WO2011018068A1
WO2011018068A1 PCT/DE2010/000869 DE2010000869W WO2011018068A1 WO 2011018068 A1 WO2011018068 A1 WO 2011018068A1 DE 2010000869 W DE2010000869 W DE 2010000869W WO 2011018068 A1 WO2011018068 A1 WO 2011018068A1
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functional element
carrier element
functional
carrier
profiling
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PCT/DE2010/000869
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Konrad Koch
Johannes Tisch
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Neumayer Tekfor Holding Gmbh
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    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
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    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P2700/02—Camshafts
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a
  • Camshaft which has at least one carrier element and at least one functional element, and on a camshaft, with at least one carrier element, and with at least one functional element.
  • a camshaft has at least one carrier element, also referred to as tube or shaft, and at least one cam.
  • camshafts serve as part of the valvetrain, with the support member rotating about its longitudinal axis. The cams convert the
  • camshafts which are multi-piece and in which the cams and other functional elements are applied to the shaft. After attachment of the functional elements, these are still partially processed, e.g. coated or sanded with a coating.
  • the invention is based on the object, a camshaft and a
  • the object is achieved with respect to the manufacturing method, characterized in that at least in a region of the support member and / or the functional element profiling or knurling is generated such that a medium between the support member and the functional element is introduced, that on the support member at least the functional element is applied that the functional element opposite axial displacement and / or against radial rotation is fixed by a press fit, and that the functional element is mounted on the support element by the functional element is glued, wherein for the gluing a medium between the functional element and the
  • a fixation is the attachment to the support element, which allows sufficient stability for transport or storage of the camshaft, but which does not exist with the sufficient connection force, which is required for the application of the camshaft in the engine.
  • the attachment of the functional elements or the functional element thus allows the application of the camshaft, the fixation not or at least not alone. In other words, the fixation is reversible to some extent, but the attachment is essentially not without destruction.
  • Fixation according to the invention is thus understood as a secure positioning or quasi as a pre-fixation, if the attachment was understood as an end-fixing.
  • the attachment was understood as an end-fixing.
  • Carrier element can, for example, after fixing or after the already fixing application, i. securing the positioning of the
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the functional element is applied to the carrier element in an angle-oriented manner.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is applied to a region of the carrier element whose outer diameter is equal to or greater than the inner diameter of a region of the functional element with which the functional element comprises the carrier element. This results in a press fit, which already represents a fixation of the functional element.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by the fact that the functional element is glued.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by a press fit between the
  • Functional element and the carrier element is generated.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is fastened on the support element at least partially or solely by a positive connection between the functional element and the
  • Carrier element is generated.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by the fact that the
  • Functional element is soldered to the support element.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by the functional element being welded to the carrier element.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the
  • Functional element on the support element is at least partially or solely attached thereto by the functional element on the support element is screwed.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by the fact that the functional element is jammed on the carrier element. By laterally arranged pins which are stuck in the carrier element, for example, the functional elements are clamped in this embodiment.
  • the functional element is fastened on the carrier element at least partially or solely by electromagnetic force.
  • Functional element is profiled that at least in a functional element contacting the region of the support member, a corresponding profiling is generated, and that the profiles of the support member and the functional element are brought into engagement with each other.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that at least one axially extending groove is produced in the carrier element and / or in the functional element, and that a spring or a bung corresponding to the groove is produced in the functional element and / or in the carrier element.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that at least in which the carrier element
  • An embodiment of the method according to the invention provides that a profiling is produced at least in the region of the carrier element contacting the functional element, and that the carrier element is kept or generated substantially free of profiling at least in the region contacting the functional element.
  • the previous embodiments provide in part that both the Functional element, and the support member have mutually corresponding profilings, so that a positive connection is achieved. In other embodiments, however, only one element has a profiling.
  • the functional element has groove-shaped recesses, wherein the support element in the region of the connection with the
  • Functional element is a smooth cylindrical tube, possibly with a slightly larger outer diameter than the inner diameter of the functional element.
  • the functional element and the carrier element are joined together only by press fit for fixation.
  • An embodiment of the method according to the invention is that at least in the region of the carrier element contacting the functional element
  • Knurling is generated, and / or that at least in the carrier element contacting portion of the functional element knurling is generated.
  • either only the functional element or only the carrier element is provided with a knurling.
  • the non-knurled element is either smooth or has a different profiling or structure.
  • the functional element and the carrier element are provided with a knurling in each case in the area in contact with each other.
  • An embodiment of the method according to the invention includes that the functional element is attached to the at least partially made of a fiber composite material carrier element with an adhesive.
  • An embodiment of the method according to the invention provides that the functional element on the at least partially made of a fiber composite material
  • Carrier element is fixed by a press fit.
  • adhering to the fixation via a slight interference fit is followed by bonding to the previous embodiment.
  • the invention solves the object with respect to the camshaft in that the carrier element consists at least partially of a plastic that the functional element and / or the carrier element at least in one the other element of the two elements carrier element and functional element contacting region has a profiling or knurling, that the functional element is fixed with a, in particular light, interference fit against axial displacement and / or radial rotation, and that the functional element is glued to the support element, wherein the carrier element and the functional element configured and such
  • Functional element introducible medium is, for example, an adhesive for a glued attachment of the functional element on the support element. In the camshaft is thus partially between
  • Carrier element and functional element arranged the medium which serves the attachment of the functional element on the support element, e.g. a cured adhesive.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the carrier element consists at least partially of a fiber composite material.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention includes that the functional element is fixed with a, in particular light, press fit against axial displacement and / or radial rotation.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the functional element has a profiling or knurling in a region contacting the carrier element.
  • Camshaft according to the invention includes that the support element in a region contacting the functional element has a profiling or knurling.
  • Camshaft provides that the carrier element has substantially no profiling in the region in which the carrier element contacts the area of the functional element having a profiling or a knurling.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention includes that the functional element in the region in which the functional element has the area of the profiling or a knurling
  • Carrier element contacted has substantially no profiling and / or no knurling.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the carrier element is at least partially hollow.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention includes that the functional element has at least one recess. In the case of circular cylindrical
  • the recess is preferably also circular.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the functional element with the recess is applied to a region of the carrier element whose outer diameter is equal to or greater than the inner diameter of the recess in the region with which the functional element comprises the carrier element.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention includes that the outer diameter of the carrier element is less than 10% greater than the inner diameter of the recess. The difference in diameter is essentially only the fixation and not the final attachment, so that even lower holding forces are sufficient.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the functional element is a cam.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention includes that it is in the Function element is a bearing ring.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that it is in the
  • Encoder wheel or a drive wheel is.
  • the cams and the other functional elements are in any order on the
  • Carrier element arranged and fixed or fastened.
  • An embodiment of the camshaft according to the invention provides that the carrier element is designed substantially tubular.
  • Embodiment of the camshaft according to the invention includes that the carrier element is designed in several parts with parts arranged one behind the other.
  • Fig. 1 a truncated and partially translucent spatial
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of a camshaft of Fig. 1,
  • FIG. 4 shows another type of functional element in connection with a carrier element.
  • FIGS. 1 and 2 the FIGS.
  • the functional elements 2 each have a substantially circular cylindrical recess 4, which is here provided with a groove-like and axially parallel to the longitudinal axis 10 extending profiling 3.
  • protruding structures - is slightly smaller than that
  • Outer diameter of the support member 1 or at least at the points of the support member 1, on soft the functional elements 2 are fixed. Due to the preferably small diameter difference results in a press fit between the functional element 2 and support element 1, through which the
  • the profiling 3 allows (preferably with a widening of the recess 4 in the direction of at least one outer surface) to introduce a medium 5, for example an adhesive, between the carrier element 1 and the respective functional element 2.
  • a medium 5 for example an adhesive
  • the functional element 2 is fastened on the carrier element 1 such that the camshaft can be installed and used in a motor. Since the functional elements 2 are preferably finished, no further processing steps are required, in particular after the connection of functional elements 2 and carrier element 1.
  • the production of such a camshaft thus comprises, for example, at least the following steps:
  • the carrier element 1 is produced, for example, from a fiber composite material as a hollow cylinder. At least one functional element 2 is finished, eg ground or coated with a coating.
  • the functional element 2 has in particular a continuous recess 4 with a profiling 3. Furthermore, the recess 4 is dimensioned such that its inner diameter is at least slightly smaller than the outer diameter of the carrier element 1 at the point where the functional element 2 is placed.
  • the carrier element 1 itself has no profiling in the connection region with the functional element 2 and is preferably designed with a smooth outer surface. In a Alternative embodiment, the support element 1 has a profiling and the functional element 2 is profileless.
  • carrier element 1 and functional element 2 each have a profile - wherein the profiles preferably correspond to one another - or both are smooth without profile. Then, the functional element 2 is applied to the carrier element 1 and fixed by interference fit. In the grooves of the profiling 3, which is continuous here, an adhesive is introduced as the medium 5, which glues the functional element 2 to the carrier element 1. Due to the fixation by the press fit, the camshaft can be moved or further processed even before the curing of the adhesive. This
  • Method can be applied to any number of functional elements, which are preferably applied to the carrier element 1 in one operation. Depending on the requirements, the individual
  • Functional elements 2 have in their recesses 4 via a radially arranged and circumferential profiling 3.
  • the profiling is thus in the
  • the individual grooves are interconnected in one embodiment, so that a medium, or said adhesive can flow through.
  • FIG. 4 also shows a camshaft adjuster
  • Functional element 2 connected to a carrier element 1.
  • An additional positive connection can be realized, for example, via a groove in one element and an associated spring in the other element.
  • the groove in the support member 1 and the inside of the camshaft adjuster has a matching spring.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle. Die Erfindung beinhaltet, dass auf mindestens einem Trägerelement (1) mindestens ein Funktionselement (2) aufgebracht wird, dass das Funktionselement gegenüber axialer Verschiebung und/oder gegenüber radialer Verdrehung fixiert wird, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement befestigt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Nockenwelle.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle und Nockenwelle
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer
Nockenwelle, welche mindestens ein Trägerelement und mindestens ein Funktionselement aufweist, sowie auf eine Nockenwelle, mit mindestens einem Trägerelement, und mit mindestens einem Funktionselement.
Eine Nockenwelle verfügt zumindest über ein Trägerelement, auch als Rohr oder Welle bezeichnet, und mindestens einen Nocken. Bei der Anwendung in Motoren dienen Nockenwellen als Teil des Ventiltriebes, wobei sich das Trägerelement um seine Längsachse dreht. Die Nocken wandeln die
Drehbewegung in Längsbewegungen um, wodurch die Ein- und
Auslassventile des Motors gesteuert werden. Im Rahmen der Ökologie ist es verstärkt erforderlich, das Gewicht von Bauteilen von Fahrzeugen zu reduzieren. Daher werden beispielsweise Leichtbaunockenwellen entwickelt (siehe z.B. die Offenlegungsschrift DE 10 2007 051 517 A1). Im Stand der Technik finden sich gebaute Nockenwellen, welche mehrstückig sind und bei welchen die Nocken und andere Funktionselemente auf die Welle aufgebracht werden. Nach der Befestigung der Funktionselemente werden diese teilweise noch bearbeitet, z.B. mit einer Beschichtung überzogen oder geschliffen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwelle und ein
Herstellungsverfahren vorzuschlagen, welches einfach ist und eine hohe Taktrate erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Herstellungsverfahrens dadurch gelöst, dass zumindest in einem Bereich des Trägerelements und/oder des Funktionselements eine Profilierung oder eine Rändelung derartig erzeugt wird, dass ein Medium zwischen das Trägerelement und das Funktionselement einbringbar ist, dass auf das Trägerelement mindestens das Funktionselement aufgebracht wird, dass das Funktionselement gegenüber axialer Verschiebung und/oder gegenüber radialer Verdrehung durch einen Presssitz fixiert wird, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement befestigt wird, indem das Funktionselement festgeklebt wird, wobei für das Festkleben ein Medium zwischen das Funktionselement und das
Trägerelement eingebracht wird. Eine Fixierung ist dabei die Befestigung auf dem Trägerelement, welche eine ausreichende Stabilität für einen Transport oder eine Lagerung der Nockenwelle erlaubt, welche jedoch nicht mit der ausreichenden Verbindungskraft besteht, welche für die Anwendung der Nockenwelle im Motor erforderlich ist. Die Befestigung der Funktionselemente oder des Funktionselements erlaubt somit die Anwendung der Nockenwelle, die Fixierung noch nicht oder zumindest nicht alleine. Mit anderen Worten: die Fixierung ist in gewissen Maßen reversibel, die Befestigung im Wesentlichen jedoch nicht ohne Zerstörung. Fixierung im Sinne der Erfindung sei somit als gesicherte Positionierung oder quasi als Vor-Fixierung verstanden, wenn die Befestigung als End-Fixierung verstanden sei. Insbesondere erfolgen die
Fixierung und die Befestigung mit unterschiedlichen Verfahren bzw. durch die Anwendung unterschiedlicher Kräfte. Durch den Presssitz ist das
Funktionselement auf dem Trägerelement gesichert positioniert. Durch das Einbringen des Mediums zwischen das Funktionselement und das
Trägerelement kann beispielsweise nach dem Fixieren oder nach dem bereits fixierenden Aufbringen, d.h. dem Sichern der Positionierung des
Funktionselements ein Kleber eingebracht werden, welcher der Befestigung oder der endgültigen Fixierung dient. Ein Lot kann z.B. auch eingebracht werden. Durch die Fixierung ist es insbesondere möglich, die in der
Herstellung begriffene Nockenwelle schon zu bewegen bzw.
weiterzuverarbeiten, bevor der Kleber ausgehärtet ist.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement winkelorientiert auf das Trägerelement aufgebracht wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser eines Bereichs des Funktionselements ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst. Hierdurch ergibt sich somit ein Presssitz, welcher bereits eine Fixierung des Funktionselements darstellt.
Die nachfolgend genannten Verfahren zur Befestigung lassen sich teilweise auch für die Fixierung verwenden. Weiterhin können für den Fall, dass mehrere Funktionselemente vorgesehen sind, diese auch mit den
unterschiedlichen im Folgenden beschriebenen Verfahren fixiert bzw. befestigt werden. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement festgeklebt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem ein Pressverband zwischen dem
Funktionselement und dem Trägerelement erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem ein Formschluss zwischen dem Funktionselement und dem
Trägerelement erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das
Funktionselement auf dem Trägerelement verlötet wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verschweißt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das
Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verschraubt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verklemmt wird. Durch seitlich angeordnete Stifte, welche im Trägerelement stecken, werden in dieser Ausgestaltung beispielsweise die Funktionselemente festgeklemmt. Eine Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein durch elektromagnetische Kraft befestigt wird.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass mindestens in einem das Trägerelement kontaktierenden Bereich des
Funktionselements eine Profilierung erzeugt wird, dass mindestens in einem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine korrespondierende Profilierung erzeugt wird, und dass die Profilierungen des Trägerelements und des Funktionselement miteinander in Eingriff gebracht werden. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in dem Trägerelement und/oder in dem Funktionselement mindestens eine axial verlaufende Nut erzeugt wird, und dass in dem Funktionselement und/oder in dem Trägerelement eine zu der Nut korrespondierende Feder oder ein Spund erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass zumindest in dem das Trägerelement
kontaktierenden Bereich des Funktionselements eine Profilierung erzeugt wird, und dass das Funktionselement zumindest in dem das Trägerelement kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung gehalten oder erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine Profilierung erzeugt wird, und dass das Trägerelement zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung gehalten oder erzeugt wird. Die vorhergehenden Ausgestaltungen sehen teilweise vor, dass sowohl das Funktionselement, als auch das Trägerelement einander korrespondierende Profilierungen aufweisen, so dass ein Formschluss erreicht wird. In anderen Ausgestaltungen weist jedoch nur ein Element eine Profilierung auf.
Beispielweise verfügt das Funktionselement über rillenförmige Aussparungen, wobei das Trägerelement im Bereich der Verbindung mit dem
Funktionselement ein glatt zylindrisches Rohr, ggf. mit einem leicht größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Funktionselements ist. In diesem Fall werden das Funktionselement und das Trägerelement nur über Pressverband miteinander für die Fixierung gefügt. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine
Rändelung erzeugt wird, und/oder dass zumindest in dem das Trägerelement kontaktierenden Bereich des Funktionselements eine Rändelung erzeugt wird. In einer Ausgestaltung ist entweder nur das Funktionselement oder nur das Trägerelement mit einer Rändelung versehen. Das nicht mit einer Rändelung versehene Element ist dabei entweder glatt ausgestaltet oder weist eine andere Profilierung oder Struktur auf. In einer weiteren Ausgestaltung sind das Funktionselement und das Trägerelement mit einer Rändelung jeweils im miteinander kontaktierenden Bereich versehen. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Trägerelement mit einem Klebstoff befestigt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden
Trägerelement durch einen Presssitz fixiert wird. In dieser Ausgestaltung schließt sich an die Fixierung über einen leichten Presssitz das Verkleben der vorherigen Ausgestaltung an.
Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe bezüglich der Nockenwelle dadurch, dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, dass das Funktionselement und/oder das Trägerelement zumindest in einem das andere Element der zwei Elemente Trägerelement und Funktionselement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist, dass das Funktionselement mit einem, insbesondere leichten, Pressverband gegenüber axialer Verschiebung und/oder radialer Verdrehung fixiert ist, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement festgeklebt ist, wobei das Trägerelement und das Funktionselement derartig ausgestaltet und
aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen Trägerelement und
aufgebrachtem Funktionselement mindestens ein Medium für das Festkleben eingebracht ist. Es handelt sich somit insbesondere um eine gebaute
Nockenwelle. Bei dem zwischen Trägerelement und aufgebrachtem
Funktionselement einbringbaren Medium handelt es sich beispielsweise um einen Kleber für eine geklebte Befestigung des Funktionselements auf dem Trägerelement. Bei der Nockenwelle ist somit auch teilweise zwischen
Trägerelement und Funktionselement das Medium angeordnet, welches der Befestigung des Funktionselements auf dem Trägerelement dient, z.B. ein ausgehärteter Kleber.
Die nachfolgenden Ausgestaltungen und Erläuterungen gelten dabei auch für das obige Herstellungsverfahren bzw. die obigen Ausgestaltungen und
Anmerkungen des Verfahrens beziehen sich auch auf die Nockenwelle.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff besteht. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement mit einem, insbesondere leichten, Pressverband gegenüber axialer Verschiebung und/oder radialer Verdrehung fixiert ist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Funktionselement in einem das Trägerelement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist. Eine Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Trägerelement in einem das Funktionselement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement in dem Bereich, in welchem das Trägerelement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden Bereich des Funktionselements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung aufweist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement in dem Bereich, in welchem das Funktionselement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden Bereich des
Trägerelements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung und/oder keine Rändelung aufweist.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement zumindest abschnittsweise hohl ist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement mindestens eine Aussparung aufweist. Im Falle des kreiszylindrischen
Trägerelements ist die Aussparung vorzugsweise ebenfalls kreisförmig. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Funktionselement mit der Aussparung auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser der Aussparung in dem Bereich ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass der Außendurchmesser des Trägerelements um weniger als 10% größer ist als der Innendurchmesser der Aussparung. Der Durchmesserunterschied dient im Wesentlichen nur der Fixierung und nicht der endgültigen Befestigung, so dass auch geringere Haltekräfte ausreichend sind.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass es sich bei dem Funktionselement um einen Nocken handelt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass es sich bei dem Funktionselement um einen Lagerring handelt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass es sich bei dem
Funktionselement um einen Nockenwellenversteller handelt. Eine
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle besteht darin, dass es sich bei dem Funktionselement um ein Ausgleichsgewicht oder um ein
Geberrad oder um ein Antriebsrad handelt. Die Nocken und die anderen Funktionselemente sind dabei in beliebiger Reihenfolge auf dem
Trägerelement angeordnet und fixiert bzw. befestigt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet ist. Eine
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Trägerelement mehrteilig mit hintereinander angeordneten Teilen ausgestaltet ist.
Die Erfindung wird anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1: eine angeschnittene und teilweise durchscheinende räumliche
Darstellung eines Funktionselements auf einem Trägerelement,
Fig. 2: einen Schnitt durch die Nockenwelle der Fig. 1 ,
Fig. 3: eine alternative Ausgestaltung einer Nockenwelle der Fig. 1 , und
Fig. 4: eine andere Art eines Funktionselements in Verbindung mit einem Trägerelement.
In den Abbildungen Fig. 1 und Fig. 2 handelt es sich bei den
Funktionselementen 2 um Nocken, welche auf dem als hohles Rohr ausgestalteten Trägerelement 1 angebracht sind. Die Funktionselemente 2 verfügen jeweils über eine im Wesentlichen kreiszylindrische Aussparung 4, welche hier mit einer rillenartigen und sich axial parallel zur Längsachse 10 erstreckenden Profilierung 3 versehen ist. Der Innendurchmesser der
Aussparung - bezogen auf die am weitesten in den Innenraum
hineinragenden Strukturen - ist dabei geringfügig kleiner als der
Außendurchmesser des Trägerelements 1 oder zumindest an den Stellen des Trägerelements 1 , auf weichen die Funktionselemente 2 befestigt sind. Durch die vorzugsweise geringe Durchmesserdifferenz ergibt sich ein Pressverband zwischen Funktionselement 2 und Trägerelement 1 , durch welchen die
Fixierung des Funktionselements 2 realisiert wird. Die Profilierung 3 erlaubt es (vorzugsweise mit einer Aufweitung der Aussparung 4 in Richtung mindestens einer Außenfläche), ein Medium 5, beispielsweise einen Klebstoff zwischen das Trägerelement 1 und das jeweilige Funktionselement 2 einzubringen. Hierdurch wird das Funktionselement 2 auf dem Trägerelement 1 derartig befestigt, dass die Nockenwelle in einen Motor eingebaut und verwendet werden kann. Da die Funktionselemente 2 vorzugsweise fertig bearbeitet sind, sind insbesondere nach dem Verbinden von Funktionselementen 2 und Trägerelement 1 keine weiteren Bearbeitungsschritte erforderlich. Die Fertigung einer solchen Nockenwelle umfasst somit beispielweise zumindest folgende Schritte:
Das Trägerelement 1 wird beispielweise aus einem Faserverbundwerkstoff als hohler Zylinder hergestellt. Mindestens ein Funktionselement 2 wird fertig bearbeitet, z.B. geschliffen oder mit einer Beschichtung überzogen. Das Funktionselement 2 weist dabei insbesondere eine durchgehende Aussparung 4 mit einer Profilierung 3 auf. Weiterhin ist die Aussparung 4 derartig bemessen, dass ihr Innendurchmesser zumindest geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Trägerelements 1 an der Stelle, auf weiche das Funktionselement 2 platziert wird. Das Trägerelement 1 selbst verfügt im Verbindungsbereich mit dem Funktionselement 2 über keine Profilierung und ist vorzugsweise mit einer glatten Außenfläche ausgestaltet. In einer alternativen Ausgestaltung verfügt das Trägerelement 1 über eine Profilierung und das Funktionselement 2 ist profillos. In weiteren Ausgestaltungen verfügen Trägerelement 1 und Funktionselement 2 über jeweils ein Profil - wobei die Profile vorzugsweise zueinander korrespondieren - oder es sind beide profillos glatt. Dann wird das Funktionselement 2 auf das Trägerelement 1 aufgebracht und durch Pressverband fixiert. In die hier durchgehenden Rillen der Profilierung 3 wird ein Klebstoff als Medium 5 eingebracht, welcher das Funktionselement 2 mit dem Trägerelement 1 verklebt. Aufgrund der Fixierung durch den Presssitz kann dabei auch bereits vor dem Aushärten des Klebers die Nockenwelle bewegt oder weiterbearbeitet werden. Dieses
Verfahren kann auf beliebig viele Funktionselemente angewendet werden, welche vorzugsweise in einem Arbeitsgang auf das Trägerelement 1 aufgebracht werden. Je nach den Erfordernissen können die einzelnen
Funktionselemente 2 dabei auch mit unterschiedlichen Verfahren fixiert oder befestigt werden.
In der Fig. 3 ist eine weitere Nockenwelle dargestellt, deren
Funktionselemente 2 in ihren Aussparungen 4 über eine radial angeordnete und umlaufende Profilierung 3 verfügen. Die Profilierung ist somit im
Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 10 ausgestaltet. Die einzelnen Rillen sind in einer Ausgestaltung miteinander verbunden, so dass ein Medium, bzw. besagter Kleber hindurchfließen kann.
In der Fig. 4 ist schließlich noch ein Nockenwellenversteller als
Funktionselement 2 mit einem Trägerelement 1 verbunden. Ein zusätzlicher Formschluss lässt sich beispielsweise über eine Nut in einem Element und eine zugehörige Feder im anderen Element realisieren. Hier befindet sich die Nut in dem Trägerelement 1 und die Innenseite des Nockenwellenverstellers verfügt über eine passende Feder.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle,
welche mindestens ein Trägerelement und mindestens ein Funktionselement aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest in einem Bereich des Trägerelements und/oder des
Funktionselements eine Profilierung oder eine Rändelung derartig erzeugt wird, dass ein Medium zwischen das Trägerelement und das
Funktionselement einbringbar ist,
dass auf das Trägerelement mindestens das Funktionselement aufgebracht wird,
dass das Funktionselement gegenüber axialer Verschiebung und/oder gegenüber radialer Verdrehung durch einen Presssitz fixiert wird, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement befestigt wird, indem das
Funktionselement festgeklebt wird,
wobei für das Festkleben ein Medium zwischen das Funktionselement und das Trägerelement eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Funktionselement winkelorientiert auf das Trägerelement aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Funktionselement auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser eines Bereichs des Funktionselements ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest in dem das Trägerelement kontaktierenden Bereich des Funktionselements eine Profilierung oder eine Rändelung erzeugt wird, und dass das Funktionselement zumindest in dem das Trägerelement
kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung oder einer Rändelung gehalten oder erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine Profilierung oder eine Rändelung erzeugt wird, und dass das Trägerelement zumindest in dem das Funktionselement
kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung oder einer Rändelung gehalten oder erzeugt wird.
6. Nockenwelle,
mit mindestens einem Trägerelement, und
mit mindestens einem Funktionselement,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, dass das Funktionselement und/oder das Trägerelement zumindest in einem das andere Element der zwei Elemente Trägerelement und Funktionselement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist, dass das Funktionselement mit einem, insbesondere leichten, Pressverband gegenüber axialer Verschiebung und/oder radialer Verdrehung fixiert ist, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement festgeklebt ist,
wobei das Trägerelement und das Funktionselement derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen Trägerelement und
aufgebrachtem Funktionselement mindestens ein Medium für das Festkleben eingebracht ist.
7. Nockenwelle nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem
Faserverbundwerkstoff besteht.
8. Nockenwelle nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Trägerelement zumindest in dem Bereich, in welchem das
Trägerelement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden
Bereich des Funktionselements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung aufweist.
9. Nockenwelle nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Funktionselement zumindest in dem Bereich, in welchem das Funktionselement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden Bereich des Trägerelements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung und/oder keine Rändelung aufweist.
10. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Funktionselement mindestens eine Aussparung aufweist,
und
dass das Funktionselement mit der Aussparung auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser der Aussparung in dem Bereich ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst.
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