WO2016165894A1 - Nockenwelle - Google Patents

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WO2016165894A1
WO2016165894A1 PCT/EP2016/055528 EP2016055528W WO2016165894A1 WO 2016165894 A1 WO2016165894 A1 WO 2016165894A1 EP 2016055528 W EP2016055528 W EP 2016055528W WO 2016165894 A1 WO2016165894 A1 WO 2016165894A1
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recess
shaft body
shaft
camshaft
segment
Prior art date
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PCT/EP2016/055528
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English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Scherzinger
Original Assignee
Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Thyssenkrupp Ag
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
    • F16H57/0025—Shaft assemblies for gearings with gearing elements rigidly connected to a shaft, e.g. securing gears or pulleys by specially adapted splines, keys or methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
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    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F01L2001/0473—Composite camshafts, e.g. with cams or cam sleeve being able to move relative to the inner camshaft or a cam adjusting rod
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
    • F01L2013/0052—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams provided on an axially slidable sleeve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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 present invention relates to a camshaft having at least one shaft segment with at least one shaft body, wherein the shaft body has a recess for receiving an alignment element for aligning an end piece which can be connected to the shaft segment.
  • camshafts for example, control the gas exchange and thus the combustion of internal combustion engines.
  • the camshafts are thereby driven by the crankshaft, so that their rotational movement is in a precisely defined ratio to the rotational movement of the crankshaft and consequently to the position of the piston in the cylinders.
  • the camshaft on at least one shaft or a shaft body, which has, for example, a toothing along which at least one sliding element can be moved on the camshaft, so that the toothed shaft serves as a carrier of the sliding cam.
  • an end piece is attached to a distal end of this shaft body, which is centered, for example, on the outer diameter of the shaft body by means of a fit.
  • a pin which extends at least partially in the shaft body, an angular orientation of the end piece with respect to the shaft body takes place.
  • This pin is thereby axially, that is substantially parallel to the longitudinal axis of the shaft body introduced into the shaft body, in particular a wall of the shaft body, in particular pressed, thereby causing a deformation on the outer circumference of the shaft body due to, for example, a material displacement of the shaft body material radially outward.
  • camshaft having at least one shaft segment with at least one shaft body having the features of claim 1.
  • the camshaft according to the invention has at least one shaft segment with at least one shaft body.
  • the shaft body has a recess for receiving an alignment element for aligning an end piece which can be connected to the shaft segment, the recess extending along a longitudinal axis of the shaft segment starting from an end face of the shaft body within a shaft body wall.
  • the shaft body has at least one recess, which extends at least in sections along the recess on a lateral surface of the shaft body.
  • the camshaft according to the invention which has at least one shaft segment with at least one shaft body, is configured such that the shaft body adjacent to a recess for receiving an alignment element for aligning an end piece connectable to the shaft segment, wherein the recess along a Longitudinal axis of the shaft segment extending from an end face of the shaft body within a Wellenèvewandung, including a recess which extends at least partially along the recess between the recess and a lateral surface of the shaft body having.
  • the camshaft according to the invention has at least one shaft segment with a shaft body, it being also conceivable that the camshaft also has a camshaft segment, in particular a sliding cam element, in addition to the shaft segment.
  • the sliding cam element may, for example, also have a displacement component in which, for example, a guide track is introduced for receiving an actuator pin.
  • the cam element is advantageously arranged displaceably along a longitudinal axis of the shaft segment.
  • the shaft segment or the shaft body of the shaft segment advantageously a toothing on the outer lateral surface.
  • the toothing extends advantageously in the longitudinal direction of the shaft, that is along the longitudinal axis of the shaft segment to allow the displacement of the cam member and at the same time a rotationally fixed connection between the shaft segment and the shaft body of the shaft segment and the cam member.
  • the alignment element itself is advantageously configured in a pin-shaped form.
  • the alignment element is a component of the camshaft.
  • the alignment element is at least partially savings of the shaft body einbringbar. Consequently, the alignment element extends at least in sections parallel to the longitudinal axis of the shaft segment, corresponding to the extension of the recess.
  • the end piece to be connected to the shaft segment, in particular the shaft body is, for example, an end piece for, for example, a pump element or a phase splitter.
  • the tail itself is a corresponding phase divider.
  • the tail is advantageously connected to a distal end of the shaft segment, in particular of the shaft body, with this by the end piece is at least partially or partially placed or pushed onto the shaft segment, in particular the shaft body.
  • the tail is bolted to the shaft segment, in particular the shaft body.
  • an additional connecting element such as a screw is used to allow a detachable connection between the end pieces and the shaft segment, in particular the shaft body.
  • the shaft segment has an external thread
  • the end piece has an internal thread, which can be brought into operative connection with the external thread of the shaft segment.
  • the recess extends substantially centrally within the shaft segment or shaft body along the longitudinal axis of the shaft segment in order to allow a screw connection of the end piece with the shaft segment.
  • the shaft body is a hollow shaft.
  • the shaft segment advantageously has a further shaft or a further shaft body, which is designed, for example, in the form of a solid shaft and extends at least in sections coaxially with the hollow shaft through the bore of the hollow shaft.
  • the named recess is advantageously introduced in the presence of a shaft body in the form of a hollow shaft in a wall of the hollow shaft. Accordingly, it is conceivable that the named recess is formed either on an outer surface of the wall, in particular a lateral surface of the hollow shaft. Or it is possible that the recess is also introduced into the wall of the hollow shaft and extends in a wall region of the hollow shaft between the recess and the outer surface, that is, the lateral surface of the hollow shaft. ,
  • the shaft body is a solid shaft.
  • the recess is a bore, in particular a blind hole.
  • the recess is easily and inexpensively introduced into the shaft body wall.
  • the recess is parallel to the
  • the recess extends by means of an inclination to the longitudinal axis of the shaft segment within the shaft body.
  • the recess is designed such that a simple introduction of the alignment element is made possible.
  • the recess has a recess width which corresponds to the width of the recess, in particular the diameter of the recess.
  • the recess has a recess length extending along the longitudinal axis of the shaft segment, which corresponds to the length of the recess extending along the longitudinal axis of the shaft segment.
  • the recess is a gratings.
  • a gratification is easy and inexpensive to produce.
  • the recess is a flattening of at least a portion of the lateral surface or peripheral surface of the shaft body.
  • the diameter of the lateral surface is reduced, in particular in the region of the recess, to a remaining region of the lateral surface.
  • the recess is a bore, in particular a blind hole. Accordingly, it would be possible that the recess is made by means of the same tool in the material of the shaft body, as the recess. This is advantageous in terms of the production times of the machined shaft body and consequently the camshaft according to the invention, whereby manufacturing costs can advantageously be reduced. It is further possible that the recess is formed with respect to that angular position of the shaft body, on which the recess is formed. This is especially true when the recess does not extend in the region of the central longitudinal axis of the shaft formed as a solid shaft, but is formed in particular in a position spaced from the position of the central longitudinal axis position. Such a decentralized arrangement or design of the recess is made possible for example when introducing a recess in a wall of a hollow shaft. Accordingly, the formation of the recess is also oriented to such a decentralized arrangement.
  • the recess is introduced comparable to the recess by means of a removal process in the shaft body of the shaft segment.
  • the recess is produced prior to the introduction of the alignment element into the recess, so that this recess and in particular the region of the recess can receive the deformation resulting from the introduction of the alignment element into the recess (radially outward) such that the deformation consequently always occurs in the region the recess is formed and accordingly a collision of the deformation with the end piece to be applied is advantageously avoided.
  • FIG. 1 b is a longitudinal sectional view of the shaft body shown in FIG. 1 a
  • FIG. 2a is a cross-sectional view of the shaft body shown in FIGS. 1a and 1b with the pin and deformation introduced;
  • FIG. 2b is a longitudinal sectional view of the shaft body shown in FIG. 2a
  • FIG. 3a shows a cross-sectional view of an embodiment of a shaft body of a camshaft according to the invention
  • FIG. 3b is a longitudinal sectional view of the shaft body shown in FIG. 3a
  • 4a shows a cross-sectional view of the embodiment shown in Figures 3a and 3b of the wave body with introduced alignment element and formed deformation
  • FIG. 4b is a longitudinal sectional view of the shaft body shown in FIG. 4a
  • FIG. 5a shows a cross-sectional view of a further embodiment of a shaft body of the camshaft according to the invention
  • FIG. 5b shows a longitudinal section of the shaft body shown in FIG. 5a
  • Figure 6a is a cross-sectional view of the embodiment of the shaft body shown in Figures 5a and 5b with introduced alignment element and formed deformation, and
  • Figure 6b is a longitudinal sectional view of the shaft body shown in Figure 6a.
  • FIGS. 1 a to 4 b Elements with the same function and mode of operation are each provided with the same reference numerals in FIGS. 1 a to 4 b.
  • FIG. 1a is a cross-sectional view of an embodiment of a shaft body 1 of a camshaft 10, as known from the general state of the art.
  • the shaft body 1 is formed in the form of a solid shaft and has a recess 2 in the form of a bore.
  • FIG. 1b which shows a longitudinal section through the shaft body 1, the recess 2 extends along the longitudinal axis L of the shaft body 1 into the material of the shaft body 1.
  • the recess 2 is formed in the form of a bore, in particular a blind hole and has an opening 2.1, which is formed on the end face 1.1 of the shaft body 1.
  • the shaft body 1 is advantageously a component of the shaft segment 11 of the camshaft 10. It is conceivable that the camshaft 10 also includes a cam element, not shown here, in particular sliding cam element.
  • FIGS. 2 a and 2 b sectional views of the shaft body 1 shown in FIGS. 1 a and 1 b are shown, wherein an alignment element 3, which is designed in particular in the form of a pin, is introduced into the recess 2. Due to the introduction of the alignment element 3 in the recess 2 is formed in the region of the lateral surface 1.2 of the shaft body 1, a deformation 5.
  • the deformation 5 extends in a known manner in the radial direction outwardly away from the lateral surface 1.2 of the shaft body 1 and thus forms a radial enlargement of the Shaft body 1, in particular of the shaft body diameter, in this region of the recess 2, in wel Chem of the alignment element 3 is introduced. Because of this sectionwise circumferential extension of the shaft body 1, it is no longer possible to apply the tail 4 with play on the distal end of the shaft body 1, since the deformation 5 is an obstacle.
  • FIGS. 3a to 4b show an embodiment of a shaft body 1 of a shaft segment 11 of a camshaft 10 according to the invention, which has a recess 6 in addition to the known recess 2.
  • the recess 6 is advantageously formed in the corresponding angular position to the recess 2 in the region of the lateral surface 1.2 of the shaft body 1 and thus represents a recess, in particular a reduction in radius or sections diameter reduction of the shaft body 1.
  • the recess 6, as shown in FIGS. 3a to 4b for example in the form of a flattening or flat position of the shaft body 1, in particular of the shaft body wall or of the lateral surface 1.2 of the shaft body 1. As shown in FIG.
  • the recess width 6.1 is advantageously larger in size than the recess width 2.2.
  • the width 6.1 of the recess 6 advantageously corresponds substantially to the width 2.2 of the recess 2.
  • the recess width 6.1 accordingly corresponds essentially to the recess width 2.2.
  • FIG. 3b also corresponds to the length 6.2 of the recess 6 is substantially the length 2.3 of the recess 2. Again, it is conceivable that the recess length 6.2 is larger than the recess length 2.3. Both embodiments advantageously make it possible that when the alignment element 3 is introduced, as shown in FIGS. 4 a and 4 b, the formation of the deformation is completely absorbed or compensated by means of the recess 6. As shown in particular in Fig. 4b, advantageously by means of the configuration of the recess 6, despite a formation of the deformation 5, an arranging of the end piece 4 to a distal end of the shaft body 1 of the shaft segment 11 of the camshaft 10 according to the invention possible.
  • FIGS. 5a to 6b show a further embodiment of a shaft body 1 of a camshaft 10 according to the invention.
  • the shaft body 1 in addition to the recess 2 in the form of a bore, in particular blind bore also has a recess 6 in the form of a bore, in particular blind hole.
  • the recess 6 is advantageously formed in the wall of the shaft body 1, which is formed according to the figures 5a to 6b as a solid shaft, in a geometrically extending between the recess 2 and the lateral surface 1.2 of the shaft body 1 wall portion of the shaft body 1.
  • An in the material of the shaft body 1 substantially completely introduced recess 6 favors maintaining an unchanged circular shell surface 1.2 of the shaft body 1.
  • the recess 2 has, as in particular in FIG. 5a, advantageously a recess width 6.1, which essentially corresponds to the recess width 2.2 of the recess 2. Accordingly, it is further conceivable that the recess 6 has a recess length 6.2, which substantially corresponds to the recess length 2.3 of the recess 2, as shown for example in FIG. 5b. However, it would also be conceivable that the recess 6 has a smaller dimensioned recess width 6.1 and / or recess length 6.2 than the width 2.2 or length 2.3 of the recess 2 is configured.
  • the camshaft according to the invention in particular the shaft segment and its shaft body are not limited to the embodiments shown in Figures 3a to 6b. Rather, it is conceivable that in particular the recess may have a different shape and / or positioning in order to allow deformation to the extent that despite the formation of the deformation due to the introduction of the alignment element in the recess arranging an end piece on the shaft body, in particular a distal End of the shaft body is made possible.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle mit zumindest einem Wellensegment mit wenigstens einem Wellenkörper, wobei der Wellenkörper eine Aussparung zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment verbindbaren Endstückes, wobei sich die Aussparung entlang einer Längsachse des Wellensegmentes ausgehend von einer Stirnfläche des Wellenkörpers innerhalb einer Wellenkörperwandung erstreckt, sowie eine Ausnehmung, welche sich zumindest abschnittsweise entlang der Aussparung an einer Mantelfläche oder zwischen der Aussparung und der Mantelfläche des Wellenkörpers erstreckt, aufweist.

Description

Nockenwelle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nockenwelle mit zumindest einem Wellensegment mit wenigstens einem Wellenkörper, wobei der Wellenkörper eine Aussparung zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment verbindbaren Endstückes aufweist.
Grundlegend ist es bekannt, dass Nockenwellen beispielsweise den Gaswechsel und damit die Verbrennung von Verbrennungsmotoren steuern. Vorteilhaft werden die Nockenwellen dabei von der Kurbelwelle angetrieben, sodass ihre Drehbewegung in einem genau definierten Verhältnis zur Drehbewegung der Kurbelwelle steht und folglich zur Position der Kolben in den Zylindern . Bekannterweise weist hierbei die Nockenwelle zumindest eine Welle beziehungsweise einen Wellenkörper auf, welcher beispielsweise eine Verzahnung aufweist, entlang derer zumindest ein Schiebeelement auf der Nockenwelle verschoben werden kann, sodass die verzahnte Welle als Träger der Schiebenocke dient. Es ist des Weiteren grundlegend bekannt, dass an einem distalen Ende dieses Wellenkörpers ein Endstück angebracht ist, welches beispielsweise am Außendurchmesser des Wellenkörpers mittels einer Passung zentriert wird. Mittels eines Stiftes, der sich zumindest abschnittsweise in dem Wellenkörper erstreckt, findet eine Winkelorientierung des Endstückes in Bezug auf den Wellenkörper statt. Dieser Stift wird dabei axial, das bedeutet im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Wellenkörpers in den Wellenkörper, insbesondere eine Wandung des Wellenkörpers eingebracht, insbesondere eingepresst, und verursacht dadurch eine Deformation am Außenumfang des Wellenkörpers aufgrund beispielsweise einer Materialverdrängung des Wellenkörpermaterials radial nach außen. Eine derartig entstandene Deformation führt nachteilig dazu, dass das benannte Endstück nicht mehr mit dem vorgeschriebenen Spiel auf den Wellenkörper aufgebracht beziehungsweise mit dem Wellenkörper zentriert verbunden werden kann. Das bedeutet, dass folglich nach dem Einbringen des Stiftes in den Wellenkörper dieser Wellenkörper zumindest in dem deformierten Bereich zusätzlich bearbeitet, insbesondere überschliffen werden muss, um die Deformation beziehungsweise die Aufwölbung in der Umfangsfläche des Wellenkörpers zu reduzieren. Ein weiterer Bearbeitungsschritt bei der Herstellung der Nockenwelle bedeutet demnach nachteilig eine Kostenintensivierung bei der Herstellung der Nockenwelle sowie die Gefahr der Nichteinhaltung von vorgeschriebenen Toleranzen aufgrund der zusätzlichen Bearbeitung von einzelnen Komponenten, wie insbesondere der verzahnten Welle. Desweiteren ist es als nachteilig anzusehen, dass bei einer Abtragung der Deformation auch eine Beschädigung der Verzahnung auftreten kann, sodass beispielsweise in diesem Bereich ein einfaches Aufschieben beziehungsweise Aufbringen des Nockenelementes insbesondere des Schiebenockenelementes nicht mehr gewährleistet werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Nockenwelle mit einem entsprechenden Wellensegment zumindest teilweise zu beheben . Insbe- sondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Nockenwelle und insbesondere ein Wellensegment der Nockenwelle zu schaffen, bei welcher der Stift nach dem Schleifen der Passung an der Welle eingepresst werden kann, wobei das Endstück dennoch mit Spiel auf dem Wellensegment beziehungsweise dem Wellenkörper geführt wird.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Nockenwelle mit zumindest einem Wellensegment mit wenigstens einem Wellenkörper mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die erfindungsgemäße Nockenwelle weist zumindest ein Wellensegment mit wenigstens einem Wellenkörper auf. Der Wellenkörper weist erfindungsgemäß eine Aussparung zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment verbindbaren Endstückes auf, wobei sich die Aussparung entlang einer Längsachse des Wellensegmentes ausgehend von einer Stirnfläche des Wellenkörpers innerhalb einer Wellenkörperwandung erstreckt. Des Weiteren weist der Wellenkörper zumindest eine Ausnehmung auf, welche sich zumindest abschnittsweise entlang der Aussparung an einer Mantelfläche des Wellenkörpers erstreckt.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die erfindungsgemäße Nockenwelle, welche zumindest ein Wellensegment mit wenigstens einem Wellenkörper aufweist, derart ausgestaltet ist, dass der Wellenkörper neben einer Aussparung zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment verbindbaren Endstückes, wobei sich die Aussparung entlang einer Längsachse des Wellensegmentes ausgehend von einer Stirnfläche des Wellenkörpers innerhalb einer Wellenkörperwandung erstreckt, auch eine Ausnehmung, welche sich zumindest abschnittsweise entlang der Aussparung zwischen der Aussparung und einer Mantelfläche des Wellenkörpers erstreckt, aufweist.
Die erfindungsgemäße Nockenwelle weist demzufolge zumindest ein Wellensegment mit einem Wellenkörper auf, wobei es zudem auch denkbar ist, dass die Nockwelle zusätzlich zu dem Wellensegment auch ein Nockenwellensegment, insbesondere ein Schiebenockenelement aufweist. Das Schiebenockenelement kann dabei beispielsweise auch eine Verschiebekomponente aufweisen, in welcher beispielsweise eine Führungsbahn zur Aufnahme eines Aktuatorpins eingebracht ist. Demzufolge ist das Nockenelement vorteilhaft entlang einer Längsachse des Wellensegmentes verschiebbar angeordnet. Hierfür weist das Wellensegment bzw. der Wellenkörper des Wellensegmentes vorteilhaft eine Verzahnung an dessen äußerer Mantelfläche auf. Die Verzahnung erstreckt sich vorteilhaft in Längsrichtung der Welle, das bedeutet entlang der Längsachse des Wellensegmentes, um das Verschieben des Nockenelementes und zugleich eine drehfeste Verbindung zwischen dem Wellensegment bzw. dem Wellenkörper des Wellensegmentes und dem Nockenelement zu ermöglichen. Das Ausrichtungselement selbst ist vorteilhaft in einer stiftförmigen Gestalt ausgestaltet. Vorteilhaft ist das Ausrichtungselement ein Bestandteil der Nockenwelle. Das Ausrichtungselement ist zumindest abschnittsweise in die Aus- sparung des Wellenkörpers einbringbar. Folglich erstreckt sich das Ausrichtungselement zumindest abschnittsweise parallel zur Längsachse des Wellensegmentes, entsprechend der Erstreckung der Aussparung . Das mit dem Wellensegment, insbesondere dem Wellenkörper zu verbindende Endstück ist beispielsweise ein Abschlussstück für zum Beispiel ein Pumpenelement oder einen Phasensteiler. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Endstück selbst ein entsprechender Phasensteiler ist. Das Endstück wird vorteilhaft an einem distalen Ende des Wellensegmentes, insbesondere des Wellenkörpers, mit diesem verbunden, indem das Endstück zumindest teilweise bzw. abschnittsweise auf das Wellensegment, insbesondere dem Wellenkörper aufgesetzt bzw. aufgeschoben wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Endstück mit dem Wellensegment, insbesondere dem Wellenkörper verschraubt wird . Hierbei wird beispielsweise ein zusätzliches Verbindungselement, wie eine Schraube verwendet, um eine lösbare Verbindung zwischen den Endstücken und dem Wellensegment, insbesondere dem Wellenkörper zu ermöglichen. Es ist des Weiteren denkbar, dass beispielsweise das Wellensegment ein Außengewinde aufweist, während das Endstück ein Innengewinde aufweist, welches mit dem Außengewinde des Wellensegmentes in Wirkverbindung gebracht werden kann. Und hierbei ist es vorteilhaft möglich, dass die Aussparung sich im Wesentlichen zentrisch innerhalb des Wellensegmentes bzw. Wellenkörpers entlang der Längsachse des Wellensegmentes erstreckt, um eine Verschraubung des Endstückes mit dem Wellensegment zu ermöglichen .
Es ist des Weiteren denkbar, dass der Wellenkörper eine Hohlwelle ist. In diesem Fall weist das Wellensegment vorteilhaft eine weitere Welle bzw. einen weiteren Wellenkörper auf, welcher beispielsweise in Gestalt einer Vollwelle ausgebildet ist und sich zumindest abschnittsweise koaxial zur Hohlwelle durch die Bohrung der Hohlwelle hindurch erstreckt. Die benannte Aussparung ist bei Vorliegen eines Wellenkörpers in Gestalt einer Hohlwelle vorteilhaft in einer Wandung der Hohlwelle eingebracht. Dementsprechend ist es denkbar, dass die benannte Ausnehmung entweder an einer äußeren Oberfläche der Wandung, insbesondere einer Mantelfläche der Hohlwelle ausgebildet ist. Oder es ist möglich, dass die Ausnehmung ebenfalls in der Wandung der Hohlwelle eingebracht ist und sich in einem Wandungsbereich der Hohlwelle zwischen der Aussparung und der äußeren Oberfläche, sprich der Mantelfläche der Hohlwelle erstreckt. .
Es ist des Weiteren möglich, dass der Wellenkörper eine Vollwelle ist. Bei dieser Ausführungsform entspricht folglich das (Voll-)Material des Wellenkörpers bzw. der Vollwelle der Wellenkörperwandung . Demnach ist es denkbar, dass sich die Aussparung in einer beliebigen Winkelposition, betrachtet von der Stirnfläche des Wellenkörpers aus, in diesen Wellenkörper hinein erstreckt.
Es ist des Weiteren möglich, dass die Aussparung eine Bohrung, insbesondere eine Sacklochbohrung ist. Vorteilhaft ist demnach die Aussparung einfach und kostengünstig in die Wellenkörperwandung einbringbar. Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren möglich, dass die Aussparung sich parallel zur
Längsachse des Wellensegmentes, insbesondere des Wellenkörpers erstreckt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Aussparung sich mittels einer Neigung zur Längsachse des Wellensegmentes innerhalb des Wellenkörpers erstreckt. Vorteilhaft ist die Aussparung derart gestaltet, dass ein einfaches Einbringen des Ausrichtungselementes ermöglicht wird .
Es ist des Weiteren möglich, dass die Ausnehmung eine Ausnehmungsbreite aufweist, welche der Breite der Aussparung, insbesondere dem Durchmesser der Aussparung entspricht. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass eine aufgrund eines möglichen Einbringens des Ausrichtungselementes in die Aussparung entstehende Deformation, welche insbesondere im Bereich der Mantelfläche des Wellenkörpers entsteht, mittels der ausgebildeten Ausnehmung reduziert wird . Demnach ist es denkbar, dass die entstehende Deformierung sich insbesondere lediglich innerhalb des Bereiches der Ausnehmung bildet bzw. ausbildet und folglich nicht die Mantelfläche des Wellenkörpers deformiert bzw. den Durchmesser des Wellenkörpers über das Maximalmaß hinaus erhöht bzw. aufweitet.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Ausnehmung eine sich entlang der Längsachse des Wellensegmentes erstreckende Ausnehmungslänge aufweist, welche der sich entlang der Längsachse des Wellensegmentes erstreckenden Länge der Aussparung entspricht. Dies führt vorteilhaft dazu, dass die sich bildende Deformation aufgrund des Einbringens des Ausrichtungselementes innerhalb der Aussparung über die gesamte Länge der Ausnehmung vollständig aufgenommen wird . Dadurch wird eine Durchmessererweiterung des Wellenkörpers, insbesondere des Wellensegmentes, vorteilhaft zumindest im Bereich der Ausnehmung bzw. Aussparung verhindert.
Im Rahmen der Erfindung ist es demnach möglich, dass die Ausnehmung eine Gratung ist. Eine Gratung ist einfach und kostengünstig herstellbar.
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Ausnehmung eine Abflachung zumindest eines Abschnittes der Mantelfläche bzw. Umfangsfläche des Wellenkörpers ist. Hierbei ist es insbesondere denkbar, dass der Durchmesser der Mantelfläche insbesondere im Bereich der Ausnehmung zu einem verbleibenden Bereich der Mantelfläche verringert ist.
Ebenfalls ist es denkbar, dass die Ausnehmung eine Bohrung, insbesondere eine Sacklochbohrung ist. Demnach wäre es möglich, dass die Ausnehmung mittels des gleichen Werkzeuges in das Material des Wellenkörpers eingebracht ist, wie die Aussparung . Dies ist vorteilhaft hinsichtlich der Produktionszeiten des bearbeiteten Wellenkörpers und folglich der erfindungsgemäßen Nockenwelle, wodurch vorteilhaft Herstellkosten reduziert werden können. Es ist des Weiteren möglich, dass die Ausnehmung hinsichtlich derjenigen Winkellage des Wellenkörpers ausgebildet ist, an welcher die Aussparung ausgebildet ist. Dies ist insbesondere dann gegeben, wenn die Aussparung sich nicht im Bereich der zentrischen Längsachse des als Vollwelle ausgebildeten Wellenkörpers erstreckt, sondern insbesondere in einer von der Position der zentrischen Längsachse beabstandeten Position ausgebildet ist. Eine derartige dezentrale Anordnung bzw. Ausbildung der Aussparung ist beispielsweise bei einem Einbringen einer Aussparung in einer Wandung einer Hohlwelle ermöglicht. An einer derartigen dezentralen Anordnung orientiert sich demnach auch die Ausbildung der Ausnehmung .
Vorteilhaft ist es denkbar, dass die Ausnehmung vergleichbar zur Aussparung mittels eines Abtragungsprozesses in den Wellenkörper des Wellensegmentes eingebracht wird . Vorteilhaft wird die Ausnehmung vor dem Einbringen des Ausrichtungselementes in die Aussparung erzeugt, sodass diese Ausnehmung und insbesondere der Bereich der Ausnehmung die durch das Einbringen des Ausrichtungselementes in die Aussparung entstehende Deformation (radial nach außen) derart aufnehmen kann, dass die Deformation folglich immer im Bereich der Ausnehmung entsteht und demnach eine Kollision der Deformation mit dem aufzubringenden Endstück vorteilhaft vermieden wird .
Ausführungsformen des Wellensegmentes, insbesondere des Wellenkörpers der erfindungsgemäßen Nockenwelle werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur la eine Querschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Wellenkörpers einer aus dem Stand der Technik bekannten Nockenwelle
Figur 1 b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur la gezeigten Wellenkörpers,
Figur 2a eine Querschnittdarstellung des in den Figuren la und lb gezeigten Wellenkörpers mit eingebrachtem Stift und Deformation,
Figur 2b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur 2a gezeigten Wellenkörpers,
Figur 3a eine Querschnittdarstellung einer Ausführungsform eines Wellenkörpers einer erfindungsgemäßen Nockenwelle,
Figur 3b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur 3a gezeigten Wellenkörpers, Figur 4a eine Querschnittdarstellung der in den Figuren 3a und 3b gezeigten Ausführungsform des Wellen körpers mit eingebrachtem Ausrichtungselement und ausgebildeter Deformation,
Figur 4b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur 4a gezeigten Wellenkörpers,
Figur 5a eine Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Wellenkörpers der erfindungsgemäßen Nockenwelle,
Figur 5b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur 5a gezeigten Wellenkörpers,
Figur 6a eine Querschnittsdarstellung der in den Figuren 5a und 5b gezeigten Ausführungsform des Wellenkörpers mit eingebrachtem Ausrichtungselement und ausgebildeter Deformation, und
Figur 6b eine Längsschnittdarstellung des in der Figur 6a gezeigten Wellenkörpers.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren la bis 4b jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der Fig . la ist in einer Querschnittdarstellung eine Ausführungsform eines Wellenkörpers 1 einer Nockenwelle 10, wie aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, gezeigt. Der Wellenkörper 1 ist in Gestalt einer Vollwelle ausgebildet und weist eine Aussparung 2 in Gestalt einer Bohrung auf. Wie insbesondere in der Fig . lb dargestellt, welche einen Längsschnitt durch den Wellenkörper 1 zeigt, erstreckt sich die Aussparung 2 entlang der Längsachse L des Wellenkörpers 1 in das Material des Wellenkörpers 1 hinein. Die Aussparung 2 ist in Gestalt einer Bohrung, insbesondere einer Sacklochbohrung ausgeformt und weist eine Öffnung 2.1 auf, welche an der Stirnfläche 1.1 des Wellenkörpers 1 ausgebildet ist. Der Wellenkörper 1 ist vorteilhaft ein Bestandteil des Wellensegmentes 11 der Nockenwelle 10. Hierbei ist es denkbar, dass die Nockenwelle 10 zudem auch ein hier nicht gezeigtes Nockenelement, insbesondere Schiebenockenelement, umfasst.
In den Fig. 2a und 2b sind jeweils Schnittdarstellungen des in den Fig. la und lb gezeigten Wellenkörpers 1 abgebildet, wobei ein Ausrichtungselement 3, welches insbesondere in Gestalt eines Stiftes ausgebildet ist, in die Aussparung 2 eingebracht ist. Aufgrund des Einbringens des Ausrichtungselementes 3 in die Aussparung 2 entsteht im Bereich der Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 eine Deformation 5. Die Deformation 5 erstreckt sich bekannter Weise in radialer Richtung nach außen von der Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 weg und bildet damit eine radiale Vergrößerung des Wellenkörpers 1 , insbesondere des Wellenkörperdurchmessers, in diesem Bereich der Aussparung 2, in wel- chem des Ausrichtungselement 3 eingebracht ist. Aufgrund dieser abschnittsweisen Umfangserweiterung des Wellenkörpers 1 ist es nicht mehr möglich das Endstück 4 mit Spiel auf das distale Ende des Wellenkörpers 1 aufzubringen, da die Deformation 5 ein Hindernis darstellt.
Um dem aus dem Stand der Technik bekannten Nachteil zu begegnen, zeigen die Figuren 3a bis 4b eine Ausführungsform eines Wellenkörpers 1 eines Wellensegmentes 11 einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 10, welche zusätzlich zu der bekannten Aussparung 2 eine Ausnehmung 6 aufweist. Die Ausnehmung 6 ist vorteilhaft in der entsprechenden Winkellage zur Aussparung 2 im Bereich der Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 ausgebildet und stellt demnach eine Vertiefung, insbesondere eine Radiusreduzierung bzw. abschnittsweise Durchmesserreduzierung des Wellenkörpers 1 dar. Die Ausnehmung 6 ist, wie in den Fig . 3a bis 4b gezeigt, beispielsweise in Form einer Abflachung bzw. Flachstelle des Wellenkörpers 1, insbesondere der Wellenkörperwandung bzw. der Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 ausgebildet. Wie in der Fig . 3a gezeigt, ist die Ausnehmungsbreite 6.1 vorteilhaft größer dimensioniert als die Aussparungsbreite 2.2. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Breite 6.1 der Ausnehmung 6 vorteilhaft im Wesentlichen der Breite 2.2 der Aussparung 2 entspricht. Bei einer Ausgestaltung einer Aussparung 2 in Form einer Bohrung, insbesondere einer Sacklochbohrung entspricht demnach die Ausnehmungsbreite 6.1 im Wesentlichen der Aussparungsbreite 2.2.
Wie in der Fig . 3b gezeigt, entspricht auch die Länge 6.2 der Ausnehmung 6 im Wesentlichen der Länge 2.3 der Aussparung 2. Auch hierbei ist es denkbar, dass die Ausnehmungslänge 6.2 größer dimensioniert ist als die Aussparungslänge 2.3. Beide Ausführungsformen ermöglichen vorteilhaft, dass bei einem Einbringen des Ausrichtungselementes 3, wie in den Figuren 4a und 4b gezeigt, die Ausbildung der Deformation vollständig mittels der Ausnehmung 6 aufgenommen bzw. kompensiert wird . Wie insbesondere in der Fig. 4b gezeigt, ist vorteilhaft mittels der Ausgestaltung der Ausnehmung 6 trotz einer Ausbildung der Deformation 5 ein Anordnen des Endstückes 4 an ein distales Ende des Wellenkörpers 1 des Wellensegmentes 11 der erfindungsgemäßen Nockenwelle 10 möglich.
In den Figuren 5a bis 6b ist eine weitere Ausführungsform eines Wellenkörpers 1 einer erfindungsgemäßen Nockenwelle 10 gezeigt. Der Wellenkörper 1 weist neben der Aussparung 2 in Gestalt einer Bohrung, insbesondere Sacklochbohrung auch eine Ausnehmung 6 in Gestalt einer Bohrung, insbesondere Sacklochbohrung auf. Die Ausnehmung 6 ist vorteilhaft in der Wandung des Wellenkörpers 1, welcher gemäß der Figuren 5a bis 6b als Vollwelle ausgebildet ist, in einem sich geometrisch zwischen der Aussparung 2 und der Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 erstreckenden Wandungsabschnitt des Wellenkörpers 1 ausgebildet. Ein in das Material des Wellenkörpers 1 im Wesentlichen vollständig eingebrachte Ausnehmung 6 begünstigt ein Beibehalten einer unverändert kreisförmigen Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1. Dies ist vorteilhaft, wenn diese (Außen-)Mantelfläche 1.2 des Wellenkörpers 1 nicht verändert bzw. nachträglich bearbeitet werden soll bzw. darf. Die Aussparung 2 weist, wie insbesondere in der Fig . 5a gezeigt, vorteilhaft einen Ausnehmungsbreite 6.1 auf, welche im Wesentlichen der Aussparungsbreite 2.2 der Aussparung 2 entspricht. Demzufolge ist es des Weiteren denkbar, dass die Ausnehmung 6 eine Ausnehmungslänge 6.2 aufweist, welche im Wesentlichen der Aussparungslänge 2.3 der Aussparung 2 entspricht, wie beispielsweise in der Fig . 5b gezeigt. Es wäre jedoch auch denkbar, dass die Ausnehmung 6 eine geringer dimensionierte Ausnehmungsbreite 6.1 und/oder Ausnehmungslänge 6.2 aufweist, als die Breite 2.2 bzw. Länge 2.3 der Aussparung 2 ausgestaltet ist.
Die erfindungsgemäße Nockenwelle, insbesondere das Wellensegment und dessen Wellenkörper sind nicht auf die in den Figuren 3a bis 6b gezeigten Ausführungsformen begrenzt. Vielmehr ist es denkbar, dass insbesondere die Ausnehmung eine unterschiedliche Gestalt und/oder Positionierung aufweisen kann, um eine Deformation soweit zuzulassen, dass trotz der Ausbildung der Deformation aufgrund des Einbringens des Ausrichtungselementes in die Aussparung ein Anordnen eines Endstückes an dem Wellenkörper, insbesondere einem distalen Ende des Wellenkörpers ermöglicht wird .
Bezugszeichenliste
1 Wellen körper
1.1 Stirnfläche
1.2 Mantelfläche
2 Aussparung
2.1 Öffnung
2.2 Aussparungsbreite /Breite der Aussparung
2.3 Aussparungslänge /Länge der Aussparung
3 Ausrichtungselement
4 Endstück
5 Deformation
6 Ausnehmung
6.1 Ausnehmungsbreite / Breite der Ausnehmung
6.2 Ausnehmungslänge / Länge der Ausnehmung
10 Nockenwelle
11 Wellensegment
L Längsachse

Claims

Patentansprüche
1. Nockenwelle (10) mit zumindest einem Wellensegment (11) mit wenigstens einem Wellenkörper (1), wobei der Wellenkörper (1)
eine Aussparung (2) zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes (3) zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment (11) verbindbaren Endstückes (4), wobei sich die Aussparung (2) entlang einer Längsachse (L) des Wellensegmentes (11) ausgehend von einer Stirnfläche (1.1) des Wellenkörpers (1) innerhalb einer Wellenkörperwandung erstreckt, sowie
eine Ausnehmung (6), welche sich zumindest abschnittsweise entlang der Aussparung (2) an einer Mantelfläche (1.2) des Wellenkörpers (1) erstreckt, aufweist
2. Nockenwelle (10) mit zumindest einem Wellensegment (11) mit wenigstens einem Wellenkörper (1), wobei der Wellenkörper (1)
eine Aussparung (2) zur Aufnahme eines Ausrichtungselementes (3) zum Ausrichten eines mit dem Wellensegment (11) verbindbaren Endstückes (4), wobei sich die Aussparung (2) entlang einer Längsachse (L) des Wellensegmentes (11) ausgehend von einer Stirnfläche (1.1) des Wellenkörpers (1) innerhalb einer Wellenkörperwandung erstreckt, sowie
eine Ausnehmung (6), welche sich zumindest abschnittsweise entlang der Aussparung (2) zwischen der Aussparung (2) und einer Mantelfläche (1.2) des Wellenkörpers (1) erstreckt, aufweist.
3. Nockenwelle (10) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wellenkörper (1) eine Hohlwelle ist.
4. Nockenwelle (10) gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wellenkörper (1) eine Vollwelle ist.
5. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparung (2) eine Bohrung, insbesondere eine Sacklochbohrung ist.
6. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aussparung (2) sich parallel zur Längsachse (L) des Wellensegmentes (11) erstreckt.
7. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) eine Ausnehmungsbreite (6.1) aufweist, welche der Breite (2.2) der Aussparung (2), insbesondere dem Durchmesser der Aussparung (2) entspricht.
8. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) eine sich entlang der Längsachse (L) des Wellensegmentes (11) erstreckende Ausnehmungslänge (6.2) aufweist, welche der sich entlang der Längsachse (L) des Wellensegmentes (11) erstreckenden Länge (2.3) der Aussparung (2) entspricht.
9. Nockenwelle (10) gemäß Anspruch 1 oder gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) eine Gratung ist.
10. Nockenwelle (10) gemäß Anspruch 1 oder gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) eine Abflachung zumindest eines Abschnittes der Mantelfläche (1.2) des Wellenkörpers (1) ist.
11. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) eine Bohrung, insbesondere eine Sacklochbohrung ist.
12. Nockenwelle (10) gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausnehmung (6) hinsichtlich derjenigen Winkellage des Wellenkörpers (1) ausgebildet ist, an welcher die Aussparung (2) ausgebildet ist.
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Citations (4)

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