WO2011150904A1

WO2011150904A1 - Verfahren zur fertigung einer nockenwelle und entsprechende nockenwelle

Info

Publication number: WO2011150904A1
Application number: PCT/DE2011/000423
Authority: WO
Inventors: Markus Schuler
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding Gmbh
Priority date: 2010-05-29
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-12-08
Also published as: DE102010021904A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle, mit einer Welle und mindestens einem Funktionselement. Die Erfindung beinhaltet, dass die Welle mit mindestens einem Funktionselementsitz und mindestens einem Zwischenbereich derartig erzeugt wird, dass eine durchgehende Bohrung des Funktionselements und der Zwischenbereich im Wesentlichen spielfrei zueinander sind, und dass das Funktionselement von einem Ende der Welle über den Zwischenbereich zum Funktionselementsitz verschoben wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Nockenwelle.

Description

Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle und entsprechende

Nockenwelle

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle, mit einer Welle und mindestens einem Funktionselement. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechend gefertigte Nockenwelle.

Im Stand der Technik sind gebaute Nockenwellen bekannt, bei denen die einzelnen Nocken oder sonstigen Funktionselemente wie z.B. Lager oder Winkelgeber und die entsprechende Welle zunächst in getrennten

Herstellungsschritten fertig hergestellt werden und danach die Nocken bzw. Funktionselemente auf die Welle so aufgeschoben werden, dass zwischen der Welle und den Nocken auf den jeweiligen Nockensitzen eine spielfreie

Passung besteht, so dass die Nocken jeweils fest an der Welle befestigt sind. Zwischen den Nockensitzen, auf weichen die Nocken aufgebracht und befestigt werden, befinden sich zunächst noch freie Zwischenbereiche, welche ggf. später als Lagersitze dienen und welche von den Nocken beim

Aufbringen überfahren werden (z.B. DE 33 01 749 A1 oder WO 02/055257 A1). Für die Zwischenbereich gelten im Allgemeinen besonders hohe

Oberflächenanforderungen. Für eine vereinfachte Aufbringung ist es allgemein üblich, dass zwischen den Innenbohrungen der Nocken und den

Zwischenbereichen ein ausreichendes Spiel besteht, so dass der Nocken diese Bereich im Wesentlichen nicht berührt. Ein Teil der Fertigung der Welle besteht insbesondere darin, die Oberfläche der Welle vor dem Zusammenbau mit den Nocken bzw. den anderen Funktionselementen zu glätten. Teilweise ist es auch üblich, Nockenwellen nach der Fertigung zu glätten bzw. zu finishen. Dies ist mit Aufwand und Kosten verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Glätten der Welle zu

vereinfachen. Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einem Verfahren und einer entsprechend gefertigten Nockenwelle. Die Erfindung löst die Aufgabe in Bezug auf das Verfahren dadurch, dass die Welle mit mindestens einem Funktionselementsitz und mindestens einem Zwischenbereich derartig erzeugt wird, dass eine durchgehende Bohrung des Funktionselements und der Zwischenbereich im Wesentlichen spielfrei zueinander sind, und dass das Funktionselement von einem Ende der Welle über den Zwischenbereich zum Funktionselementsitz verschoben wird. Indem auch eine Überdeckung zwischen dem Innendurchmesser des

Funktionselements - z.B. Nocken, Lager, Winkelgeber usw. - und dem

Außendurchmesser der Welle in dem Zwischenbereich besteht, wird das

Funktionselement beim Aufbringen auf die Welle in umfänglichen Kontakt mit dem Zwischenbereich gezogen. Durch diese Berührung ergibt sich ein

Einglätten des Bereichs, indem z.B. Schleifspitzen der Welle umgelegt werden. Die Überdeckung beträgt beispielsweise nur 0,04 mm am

Durchmesser. Das Funktionselement wird dabei jeweils von einem Ende der Welle über den Zwischenbereich zu seinem Funktionselementsitz bewegt. Eine größere Überdeckung als im Zwischenbereich, um somit auch eine ausreichende Befestigung zu erzeugen, besteht insbesondere im Bereich der Nockensitze. Im Stand der Technik wird vor dem Aufbringen der

Funktionselemente, z.B. der Nocken, auf die Welle die Welle vorbearbeitet, d.h. insbesondere geglättet. Diese Vorbearbeitung kann somit insbesondere im Zwischenbereich entfallen, da dies durch das erfindungsgemäße Fügen erfolgt. Ein Glätten erfolgt ggf. auch nach dem Zusammenbau der Welle. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zwischen Welle und Funktionselement ein Hilfsmittel eingebracht wird. Bei dem Hilfsmittel für das Fügen bzw. Glätten handelt es sich insbesondere um ein flüssiges Medium, beispielsweise um ein Schmier-, Gleit- oder Trennmittel. Die Erfindung bezieht sich auch generell auf ein Verfahren zur Fertigung einer Vorrichtung, mit einem wellenartigen Bauteil und mindestens einem teilweise ringartigen Bauteil. Das Verfahren beinhaltet, dass das wellenartige Bauteil mit mindestens einem Bauteilsitz und mindestens einem Zwischenbereich derartig erzeugt wird, dass eine durchgehende Bohrung des teilweise ringartigen Bauteils und der Zwischenbereich im Wesentlichen spielfrei zueinander sind, und dass das teilweise ringartige Bauteil von einem Ende des wellenartigen Bauteils über den Zwischenbereich zum Bauteilsitz verschoben wird. Die oben ausgeführten Varianten des Verfahrens zur Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle beziehen sich somit auch generell auf das Verfahren zur

Fertigung einer Vorrichtung, welche ein wellartiges Bauteil, z.B. die Welle einer Nockenwelle oder einer Getriebewelle, und ein zumindest teilweise ringartiges Bauteil, z.B. Nocken oder Zahnräder, aufweist.

Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch eine nach mindestens einer der zuvor genannten Ausgestaltungen des Verfahrens gefertigten

Nockenwelle.

Eine Ausgestaltung der Nockenwelle beinhaltet, dass mehrere

Funktionselemente vorgesehen sind, dass mehrere Funktionselementsitze vorgesehen sind, und dass mehrere Zwischenbereiche vorgesehen sind, welche zumindest teilweise zwischen den Funktionselementsitzen angeordnet sind.

Eine Ausgestaltung der Nockenwelle sieht vor, dass die Zwischenbereiche unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen. Die Zwischenbereiche können somit unterschiedliche Überdeckungen mit den Innendurchmessern der Funktionselemente aufweisen. Wird beispielsweise ein Zwischenbereich von mehreren Funktionselementen überstrichen, weil er beispielweise in der Nähe eines Endes der Welle angeordnet ist, so kann hier durch das

wiederholte Überschieben ein anderer Außendurchmesser vorgesehen sein. Eine Ausgestaltung der Nockenwelle beinhaltet, dass mindestens ein

Funktionselement ein Nocken ist. In dieser Ausgestaltung wird ein Nocken als Funktionselement über mindestens einen Zwischenbereich zu seinem

Nockensitz bewegt.

Die Erfindung bezieht sich entsprechend auch auf Getriebewellen, bei welchen z.B. Zahnräder entsprechend der Erfindung aufgebracht werden.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Figuren dargestellter

Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: Schnitt durch eine Welle einer Nockenwelle,

Fig. 2: einen Schnitt durch eine Nocke als Funktionselement,

Fig. 3: Ausschnitt eines Schnitts durch eine gebaute Nockenwelle,

Fig. 4: vergrößerter Ausschnitt einer Nockenwelle gemäß dem Stand der Technik, und

Fig. 5: vergrößerter Ausschnitt einer Nockenwelle gemäß dem

erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens.

Die Fig. 1 zeigt das Beispiel einer Welle 1 für eine gebaute Nockenwelle. Die Welle 1 verfügt über Funktionselementsitze 3 und Zwischenbereiche 4. Im Stand der Technik haben die Zwischenbereiche 4 einen solchen

Außendurchmesser, dass die Funktionselemente - z.B. Nocken - in ihnen ausreichend Spiel haben, so dass es beim Aufbringen der Funktionselemente nicht zu einer Berührung kommt. Die Funktionselementsitze 3 wiederum haben einen solchen Außendurchmesser, dass sich z.B. ein Presssitz ergibt. Einen Nocken als Funktionselement 2 ist in der Fig. 2 dargestellt. Ein solcher Nocken 2 wird über die Bohrung 20 auf die Welle aufgebracht und dort z.B. über Presssitz befestigt. In einer alternativen Variante handelt es sich um eine gestufte Welle, deren Funktionselementsitze 3 unterschiedliche, d.h. gestufte Außendurchmesser aufweisen.

Die Fig. 3 zeigt eine Welle 1, auf welcher sich ein Nocken 2 als

Funktionselement befindet. Der umkreiste Bereich ist in den Figuren Fig. 4 und Fig. 5 einmal für eine Nockenwelle gemäß dem Stand der Technik (Fig. 4) und einmal für eine erfindungsgemäß hergestellte Nockenwelle (Fig. 5) vergrößert dargestellt.

In der Fig. 4 ist zu erkennen, dass der Nocken 2 im Zwischenbereich 4 ausreichend Spiel hat, so dass er nicht in Kontakt mit der Welle 1 kommt. Im Funktionselementsitz 3 tritt jedoch eine Überdeckung auf, durch welchen das Funktionselement 2 auf der Welle 1 befestigt wird.

Die Fig. 5 zeigt eine Nockenwelle, bei welcher der Zwischenbereich 4 einen derartigen Außendurchmesser aufweist, dass zwischen ihm und dem Nocken 2 kein Spiel mehr, sondern eine Überdeckung besteht. Beim Aufbringen des Nockens 2 kommt dieser somit auch im Zwischenbereich 4 in Kontakt mit der Welle 1 und bewirkt dort eine Glättung. Das Maß der Glättung ist dabei insbesondere durch den Grad der Überdeckung von Funktionselement 2, hier Nocken und Welle 1 einstellbar. Wie zu erkennen, ist die Überdeckung im Funktionselementsitz 3 größer als im Zwischenbereich, so dass der Presssitz des Funktionselements 2 auf der Welle 1 gewährleistet ist. Sind auf der Welle mehrere Zwischenbereiche ohne Spiel zu den über sie hinweg zu

bewegenden Funktionselementen vorgesehen, so kann auch eine Abstufung im Grad der Überdeckung vorgesehen sein, um z.B. ein Fressen zu

verhindern.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle,

mit einer Welle und mindestens einem Funktionselement,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Welle mit mindestens einem Funktionselementsitz und mindestens einem Zwischenbereich derartig erzeugt wird, dass eine durchgehende Bohrung des Funktionselements und der Zwischenbereich im Wesentlichen spielfrei zueinander sind,

und

dass das Funktionselement von einem Ende der Welle über den

Zwischenbereich zum Funktionselementsitz verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen Welle und Funktionselement ein Hilfsmittel eingebracht wird.

3. Verfahren zur Fertigung einer Vorrichtung,

mit einem wellenartigen Bauteil und mindestens einem teilweise ringartigen Bauteil,

dadurch gekennzeichnet,

dass das wellenartige Bauteil mit mindestens einem Bauteilsitz und mindestens einem Zwischenbereich derartig erzeugt wird, dass eine durchgehende Bohrung des teilweise ringartigen Bauteils und der

Zwischenbereich im Wesentlichen spielfrei zueinander sind,

und

dass das teilweise ringartige Bauteil von einem Ende des wellenartigen Bauteils über den Zwischenbereich zum Bauteilsitz verschoben wird.

4. Nockenwelle gefertigt nach dem Verfahren des Anspruchs 1 oder 2.

5. Nockenwelle nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass mehrere Funktionselemente vorgesehen sind,

dass mehrere Funktionselementsitze vorgesehen sind,

und

dass mehrere Zwischenbereiche vorgesehen sind, welche zumindest teilweise zwischen den Funktionselementsitzen angeordnet sind.

6. Nockenwelle nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zwischenbereiche unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.

7. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Funktionselement ein Nocken ist.