WO2019096846A1 - Schiebenockenelement, nockenwelle und verfahren zur herstellung eines schiebenockenelements - Google Patents

Schiebenockenelement, nockenwelle und verfahren zur herstellung eines schiebenockenelements Download PDF

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WO2019096846A1
WO2019096846A1 PCT/EP2018/081229 EP2018081229W WO2019096846A1 WO 2019096846 A1 WO2019096846 A1 WO 2019096846A1 EP 2018081229 W EP2018081229 W EP 2018081229W WO 2019096846 A1 WO2019096846 A1 WO 2019096846A1
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cam
carrier tube
cam carrier
dad
net
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PCT/EP2018/081229
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Alexander Langer
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Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
Thyssenkrupp Ag
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/84—Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
    • B21D53/845—Making camshafts
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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 invention relates to a sliding cam element, a camshaft and a method for producing a sliding cam element.
  • a goal of the advancement of internal combustion engines is the
  • Push cam elements are an important technology for improving engine efficiency and legal compliance
  • Valve controls affect the valve lift movements of the intake and exhaust valves by changing the cam profiles or switch off valves by changing the cam profiles.
  • Sliding cam elements generally consist of a basic shaft, a
  • the sliding cam element known from DE 10 2012 112 039 A1 essentially has two cam sections, each with two different ones
  • the link section comprises two grooves and four groove walls, wherein two of the groove walls form a return element.
  • the known sliding cam elements is made of a solid material by mechanical manufacturing processes. This has the disadvantage that high production and material costs result from the high number of mechanical production steps and the large amount of material removal. Furthermore, sliding cam elements can also be designed as assemblies.
  • the basic wave, the adjustment gate and the cam elements are produced as individual components.
  • the cam elements and the Verstellkulisse be connected by joining steps with the fundamental. Here are the
  • Cam carrier tube with the Verstellkulisse has the further disadvantage that the joint during operation of the internal combustion engine does not have a constant fatigue strength over the entire temperature range.
  • the joint connection can come loose.
  • the invention is based on the object, a sliding cam element
  • the invention is also based on the object, a camshaft and a method for producing a
  • the invention is based on the idea to provide a sliding cam element comprising a cam carrier tube and at least one cam, wherein the cam is connected to the cam carrier tube and the cam carrier tube has at least one shift gate.
  • the shift gate is formed as a plastically deformed pipe section of the cam carrier tube, which extends radially outward.
  • the cam carrier tube has in the region of the plastically deformed tube section an accumulation of material, in particular a material thickening.
  • the sliding cam element comprises at least one cam, wherein preferably four cams are connected to the cam carrier tube.
  • the four cams are each divided into two pairs of cams, wherein a pair of cams may each have two cam surfaces.
  • the push cam member may be further preferably formed by a double push cam member comprising eight cams divided into four pairs of cams. The cam pairs also each have two cam surfaces.
  • the invention has several advantages. Due to the one-piece or one-piece design of the shift gate as a plastically deformed pipe section of the
  • Cam carrier tube eliminates the joint connection or the interference fit between the shift gate and the cam carrier tube. This advantageously allows a compact design of the sliding cam element and a
  • the shift gate is cohesively and thus permanently connected to the cam carrier tube.
  • the plastically deformed pipe section is produced by at least one forming step and therefore not mechanically produced from a solid material. This has the advantage that only a small material removal to form the shift gate is required and thus material costs are greatly reduced.
  • the plastically deformed pipe section by a cold forming of the
  • Cam carrier tube made. This has the advantage that the cam carrier tube is only slightly heated. Furthermore, the mechanical properties of the cam carrier tube and the shift gate are improved and a high dimensional accuracy or volume accuracy of the support ear and / or the
  • the invention has the further advantage that the plastically deformed pipe section has a high torsional and bending stiffness due to the one-piece or one-piece design of the shift gate with the cam carrier tube. Furthermore, this advantageously allows lower wall thicknesses and deeper adjustment grooves in the area of the shifting gate.
  • the plastically deformed pipe section is formed radially circumferentially to the longitudinal axis of the cam carrier tube. This has the advantage that the shift gate forms a compact design. Furthermore, a radial design of the tube section allows easy handling of the carrier tube in the further manufacturing process. This allows a reduction in the production times and thus the production costs.
  • the shift gate has at least one guide profile.
  • the cam carrier tube is through
  • Valve control of a valve lift movement of at least one intake valve and / or exhaust valve This has the advantage that the pollutant emissions of an internal combustion engine can be specifically reduced and thus the
  • the guide profile is formed by at least one groove and / or at least one web, which / has a curved and / or straight course.
  • the at least one groove has the advantage that it has at least one groove wall.
  • the groove wall allows a simple mechanical guidance of an actuating element, for example an actuating pin, with the
  • Grooved wall cooperates and can move the cam carrier tube in an axial longitudinal direction.
  • the web can have at least one web wall.
  • the Web wall also allows easy mechanical guidance of the
  • Actuating element for example an actuating pin
  • Web wall cooperates and can move the cam carrier tube in an axial longitudinal direction. Furthermore, advantageously, the cam carrier tube can be displaced in a time-definable manner by the curved and / or rectilinear course of the groove and / or the web in an axial longitudinal direction of the cam carrier tube. This allows dynamic control of the valve lift movement of the intake and exhaust valves. Thus, the pollutant emissions of the
  • Internal combustion engine can be specifically reduced.
  • the cam carrier tube is formed by a one-piece base carrier tube.
  • the plastically deformed pipe section and thus the shift gate can be arranged and / or formed at different positions on the cam carrier tube.
  • the cam carrier tube comprises at least one base carrier tube and at least one tube piece, which is materially connected at one end and / or at both ends to an axial end of the base carrier tube.
  • the pipe section and thus the shift gate can also be arranged at different positions on the cam carrier tube. It is advantageous that the pipe section and the base support tube may be formed of different materials. Thus, it is possible that the pipe section and the base support tube made
  • Materials with improved material properties can be formed, which meet the requirements of subsequent manufacturing processes and / or
  • cam carrier tube Furthermore, a high material variability of the cam carrier tube is made possible, whereby the number of manufacturing and / or processing steps and the energy consumption in a heat treatment of the cam carrier tube can be reduced. Furthermore, it is advantageous that through the use of different materials and through optimized wall thickness ratios or diameter ratios between the base support tube and the tube piece a reduction in the weight of the cam carrier tube is made possible.
  • the cam carrier tube comprises a base support tube and at least one circular cylindrical inlay.
  • the inlay is inserted into the outer surface of the base support tube and connected or connectable to the base support tube.
  • the inlay and thus the shift gate can be arranged at different positions on the cam carrier tube. This has the advantage that the inlay and the base support tube made of different materials with
  • the pipe section or inlay is in the area of plastically deformed
  • the cam carrier tube has at least one internal toothing, by means of which the cam carrier tube can be connected in a rotationally fixed manner to a basic shaft.
  • the non-rotatable connection advantageously allows a transmission of torque from the fundamental to the
  • Cam support tube By the cams, which are rotatably connected to the cam carrier tube, the intake and exhaust valves of the internal combustion engine can be actuated.
  • the cam carrier tube has at least one latching device which is designed such that the
  • Cam carrier tube with a fundamental and non-positive or positive fit can be coupled.
  • the latching device has the advantage that the cam carrier tube can be locked in an axial longitudinal direction of the cam carrier tube. Thereby a definable axial position of the cam carrier tube and thus the cam on the fundamental shaft is made possible.
  • a subsidiary aspect of the invention relates to a camshaft having a basic shaft and at least one previously described sliding cam element.
  • the proposed method for producing a sliding cam element according to another aspect of the invention is a cam carrier tube in FIG.
  • At least one forming area of the cam carrier tube by at least one hot forming step, a Halbumform suits or a cold forming step formed.
  • In the forming region of the cam carrier tube is thereby at least one shift gate as a plastically deformed pipe section of the
  • a hot forming of the cam carrier tube has the advantage that after a heating of the cam carrier tube with low forming forces, the cam carrier tube can be greatly deformed.
  • a warm forging of the cam carrier tube has the advantage that at approximately low forming forces a strong deformation of the
  • Cam carrier tube is made possible. In this case, no structural change of a material of the cam carrier tube occurs. Cold forming of the cam carrier tube
  • Cam carrier tube allows a deformation of the cam carrier tube with a high dimensional accuracy, an increase in the material strength of the
  • Cam carrier tube and a reduction in the material elongation at break of the cam carrier tube are required, whereby energy is saved.
  • Cam carrier tube formed so that a length of the cam carrier tube is reduced.
  • the cam carrier tube in the forming area Prior to hot forming, the cam carrier tube in the forming area is heated to a temperature that is above a recrystallization temperature of a cam carrier tube material. In contrast to hot forming, the cam carrier tube is in the forming area to a
  • Cam carrier tube material is located.
  • Semi-warm forming methods combine individual Advantages of hot forming and cold forming.
  • the half-warm forming of the cam carrier tube on the one hand allows low forming forces and on the other hand, an increase in the material strength.
  • the cam carrier tube and / or the shift gate will / will after the hot forming step, the warm forging step or the
  • Machining step processed wherein at least one groove or at least one web is formed. Furthermore, at least one cam is connected to the cam carrier tube by at least one joining step.
  • the cam carrier tube is processed by at least one mechanical manufacturing step, wherein at least one internal toothing and / or at least one latching device is formed.
  • Another subsidiary aspect of the invention relates to a
  • Sliding cam element comprising a cam carrier tube and at least one cam, wherein the cam is connected to the cam carrier tube and the cam carrier tube has at least one shift gate.
  • the shift gate and the cam carrier tube are integrally formed and
  • cam and the cam carrier tube joined.
  • This embodiment advantageously allows a cost-effective production by the one-piece design of the cam carrier tube with the shift gate. Furthermore, a high variety of components is made possible by joint connection between the cam carrier tube and the cam. In this case, several cams may be joined to the cam carrier tube.
  • the shift gate is designed as a plastically deformed, mechanically processed or cohesively applied pipe section of the cam carrier tube, which extends radially outward.
  • the cam carrier tube advantageously has an accumulation of material in the region of the plastically deformed tube section. As a result, lower wall thicknesses and deeper adjustment grooves are advantageously made possible in the region of the shift gate. A weight of the sliding cam element as well Wear of the actuating element, in particular of the actuating pin, is thus reduced. Furthermore, advantageously, a compact design of the sliding cam element and a space reduction in
  • Cylinder head of an internal combustion engine allows.
  • the method may alternatively or additionally comprise a single or a combination of several features mentioned above with respect to the sliding cam element.
  • Sliding cam element can be configured.
  • Figure designation la-c to Fig. 3a-c and Fig. 5a-c to Fig. 7a-c comprises the cam carrier tube three cam carrier tube variants, wherein the cam carrier tube is designed in one piece in a first variant, in a second variant, an inserted tube piece and in a third variant has an inlay.
  • Fig. La-c is a cross-sectional view through a cam carrier tube for a
  • Fig. 2a-c is a cross-sectional view through a cam carrier tube for a
  • 3a-c show a cross-sectional view through a cam carrier tube with a plastically deformed tube section for a sliding cam element according to a further preferred production method according to the invention
  • 4 shows a cross-sectional view through a cam carrier tube with a plastically deformed tube section for a sliding cam element according to a further production method according to the invention
  • Fig. 5a-c is a cross-sectional view through a cam carrier tube with a
  • Shift gate for a sliding cam element according to another manufacturing method according to the invention.
  • 6a-c show a cross-sectional view through a sliding cam element according to a preferred manufacturing method according to the invention
  • FIG. 7a-c is a cross-sectional view through a double sliding cam element according to another preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 8 is a cross-sectional view through a sliding cam element according to another embodiment of the invention.
  • cam carrier tubes 10a, 10b, 10c are referred to as the cam carrier tube 10 with identical or approximately identical properties. Furthermore, the cam carrier tubes 10a, 10b, 10c at identical process steps for the preparation of
  • Slide cam member 20 also collectively referred to as cam carrier tube 10.
  • FIGS. 1a-c show in each case a cam carrier tube 10a, 10b, 10c.
  • the support tube 10 has a tube wall thickness which is dimensioned such that a minimum weight of the cam carrier tube 10 is achieved with a maximum component functionality.
  • the component functionality of the cam carrier tube 10 includes requirements for the
  • the cam carrier tube 10 has a length L.
  • the cam carrier tube 10a according to FIG. 1a is formed by a one-piece base carrier tube 11a.
  • the basic support ear 11a can be cut to length by a
  • the standardized pipe rod material can be produced.
  • the cutting can be done by a mechanical separation, in particular by sawing, cutting or turning.
  • the cam support tube 10b comprises a tube piece 12 and two base support tubes 11b.
  • the pipe section 12 has a definable length and is connected at both axial ends, each with a base support tube 11b.
  • the connection of the pipe section 12 with the base support tubes 11b may be integrally formed, in particular by welding.
  • the pipe section 12 can be arranged in the region of an axial center of the cam carrier tube 10b.
  • Base support tube 11b to be connected.
  • the connection of the one end of the pipe section 12 with the base support tube 11b may also be formed cohesively, in particular by welding.
  • the pipe section 12 is disposed at an axial end of the cam carrier tube 10b.
  • the tube piece 12 may also be arranged at both axial ends of the cam carrier tube 10b. Furthermore, the tube piece 12 may be arranged at different positions in the cam carrier tube 10b.
  • the cam carrier tube 10c according to FIG. 1c comprises a circular-cylindrical inlay 13 and a base carrier tube 11c, which in the region of an axial center of the cam carrier tube 10c according to FIG. 1c.
  • Base support tube 11c has a material recess in an outer surface of the base support tube 11c.
  • the material recess may also be formed in another region of the cam carrier tube 10c.
  • the cam carrier tube 10c in the region of an axial end of the
  • Cam carrier tube 10c on the material recess can also have a material recess at both axial ends of the cam carrier tube 10c. Furthermore, the material recess may be arranged at different positions in the cam carrier tube 10c.
  • the material recess may be formed by a groove 24, wherein the groove by a mechanical manufacturing process, for example. By turning and / or a milling, can be made.
  • the inlay 13 has a definable length and is inserted into the groove 24 and connected to the base support tube 11c.
  • the connection of the inlay 13 with the base support tube 11c may be formed non-positively and / or positively and / or cohesively.
  • the inlay 13 is by shrinking or by a
  • the inlay 13 forms a flush surface with the outer surface of the base support tube 11c.
  • the tube piece 12 and the inlay 13 have a different material than the respective base support tube 11b, 11c.
  • Pipe 12 and the inlay 13 can thereby improved properties
  • cam carrier tube 10b, 10c have, which simplify further processing of the cam carrier tube 10b, 10c. Furthermore, the weight of the cam carrier tube 10b, 10c can be reduced by the different material of the tube piece 12.
  • the material of the pipe section 12 and the inlay 13 and the base support tube 11b, 10c may be identical or approximately identical
  • Base support tube 11b, 11c during operation and in the manufacturing process.
  • the pipe section 12 and the inlay 13 and the base support pipes 11b, 11c can also be cut to a required length by mechanical cutting, in particular by sawing, cutting or shearing a standardized pipe rod material.
  • FIGS. 2a-c shows in each case the cam carrier tube 10a, 10b, 10c, which is heated in a first method step for producing a sliding cam element.
  • Cam carrier tube 10 is shown schematically in Fig. 2a-c by wavy arrows.
  • the heating W of the cam carrier tube 10 takes place in a region in which a plastically deformed tube section 14 is produced in a second method step.
  • the second method step will be discussed later.
  • the cam carrier tube 10a can be specifically heated in the region of the axial center of the cam carrier tube 10a.
  • the cam carrier tube 10 b in the region of the pipe section 12 and the
  • Cam carrier tube 10 reached. Before a warm forging of the
  • Cam carrier tube 10 for example, the cam carrier tube 10 is heated to a temperature below the recrystallization temperature of the material of the
  • Cam carrier tube 10 is located. In this case as well a high formability is achieved at approximately low forming forces. In the warm forging a material structure of the cam carrier tube 10 remains unchanged.
  • the cam carrier tube 10 is in each case formed by a forming step in a region of the cam carrier tube 10
  • Cam support tube 10 plastically deformed.
  • the cam carrier tube 10 is deformed such that a plastically deformed tube section 14 is formed, which extends radially outward.
  • the plastically deformed tube section 14 is formed radially circumferentially to the longitudinal axis of the cam carrier tube 10.
  • the cam carrier tube 10 has in the region of the plastically deformed
  • Pipe section 14 an accumulation of material.
  • the accumulation of material may be radially inwardly of the cam carrier tube 10 inwardly and / or outwardly
  • the cam carrier tube 10 can be replaced by at least one
  • Hot forming step, warm forging step or cold forming step are formed.
  • the pipe section 14 by at least one
  • Push forming process can be produced.
  • rollers free forms, swaging and / or impressions can be used.
  • the pipe section 14 may be formed by tensile forming, such as hydroforming, pressing, deep drawing and / or buckling, as well as shear forming, such as, for example, shifting.
  • the pipe section 14 by at least one
  • Pipe section 14 may have improved mechanical properties due to the cold forming step due to cold working. Furthermore, a high surface quality and a high dimensional accuracy or volume accuracy can be achieved. Thus, post-processing steps are reduced and mechanical machinability of the cam carrier tube 10 is increased. After this Kaltumform suits the cam carrier tube 10 is for example the
  • a uniform material structure and an improved machinability of the cam carrier tube 10 and / or of the tube section 14 are achieved.
  • Hot forming step or the warm forging step at least one
  • the plastically deformed pipe section 14 is arranged in the region of the axial center of the cam carrier tube 10a.
  • the plastically deformed pipe section can also be arranged on other regions of the cam carrier tube 10b.
  • Fig. 3b it is shown that the plastically deformed
  • Pipe section 14 is disposed in the region of the pipe section 14.
  • the plastically deformed pipe section 14 is designed such that the inlay 13 lies within the pipe section 14.
  • the circular cylindrical inlay 13 is enlarged by the deformation of the cam carrier tube 10c radially outward.
  • the inlay 13 forms with the plastically deformed pipe section 14 a flush outer surface.
  • the length L of the cam carrier tube 10 is reduced by a value x.
  • Inner diameter of the cam carrier tube 10 remains approximately unchanged in the region of the plastically deformed tube section 14 and forms a flush inner surface with the respective base carrier tube 11a, 11b, 11c.
  • a cam carrier tube 10a is shown in which a plastically deformed tube section 14 is also formed.
  • the tube section 14 is designed such that the inner diameter of the cam carrier tube 10a is extended radially outward by the deformation of the cam carrier tube 10a.
  • the pipe section 14 by at least one Buchpecializingumform compiler, in particular by a
  • the plastically deformed pipe section 14, as described in the second method step according to FIG. 3a-c, can be produced here.
  • the tube section 14 can be produced by a plastic deformation of the cam carrier tube 10b, 10c.
  • the length L of the cam carrier tube 10 is reduced by the plastic deformation of the cam carrier tube 10 by the value x.
  • the plastically deformed pipe section 14 forms a shifting gate 15.
  • the shifting gate 15 can thus be arranged at different positions on the cam carrier tube 10. The shift gate 15 will be discussed in more detail below.
  • Shift gate 15 machined.
  • the shift gate 15 is machined so that a guide profile 16 is formed.
  • the guide profile 16 comprises two grooves 17 and a web 18.
  • the grooves 17 and the web 18 are formed, for example, radially encircling.
  • the grooves 17 and the web 18 run concretely in the circumferential direction about the cam carrier tube 10.
  • the grooves 17 and the web 18 can be a curved and / or
  • the grooves 17 and the web 18 may also be formed only in sections on the circumference of the shift gate 15.
  • the cam carrier tube 10 in the axial longitudinal direction of the cam carrier tube 10 is displaceable.
  • the grooves 17 and the web 18 can be made by a mechanical processing, such as. Turning or milling, the shift gate 15.
  • the surface quality of the switching gate 15 can be increased for operation.
  • Sliding cam element 20 forms.
  • the cams 21 are arranged in cam pairs respectively at one axial end of the cam carrier tube 10.
  • a cam pair includes two different cams 21, wherein a cam 21 of the cam pair may be formed as a zero cam.
  • the cams 21 are arranged such that the sliding cam element 20 each one
  • Cam pair on the left side and a cam pair on the right side of the shift gate 15 has.
  • the respective inner cam 21 of the cam pair a Distance, in particular a gap, the shift gate 15 have.
  • the respective outer cam 21 of the cam pair with one axial end of the cam carrier tube 10 form a flush surface.
  • the cams 21 are for example non-positively, positively and / or materially connected to the cam carrier tube 10.
  • FIG. 7a-c In the cross-sectional view of FIG. 7a-c, a double sliding cam element is shown, in which four cam pairs, each with two cams 21 with a
  • Cam carrier tube 10 are rotatably connected.
  • the cam pairs are formed as described in Fig. 6a-c.
  • a pair of cams is arranged at each one axial end of the cam carrier tube 10 and forms a flush surface with the axial end.
  • Another cam pair is arranged on the left side and on the right side of the shift gate 15, wherein the respective inner cam 21 may have a distance, in particular a gap, to the shift gate 15.
  • the respective inner cam pair may also have a distance to the respective outer cam pair.
  • the connection of the cam 21 with the cam carrier tube 10 can be carried out as described in Fig. 6a-c.
  • the sliding cam element 20 comprises a cam carrier tube 10 with a shifting gate 15. Furthermore, the sliding cam element 20 has two cam groups, which are each formed from three different cams 21. The cam groups are each arranged at one axial end of the cam carrier tube 10.
  • Cam groups are arranged such that the sliding cam member 20 each have a cam group on the left side and a cam group on the right side of the shift gate 15. In this case, the respective inner cam 21 of the
  • Cam group a distance, in particular a gap, the shift gate 15 have.
  • the respective outer cam 21 of the cam group can form a flush surface with one axial end of the cam carrier tube 10.
  • the cams 21 are for example non-positively, positively and / or
  • the cam carrier tube 10 has an internal toothing 19, which for the rotationally fixed connection of the
  • Camshaft is formed.
  • the internal toothing 19 is formed for example by a serration.
  • the sliding cam element 20 is doing positively connected to the fundamental shaft rotatably connected.
  • the sliding cam member 20 may also be connected to the fundamental shaft by another connection.
  • the cam carrier tube 10 has a latching device 23.
  • the latching device 23 is in this case formed by two grooves which are incorporated into the inner surface of the cam carrier tube 10.
  • the sliding cam member 20 is releasably locked to the basic shaft at a definable position. The locking of the
  • Sliding cam element 20 can be made by a complementary locking device, not shown, in or on the fundamental shaft. The locking of the
  • Slide cam element 20 takes place, for example, non-positively and / or positively.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schiebenockenelement (20) umfassend ein Trägerrohr (10) und wenigstens eine Nocke (21), wobei die Nocke (21) mit dem Trägerrohr (10) verbunden ist und das Trägerrohr (10) wenigstens eine Schaltkulisse (15) aufweist, wobei die Schaltkulisse (15) als ein plastisch verformter Rohrabschnitt (14) des Trägerrohres (10) ausgebildet ist, der sich radial nach außen erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements, bei dem ein Trägerrohr (10) in wenigstens einem Bereich des Trägerrohres (10) durch wenigstens einen Warmumformschritt, Halbwarmumformschritt oder Kaltumformschritt umgeformt wird, wobei ein Rohrabschnitt (14) des Trägerrohres (10) zur Bildung einer Schaltkulisse (15) plastisch verformt wird.

Description

Schiebenockenelement, Nockenwelle und Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Schiebenockenelement, eine Nockenwelle sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements. Ein
Schiebenockenelement der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus DE 10 2012 112 039 Al bekannt.
Ein Ziel der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren ist die
Verbrauchsreduzierung und die Senkung des Kohlendioxidausstoßes wegen sich verschärfender gesetzlicher Reglementierungen, die strenge Auflagen an
Schadstoffemissionen stellen. Schiebenockenelemente bilden dabei eine wichtige Technologie, um die Motoreffizienz zu verbessern und die gesetzlichen
Anforderungen zu erfüllen.
Schiebenockenelemente sind ein wichtiger Bestandteil der variablen
Ventilsteuerung in Brennkraftmaschinen. Im Wesentlichen können
Ventilsteuerungen die Ventilhubbewegungen der Einlass- und Auslassventile durch eine Änderung der Nockenprofile beeinflussen bzw. durch eine Änderung der Nockenprofile Ventile abschalten.
Schiebenockenelemente bestehen generell aus einer Grundwelle, einer
Verstellkulisse und mehreren Nockenelementen mit unterschiedlichen
Nockenprofilen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene
Schiebenockenelemente bekannt.
Das aus DE 10 2012 112 039 Al bekannte Schiebenockenelement weist im Wesentlichen zwei Nockenabschnitte mit jeweils zwei verschiedenen
Nockenbahnen und einen Kulissenabschnitt auf. Der Kulissenabschnitt umfasst dabei zwei Nuten sowie vier Nutenwände, wobei zwei der Nutenwände ein Rückführungselement bilden. Das bekannte Schiebenockenelemente ist aus einem Vollmaterial durch mechanische Fertigungsverfahren hergestellt. Dies hat den Nachteil, dass durch die hohe Anzahl der mechanischen Fertigungsschritte und die große Menge des Materialabtrags hohe Fertigungs- und Materialkosten resultieren. Ferner können Schiebenockenelemente auch als Baugruppen ausgeführt werden. Die Grundwelle, die Verstellkulisse und die Nockenelemente werden dabei als Einzelbauteile hergestellt. Die Nockenelemente und die Verstellkulisse werden durch Fügeschritte mit der Grundwelle verbunden. Hierbei werden an die
Fügeflächen der Grundwelle sowie an die Fügefläche des jeweiligen
Nockenelements und besonders an die Fügefläche der Verstellkulisse hohe
Toleranzanforderungen gestellt. Die Ausführung der Schiebenockenelemente als Baugruppe erfordert daher einen hohen Fertigungs- und Bearbeitungsaufwand und verursacht somit hohe Herstellungskosten. Eine Fügeverbindung des
Nockenträgerrohres mit der Verstellkulisse hat den weiteren Nachteil, dass die Fügeverbindung im Betrieb der Brennkraftmaschine nicht über den gesamten Temperaturbereich eine konstante Dauerfestigkeit aufweist. Die Fügeverbindung kann sich lösen.
Ferner unterliegt eine gefügte Verstellkulisse fertigungsbedingten Grenzen bei der mechanischen Ausarbeitung der Verstellnuten. Mit anderen Worten begrenzt die maximal erforderliche Wandstärke der Verstellkulissen, zur Herstellung einer stabilen Fügeverbindung zwischen dem Nockenträgerrohr und der Verstellkulisse, die Nuttiefe der jeweiligen Verstellnuten. Durch die geringere Nuttiefe wirken auf einen eingreifenden Verstellstift höhere Kräfte und Momente, wodurch der Verstellstift erhöhtem Verschleiß ausgesetzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schiebenockenelement
anzugeben, welches durch verringerten Fertigungs- und Materialaufwand einfach und kostenreduziert hergestellt werden. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Nockenwelle und ein Verfahren zur Herstellung eines
Schiebenockenelements anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf das Schiebenockenelement durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Blick auf die Nockenwelle und das Verfahren wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch den
Gegenstand des Anspruchs 11 (Nockenwelle) und des Anspruchs 12 (Verfahren) gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein Schiebenockenelement anzugeben, das ein Nockenträgerrohr und wenigstens eine Nocke umfasst, wobei die Nocke mit dem Nockenträgerrohr verbunden ist und das Nockenträgerrohr wenigstens eine Schaltkulisse aufweist. Die Schaltkulisse ist als ein plastisch verformter Rohrabschnitt des Nockenträgerrohres ausgebildet, der sich radial nach außen erstreckt.
Das Nockenträgerrohr weist im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts eine Materialanhäufung, insbesondere eine Materialaufdickung auf.
Das Schiebenockenelement umfasst dabei wenigstens eine Nocke, wobei vorzugsweise vier Nocken mit dem Nockenträgerrohr verbunden sind. Die vier Nocken sind dabei jeweils in zwei Nockenpaare aufgeteilt, wobei ein Nockenpaar jeweils zwei Nockenlaufflächen aufweisen kann. Das Schiebenockenelement kann weiter vorzugsweise durch ein Doppelschiebenockenelement gebildet sein, das acht Nocken umfasst, die in vier Nockenpaare aufgeteilt sind. Die Nockenpaare weisen dabei ebenso jeweils zwei Nockenlaufflächen auf.
Die Erfindung hat verschiedene Vorteile. Durch die einteilige bzw. einstückige Ausbildung der Schaltkulisse als plastisch verformter Rohrabschnitt des
Nockenträgerrohres entfällt die Fügeverbindung bzw. der Pressverband zwischen der Schaltkulisse und dem Nockenträgerrohr. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine kompakte Bauform des Schiebenockenelements sowie eine
Bauraumreduzierung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Des Weiteren ist eine mechanische Bearbeitung von Fügeflächen der Schaltkulisse und des Nockenträgerrohres somit nicht erforderlich, wodurch die Fertigungskosten stark reduziert werden. Mit anderen Worten ist die Schaltkulisse stoffschlüssig und somit dauerfest mit dem Nockenträgerrohr verbunden. Der plastisch verformte Rohrabschnitt wird dabei durch wenigstens einen Umformschritt hergestellt und daher nicht aus einem Vollmaterial mechanisch gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass nur ein geringer Materialabtrag zur Ausbildung der Schaltkulisse erforderlich ist und somit Materialkosten stark reduziert werden. Vorzugsweise wird der plastisch verformte Rohrabschnitt durch eine Kaltumformung des
Nockenträgerrohres hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass das Nockenträgerrohr nur gering erwärmt wird. Des Weiteren werden die mechanischen Eigenschaften des Nockenträgerrohres sowie der Schaltkulisse verbessert und eine hohe Maßgenauigkeit bzw. Volumengenauigkeit des Trägerohres und/oder der
Schaltkulisse erreicht. Damit werden anschließende Bearbeitungsschritte reduziert, wodurch vor allem bei einer Serienfertigung mit hohen Stückzahlen erhebliche Herstellkosten einzusparen sind.
Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass durch die einteilige bzw. einstückige Ausbildung der Schaltkulisse mit dem Nockenträgerrohr, der plastisch verformte Rohrabschnitt eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit aufweist. Des Weiteren werden dadurch vorteilhaft im Bereich der Schaltkulisse geringere Wandstärken sowie tiefere Verstellnuten ermöglicht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der plastisch verformte Rohrabschnitt radial umlaufend zur Längsachse des Nockenträgerrohres ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Schaltkulisse eine kompakte Bauform bildet. Des Weiteren ermöglicht eine radiale Ausbildung des Rohrabschnitts eine einfache Handhabung des Trägerohres im weiteren Herstellungsprozess. Dies ermöglicht eine Senkung der Fertigungszeiten und somit der Herstellungskosten.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltkulisse wenigstens ein Führungsprofil auf. Das Nockenträgerrohr ist durch
Zusammenwirken des Führungsprofils mit einem Betätigungselement in axialer Längsrichtung des Nockenträgerrohres verschiebbar. Die Verschiebung des Nockenträgerrohres in axialer Längsrichtung ermöglicht eine variable
Ventilsteuerung einer Ventilhubbewegung wenigstens eines Einlassventils und/oder Auslassventils. Dies hat den Vorteil, dass die Schadstoffemissionen eines Verbrennungsmotors gezielt reduziert werden können und somit die
Motoreffizienz gesteigert werden kann.
Das Führungsprofil ist durch wenigstens eine Nut und/oder wenigstens einen Steg gebildet, die/der einen kurvenförmigen und/oder geradlinigen Verlauf aufweist.
Die wenigstens eine Nut hat den Vorteil, dass diese wenigstens eine Nutwand aufweist. Die Nutwand ermöglicht eine einfache mechanische Führung eines Betätigungselements, beispielsweise eines Betätigungsstiftes, das mit der
Nutwand zusammenwirkt und das Nockenträgerrohr in eine axiale Längsrichtung verschieben kann. Der Steg kann wenigstens eine Stegwand aufweisen. Die Stegwand ermöglicht ebenso eine einfache mechanische Führung des
Betätigungselements, beispielsweise eines Betätigungsstiftes, das mit der
Stegwand zusammenwirkt und das Nockenträgerrohr in eine axiale Längsrichtung verschieben kann. Ferner kann vorteilhafterweise das Nockenträgerrohr durch den kurvenförmigen und/oder geradlinigen Verlauf der Nut und/oder des Stegs in einer axialen Längsrichtung des Nockenträgerrohres zeitdefinierbar verschoben werden. Dies ermöglicht eine dynamische Steuerung der Ventilhubbewegung der Einlass- und Auslassventile. Somit können die Schadstoffemissionen des
Verbrennungsmotors gezielt reduziert werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Nockenträgerrohr durch ein einteiliges Grundträgerrohr gebildet. Der plastisch verformte Rohrabschnitt und somit die Schaltkulisse kann dabei an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet und/oder ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass durch die einteilige bzw. einstückige Ausführung des Grundträgerrohres die Anzahl an Fertigungsschritten zur Herstellung des Nockenträgerrohres stark reduziert ist. Somit wird eine Senkung der Fertigungszeiten und somit der Herstellungskosten ermöglicht.
Vorzugsweise umfasst das Nockenträgerrohr wenigstens ein Grundträgerrohr und wenigstens ein Rohrstück, das an einem Ende und/oder an beiden Enden mit einem axialen Ende des Grundträgerrohres stoffschlüssig verbunden ist. Das Rohrstück und somit die Schaltkulisse kann auch an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet sein. Hierbei ist vorteilhaft, dass das Rohrstück und das Grundträgerrohr aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sein können. Somit wird ermöglicht, dass das Rohrstück und das Grundträgerrohr aus
Werkstoffen mit verbesserten Materialeigenschaften gebildet werden können, die an die Anforderungen von anschließenden Fertigungsverfahren und/oder
Bearbeitungsverfahren angepasst sind. Verbesserte Materialeigenschaften können eine erhöhte mechanische Bearbeitbarkeit, eine erhöhte Fügeeignung des
Materials sowie verbesserte Eigenschaften zum optimierten Betrieb umfassen.
Des Weiteren wird eine hohe Materialvariabilität des Nockenträgerrohres ermöglicht, wodurch die Anzahl der Fertigungs- und/oder Bearbeitungsschritte und der Energieaufwand bei einer Wärmebehandlung des Nockenträgerrohres reduziert werden können. Ferner ist vorteilhaft, dass durch den Einsatz von unterschiedlichen Werkstoffen sowie durch optimierte Wandstärkenverhältnisse bzw. Durchmesserverhältnisse zwischen dem Grundträgerrohr und dem Rohrstück eine Reduzierung des Gewichts des Nockenträgerrohres ermöglicht wird.
Weiter vorzugsweise umfasst das Nockenträgerrohr ein Grundträgerrohr und wenigstens ein kreiszylinderförmiges Inlay. Das Inlay ist in die Außenoberfläche des Grundträgerrohres eingelegt und mit dem Grundträgerrohr verbunden oder verbindbar. Das Inlay und somit die Schaltkulisse kann an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Inlay und das Grundträgerrohr aus unterschiedlichen Werkstoffen mit
verbesserten Materialeigenschaften gebildet sein können, die an die
Anforderungen von anschließenden Fertigungs- und Bearbeitungsverfahren angepasst sind. Ferner wird eine hohe Materialvariabilität des Nockenträgerrohres ermöglicht, wodurch Fertigungs- und Bearbeitungsschritte reduziert werden können und der Energieaufwand bei Wärmebehandlungen sowie das Gewicht des Nockenträgerrohres reduziert werden kann.
Das Rohrstück oder das Inlay ist im Bereich des plastisch verformten
Rohrabschnitts angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der Fertigungs- und/oder Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Schaltkulisse reduziert werden können, da das Rohrstück oder das Inlay verbesserte Materialeigenschaften aufweisen kann. Somit werden die Herstellungskosten gesenkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Nockenträgerrohr wenigstens eine Innenverzahnung auf, durch die das Nockenträgerrohr mit einer Grundwelle drehfest verbindbar ist. Die drehfeste Verbindung ermöglicht vorteilhafterweise eine Übertragung von Drehmomenten von der Grundwelle auf das
Nockenträgerrohr. Somit können durch die Nocken, die mit dem Nockenträgerrohr drehfest verbunden sind, die Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors betätigt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Nockenträgerrohr wenigstens eine Rasteinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass das
Nockenträgerrohr mit einer Grundwelle kraft- und oder formschlüssig koppelbar ist. Die Rasteinrichtung hat den Vorteil, dass das Nockenträgerrohr in einer axialen Längsrichtung des Nockenträgerrohres arretiert werden kann. Dadurch wird eine definierbare Axialposition des Nockenträgerrohres und somit der Nocken auf der Grundwelle ermöglicht.
Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Nockenwelle, die eine Grundwelle und wenigstens ein zuvor beschriebenes Schiebenockenelement aufweist.
Das gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements wird ein Nockenträgerrohr in
wenigstens einem Umformbereich des Nockenträgerrohres durch wenigstens einen Warmumformschritt, einen Halbumformschritt oder einen Kaltumformschritt umgeformt. Im Umformbereich des Nockenträgerrohres wird dadurch wenigstens eine Schaltkulisse als ein plastisch verformter Rohrabschnitt des
Nockenträgerrohres ausgebildet. Eine Warmumformung des Nockenträgerrohres hat den Vorteil, dass nach einer Erwärmung des Nockenträgerrohres mit geringen Umformkräften das Nockenträgerrohr stark verformt werden kann. Ferner hat eine Halbwarmumformung des Nockenträgerrohres den Vorteil, dass bei annähernd geringen Umformkräften eine starke Verformung des
Nockenträgerrohres ermöglicht wird. Hierbei tritt keine Gefügeveränderung eines Werkstoffs des Nockenträgerrohres ein. Eine Kaltumformung des
Nockenträgerrohres ermöglicht eine Verformung des Nockenträgerrohres mit einer hohen Maßgenauigkeit, einer Erhöhung der Werkstofffestigkeit des
Nockenträgerrohres sowie eine Verringerung der Werkstoffbruchdehnung des Nockenträgerrohres. Ferner ist bei einer Kaltumformung eine geringe Erwärmung des Nockenträgerrohres erforderlich, wodurch Energie eingespart wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das
Nockenträgerrohr derart umgeformt, dass eine Länge des Nockenträgerrohres verringert wird.
Vor dem Warmumformen wird das Nockenträgerrohr im Umformbereich auf eine Temperatur erwärmt, die oberhalb einer Rekristallisationstemperatur eines Nockenträgerrohrmaterials liegt. Im Gegensatz zur Warmumformung wird vor der Halbwarmumformung das Nockenträgerrohr im Umformbereich auf eine
Temperatur erwärmt, die unterhalb einer Rekristallisationstemperatur des
Nockenträgerrohrmaterials liegt. Halbwarmumformverfahren vereinen einzelne Vorteile aus der Warmumformung und der Kaltumformung. Mit anderen Worten ermöglicht die Halbwarmumformung des Nockenträgerrohres einerseits geringe Umformkräfte und andererseits eine Erhöhung der Werkstofffestigkeit.
Vorzugsweise wird/werden das Nockenträgerrohr und/oder die Schaltkulisse nach dem Warmumformschritt, dem Halbwarmumformschritt oder dem
Kaltumformschritt zur Verbesserung der Bearbeitungs- und Betriebseigenschaften wärmebehandelt.
Ferner wird die Schaltkulisse durch wenigstens einen mechanischen
Fertigungsschritt bearbeitet, wobei wenigstens eine Nut oder wenigstens ein Steg ausgebildet wird. Weiter wird wenigstens eine Nocke durch wenigstens einen Fügeschritt mit dem Nockenträgerrohr verbunden. Das Nockenträgerrohr wird durch wenigstens einen mechanischen Fertigungsschritt bearbeitet, wobei wenigstens eine Innenverzahnung und /oder wenigstens eine Rasteinrichtung ausgebildet wird.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein
Schiebenockenelement umfassend ein Nockenträgerrohr und wenigstens eine Nocke, wobei die Nocke mit dem Nockenträgerrohr verbunden ist und das Nockenträgerrohr wenigstens eine Schaltkulisse aufweist. Dabei sind einerseits die Schaltkulisse und das Nockenträgerrohr einstückig ausgebildet und
andererseits die Nocke und das Nockenträgerrohr gefügt. Diese Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise eine kostengünstige Herstellung durch die einstückige Ausbildung des Nockenträgerrohres mit der Schaltkulisse. Des Weiteren wird durch Fügeverbindung zwischen dem Nockenträgerrohr und der Nocke eine hohe Bauteilvielfalt ermöglicht. Hierbei können auch mehrere Nocken mit dem Nockenträgerrohr gefügt sein.
Als bevorzugte Ausführungsform des Schiebenockenelements ist die Schaltkulisse als ein plastisch verformter, mechanisch bearbeiteter oder stoffschlüssig aufgebrachter Rohrabschnitt des Nockenträgerrohres ausgebildet, der sich radial nach außen erstreckt. Das Nockenträgerrohr weist vorteilhafterweise im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts eine Materialanhäufung auf. Dadurch werden vorteilhaft im Bereich der Schaltkulisse geringere Wandstärken sowie tiefere Verstellnuten ermöglicht. Ein Gewicht des Schiebenockenelements sowie ein Verschleiß des Betätigungselements, insbesondere des Betätigungsstiftes, wird somit reduziert. Des Weiteren wird vorteilhafterweise eine kompakte Bauform des Schiebenockenelements sowie eine Bauraumreduzierung im
Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ermöglicht.
Zu den Vorteilen des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schiebenockenelements wird auf die im Zusammenhang mit dem
Schiebenockenelement erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf das Schiebenockenelement genannte Merkmale aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße
Schiebenockenelement ausgestaltet sein kann. In der folgenden
Figurenbenennung Fig. la-c bis Fig. 3a-c und Fig. 5a-c bis Fig. 7a-c umfasst das Nockenträgerrohr drei Nockenträgerrohrvarianten, wobei das Nockenträgerrohr in einer ersten Variante einteilig ausgeführt ist, in einer zweiten Variante ein eingesetztes Rohrstück aufweist und in einer dritten Variante ein Inlay aufweist.
In diesen zeigen
Fig. la-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr für ein
Schiebenockelement nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
Fig. 2a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr für ein
Schiebenockelement nach einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, wobei das Nockenträgerrohr erwärmt wird;
Fig. 3a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einem plastisch verformten Rohrabschnitt für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren; Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einem plastisch verformten Rohrabschnitt für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;
Fig. 5a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einer
Schaltkulisse für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;
Fig. 6a-c eine Querschnittsansicht durch ein Schiebenockenelement nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;
Fig. 7a-c eine Querschnittsansicht durch ein Doppelschiebenockenelement nach einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht durch ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
In den Querschnittsansichten gemäß der Fig. 2a-c bis Fig. 6a-c sind verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
Schiebenockenelements 20 gezeigt. Nachfolgend werden die Nockenträgerrohre 10a, 10b, 10c bei identischen oder annähernd identischen Eigenschaften als Nockenträgerrohr 10 bezeichnet. Des Weiteren werden die Nockenträgerrohre 10a, 10b, 10c bei identischen Verfahrensschritten zur Herstellung des
Schiebenockenelements 20 ebenso zusammengefasst als Nockenträgerrohr 10 bezeichnet.
Die Querschnittsansicht gemäß den Fig. la-c zeigt jeweils ein Nockenträgerrohr 10a, 10b, 10c. Das Trägerohr 10 weist eine Rohrwandstärke auf, die derart dimensioniert ist, dass ein minimales Gewicht des Nockenträgerrohres 10 bei einer maximalen Bauteilfunktionalität erreicht ist. Generell umfasst dabei die Bauteilfunktionalität des Nockenträgerrohres 10 Anforderungen an die
Materialeigenschaften des Nockenträgerrohres 10, die beispielsweise durch wenigstens eine Wärmebehandlung, eine Umformung und/oder Verformung, eine mechanische Bearbeitung oder eine Fügeverbindung vorgegeben werden können. Ferner weist das Nockenträgerrohr 10 eine Länge L auf. Das Nockenträgerrohr 10a gemäß Fig. la ist durch ein einteiliges Grundträgerrohr 11a gebildet. Das Grundträgerohr 11a kann durch ein Ablängen eines
standardisierten Rohrstangenmaterials hergestellt werden. Das Ablängen kann dabei durch ein mechanisches Trennen, insbesondere durch Sägen, Schneiden oder Drehen erfolgen.
Wie in Fig. lb gezeigt ist, umfasst das Nockenträgerrohr 10b ein Rohrstück 12 und zwei Grundträgerrohre 11b. Das Rohrstück 12 weist dabei eine definierbare Länge auf und ist an beiden axialen Enden mit jeweils einem Grundträgerrohr 11b verbunden. Die Verbindung des Rohrstücks 12 mit den Grundträgerrohren 11b kann stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißen, ausgebildet sein. Das Rohrstück 12 kann dabei im Bereich einer axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein.
Ferner kann das Rohrstück 12 auch an einem axialen Ende mit dem
Grundträgerrohr 11b verbunden sein. Die Verbindung des einen Endes des Rohrstücks 12 mit dem Grundträgerrohr 11b kann ebenso stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißen, ausgebildet sein. Beispielsweise ist somit das Rohrstück 12 an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10b angeordnet.
Das Rohrstück 12 kann auch an beiden axialen Enden des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein. Des Weiteren kann das Rohrstück 12 an unterschiedlichen Positionen im Nockenträgerrohr 10b angeordnet sein.
Das Nockenträgerrohr 10c gemäß Fig. lc umfasst ein kreiszylinderförmiges Inlay 13 und ein Grundträgerrohr 11c, das im Bereich einer axialen Mitte des
Grundträgerrohres 11c eine Materialausnehmung in einer Außenoberfläche des Grundträgerrohres 11c aufweist. Die Materialausnehmung kann auch in einem anderen Bereich des Nockenträgerrohres 10c ausgebildet sein. Beispielsweise weist das Nockenträgerrohr 10c im Bereich eines axialen Endes des
Nockenträgerrohres 10c die Materialausnehmung auf. Das Nockenträgerrohr 10c kann auch an beiden axialen Enden des Nockenträgerrohres 10c jeweils eine Materialausnehmung aufweisen. Des Weiteren kann die Materialausnehmung an unterschiedlichen Positionen im Nockenträgerrohr 10c angeordnet sein.
Die Materialausnehmung kann durch eine Nut 24 gebildet sein, wobei die Nut durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, bspw. durch ein Drehen und/oder ein Fräsen, hergestellt sein kann. Das Inlay 13 weist dabei eine definierbare Länge auf und ist in die Nut 24 eingelegt und mit dem Grundträgerrohr 11c verbunden. Die Verbindung des Inlays 13 mit dem Grundträgerrohr 11c kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Beispielsweise wird das Inlay 13 durch ein Aufschrumpfen oder durch ein
Schweißen mit dem Grundträgerrohr 11c verbunden. Das Inlay 13 bildet mit der Außenoberfläche des Grundträgerrohres 11c eine bündige Oberfläche.
Beispielsweise weisen das Rohrstück 12 und das Inlay 13 ein unterschiedliches Material als das jeweilige Grundträgerrohr 11b, 11c auf. Das Material des
Rohrstücks 12 und des Inlays 13 kann dabei verbesserte Eigenschaften
aufweisen, die eine weitere Verarbeitung des Nockenträgerrohres 10b, 10c vereinfachen. Ferner kann durch das unterschiedliche Material des Rohrstücks 12 das Gewicht des Nockenträgerrohres 10b, 10c reduziert werden. Das Material des Rohrstücks 12 und des Inlays 13 sowie des Grundträgerrohres 11b, 10c kann dabei einen identischen oder annähernd identischen
Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies verhindert eine unzulässige Wärmeausdehnung des Rohrstücks 12 und des Inlays 13 bezogen auf das
Grundträgerrohr 11b, 11c im Betrieb sowie im Herstellungsprozess. Das Rohrstück 12 und das Inlay 13 sowie die Grundträgerrohre 11b, 11c können ebenso durch ein mechanisches Trennen, insbesondere durch ein Sägen, ein Schneiden oder ein Scheren eines standardisierten Rohrstangenmaterials auf eine erforderliche Länge abgelängt werden.
In der Querschnittansicht gemäß Fig. 2a-c ist jeweils das Nockenträgerrohr 10a, 10b, 10c gezeigt, das bei einem ersten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Schiebenockenelements erwärmt wird. Eine Erwärmung W des
Nockenträgerrohres 10 ist in Fig. 2a-c durch gewellte Pfeile schematisch dargestellt. Die Erwärmung W des Nockenträgerrohres 10 erfolgt dabei in einem Bereich, in dem bei einem zweiten Verfahrensschritt ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 hergestellt wird. Auf den zweiten Verfahrensschritt wird später näher eingegangen. Das Nockenträgerrohr 10a kann dabei gezielt im Bereich der axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10a erwärmt werden. Beispielsweise wird das Nockenträgerrohr 10b im Bereich des Rohrstücks 12 und das
Nockenträgerrohr 10c im Bereich des Inlays 13 erwärmt. Weiter beispielsweise erfolgt die Erwärmung des Nockenträgerrohres 10 vor einer Warmumformung des Nockenträgerrohres 10 auf eine Temperatur, die oberhalb einer Rekristallisationstemperatur des Materials des Nockenträgerrohres 10 liegt.
Hierdurch wird eine hohe Umformbarkeit bei geringen Umformkräften des
Nockenträgerrohres 10 erreicht. Vor einer Halbwarmumformung des
Nockenträgerrohres 10 wird bspw. das Nockenträgerrohr 10 auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials des
Nockenträgerrohres 10 liegt. Hierbei wird ebenso eine hohe Umformbarkeit bei annähernd geringen Umformkräften erreicht. Bei der Halbwarmumformung bleibt ein Materialgefüge des Nockenträgerrohres 10 unverändert.
In einem zweiten Verfahrensschritt wird, wie in Fig. 3a-c ersichtlich ist, jeweils das Nockenträgerrohr 10 durch einen Umformschritt in einem Bereich des
Nockenträgerrohres 10 plastisch verformt. Das Nockenträgerrohr 10 wird dabei derart verformt, dass ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 gebildet wird, der sich radial nach außen erstreckt. Der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 ist dabei radial umlaufend zur Längsachse des Nockenträgerrohres 10 ausgebildet. Das Nockenträgerrohr 10 weist im Bereich des plastisch verformten
Rohrabschnitts 14 eine Materialanhäufung auf. Die Materialanhäufung kann sich dabei am Nockenträgerrohr 10 nach innen und/oder nach außen radial
erstrecken. Das Nockenträgerrohr 10 kann durch wenigstens einen
Warmumformschritt, Halbwarmumformschritt oder Kaltumformschritt umgeformt werden. Beispielsweise kann der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein
Druckumformverfahren, ein Zugdruckumformverfahren und/oder ein
Schubumformverfahren hergestellt werden. Als Druckumformverfahren können Walzen, Freiformen, Gesenkformen und/oder Eindrücken zum Einsatz kommen. Ferner kann der Rohrabschnitt 14 durch Zugdruckumformverfahren, wie bspw. Innenhochdruckumformen, Drücken, Tiefziehen und/oder Knickbauchen, sowie durch Schubumformverfahren, wie bspw. Verschieben, ausgebildet werden.
Vorteilhafterweise wird der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein
Kaltumformverfahren hergestellt, da das Nockenträgerrohr 10 sowie der
Rohrabschnitt 14 durch den Kaltumformschritt aufgrund einer Kaltverfestigung verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen kann. Des Weiteren kann eine hohe Oberflächengüte sowie eine hohe Maßgenauigkeit bzw. Volumengenauigkeit erreicht werden. Somit werden Nachbearbeitungsschritte reduziert und eine mechanische Bearbeitbarkeit des Nockenträgerrohres 10 erhöht. Nach dem Kaltumformschritt des Nockenträgerrohres 10 wird beispielsweise das
Nockenträgerrohr 10 und/oder der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 durch wenigstens einen nicht dargestellten Wärmebehandlungsschritt, insbesondere durch wenigstens ein Weichglühen bearbeitet. Dadurch werden ein gleichmäßiges Materialgefüge und eine verbesserte Bearbeitbarkeit des Nockenträgerrohres 10 und/oder des Rohrabschnitts 14 erreicht. Ebenso kann nach dem
Warmumformschritt oder dem Halbwarmumformschritt wenigstens eine
Wärmebehandlung des Nockenträgerrohres 10 und/oder des Rohrabschnitts 14 erfolgen.
Wie in Fig. 3a gezeigt ist, ist der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 im Bereich der axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10a angeordnet. Der plastisch verformte Rohrabschnitt kann auch an anderen Bereichen des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein. In Fig. 3b ist gezeigt, dass der plastisch verformte
Rohrabschnitt 14 im Bereich des Rohrstücks 14 angeordnet ist. Gemäß Fig. 3c ist der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 derart ausgebildet, dass das Inlay 13 innerhalb des Rohrabschnitts 14 liegt. Das kreiszylinderförmige Inlay 13 wird durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10c radial nach außen vergrößert. Das Inlay 13 bildet mit dem plastisch verformten Rohrabschnitt 14 eine bündige Außenoberfläche. Durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10 wird die Länge L des Nockenträgerrohres 10 um einen Wert x verringert. Ein
Innendurchmesser des Nockenträgerrohres 10 bleibt im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts 14 annähernd unverändert und bildet eine bündige Innenoberfläche mit dem jeweiligen Grundträgerrohr 11a, 11b, 11c.
In der Querschnittsansicht gemäß Fig. 4 ist ein Nockenträgerrohr 10a gezeigt, bei dem ebenso ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 ausgebildet ist. Der Rohrabschnitt 14 ist dabei derart ausgebildet, dass der Innendurchmesser des Nockenträgerrohres 10a durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10a radial nach außen erweitert ist. Hierbei wird beispielsweise der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein Zugdruckumformverfahren, insbesondere durch eine
Innenhochdruckumformung hergestellt. Ebenso kann hier der plastisch verformte Rohrabschnitt 14, wie im zweiten Verfahrensschritt gemäß Fig. 3a-c beschrieben ist, hergestellt werden. Ferner kann der Rohrabschnitt 14 durch eine plastische Umformung des Nockenträgerrohres 10b, 10c hergestellt werden. Auch hier wird die Länge L des Nockenträgerrohres 10 durch die plastische Umformung des Nockenträgerrohres 10 um den Wert x verringert.
Gemäß der Fig. 3a-c und Fig. 4 bildet der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 eine Schaltkulisse 15. Die Schaltkulisse 15 kann somit an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr 10 angeordnet sein. Auf die Schaltkulisse 15 wird nachstehend näher eingegangen.
Wie in Fig. 5a-c gezeigt ist, wird in einem dritten Verfahrensschritt die
Schaltkulisse 15 mechanisch bearbeitet. Die Schaltkulisse 15 wird dabei derart bearbeitet, dass ein Führungsprofil 16 ausgebildet wird. Das Führungsprofil 16 umfasst zwei Nuten 17 und einen Steg 18. Die Nuten 17 und der Steg 18 sind beispielsweise radial umlaufend ausgebildet. Die Nuten 17 und der Steg 18 verlaufen konkret in Umfangsrichtung um das Nockenträgerrohr 10. Insbesondere können die Nuten 17 und der Steg 18 einen kurvenförmigen und/oder
geradlinigen Verlauf aufweisen. Allerdings können die Nuten 17 und der Steg 18 auch lediglich abschnittsweise am Umfang der Schaltkulisse 15 ausgebildet sein. Durch ein Zusammenwirken der Schaltkulisse 15 mit einem nicht dargestellten Betätigungselement ist das Nockenträgerrohr 10 in axialer Längsrichtung des Nockenträgerrohres 10 verschiebbar. Die Nuten 17 und der Steg 18 können durch eine mechanische Bearbeitung, wie bspw. Drehen oder Fräsen, der Schaltkulisse 15 hergestellt werden. Durch wenigstens eine Oberflächennachbearbeitung der Nuten 17 und des Stegs 18, insbesondere wenigstens einer Nutwand und wenigstens einer Stegwand, kann die Oberflächengüte der Schaltkulisse 15 für einen Betrieb erhöht werden.
Durch wenigstens einen Fügeschritt werden, wie in Fig. 6a-c ersichtlich, jeweils vier Nocken 21 mit dem Nockenträgerrohr 10 drehfest verbunden, wobei das Nockenträgerrohr 10 mit der Schaltkulisse 15 und den Nocken 21 ein
Schiebenockenelement 20 bildet. Die Nocken 21 sind dabei in Nockenpaaren jeweils an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet. Ein Nockenpaar umfasst dabei zwei unterschiedliche Nocken 21, wobei eine Nocke 21 des Nockenpaares als eine Nullnocke ausgebildet sein kann. Die Nocken 21 sind dabei derart angeordnet, dass das Schiebenockenelement 20 jeweils ein
Nockenpaar linkseitig und ein Nockenpaar rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 aufweist. Dabei kann die jeweils innere Nocke 21 des Nockenpaares einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen. Vorzugsweise kann die jeweils äußere Nocke 21 des Nockenpaares mit jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 eine bündige Fläche bilden. Die Nocken 21 sind beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Nockenträgerrohr 10 verbunden.
In der Querschnittsansicht gemäß Fig. 7a-c ist ein Doppelschiebenockenelement gezeigt, bei dem vier Nockenpaare mit jeweils zwei Nocken 21 mit einem
Nockenträgerrohr 10 drehfest verbunden sind. Die Nockenpaare sind dabei wie in Fig. 6a-c beschrieben ausgebildet. Jeweils ein Nockenpaar ist an jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet und bildet mit dem axialen Ende eine bündige Fläche. Ein weiteres Nockenpaar ist jeweils linksseitig und rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 angeordnet, wobei die jeweils innere Nocke 21 einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen kann. Das jeweils innere Nockenpaar kann ebenso einen Abstand zum jeweils äußeren Nockenpaar aufweisen. Die Verbindung der Nocken 21 mit dem Nockenträgerrohr 10 kann wie in Fig. 6a-c beschrieben erfolgen.
Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Schiebenockenelements 20 nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Das Schiebenockenelement 20 umfasst ein Nockenträgerrohr 10 mit einer Schaltkulisse 15. Des Weiteren weist das Schiebenockenelement 20 zwei Nockengruppen auf, die jeweils aus drei unterschiedlichen Nocken 21 gebildet sind. Die Nockengruppen sind dabei jeweils an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet. Die
Nockengruppen sind dabei derart angeordnet, dass das Schiebenockenelement 20 jeweils eine Nockengruppe linksseitig und eine Nockengruppe rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 aufweist. Dabei kann die jeweils innere Nocke 21 der
Nockengruppe einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen. Die jeweils äußere Nocke 21 der Nockengruppe kann mit jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 eine bündige Fläche bilden. Die Nocken 21 sind beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder
stoffschlüssig mit dem Nockenträgerrohr 10 verbunden. Das Nockenträgerrohr 10 weist eine Innenverzahnung 19 auf, die zur drehfesten Verbindung des
Schiebenockenelements 20 mit einer nicht dargestellten Grundwelle einer
Nockenwelle ausgebildet ist. Die Innenverzahnung 19 ist beispielsweise durch eine Kerbverzahnung gebildet. Das Schiebenockelement 20 wird dabei formschlüssig mit der Grundwelle drehfest verbunden. Beispielsweise kann das Schiebenockenelement 20 auch durch eine andere Verbindung mit der Grundwelle verbunden sein. Ferner weist das Nockenträgerrohr 10 eine Rasteinrichtung 23 auf. Die Rasteinrichtung 23 ist hierbei durch zwei Nuten gebildet, die in die Innenoberfläche des Nockenträgerrohres 10 eingearbeitet sind. Durch die
Rasteinrichtung 23 wird das Schiebenockenelement 20 an der Grundwelle auf einer definierbaren Position lösbar arretiert. Die Arretierung des
Schiebenockenelements 20 kann durch eine nicht dargestellte komplementäre Rasteinrichtung in oder an der Grundwelle erfolgen. Die Arretierung des
Schiebenockenelements 20 erfolgt beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig.
Bezuaszeichenliste
10 Nockenträgerrohr
11 Grundträgerrohr
12 Rohrstück
13 Inlay
14 plastisch verformter Rohrabschnitt
15 Schaltkulisse
16 Führungsprofil
17 Nut
18 Steg
19 Innenverzahnung
20 Schiebenockenelement
21 Nocke
22 Doppelschiebenockenelement
23 Rasteinrichtung
24 Nut
25 Umform bereich

Claims

Ansprüche
1. Schiebenockenelement (20) umfassend ein Nockenträgerrohr (10) und wenigstens eine Nocke (21), wobei die Nocke (21) mit dem
Nockenträgerrohr (10) verbunden ist und das Nockenträgerrohr (10) wenigstens eine Schaltkulisse (15) aufweist,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (15) als ein plastisch verformter Rohrabschnitt (14) des Nockenträgerrohres (10) ausgebildet ist, der sich radial nach außen erstreckt.
2. Schiebenockenelement nach Anspruch 1,
dad u rch geken nzeich net, dass
der plastisch verformte Rohrabschnitt (14) radial umlaufend zur
Längsachse des Nockenträgerrohres (10) ausgebildet ist.
3. Schiebenockenelement nach Anspruch 1 oder 2,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (15) wenigstens ein Führungsprofil (16) aufweist, wobei das Nockenträgerrohr (10) durch ein Zusammenwirken des
Führungsprofils (16) mit einem Betätigungselement in axialer
Längsrichtung des Nockenträgerrohres (10) verschiebbar ist.
4. Schiebenockenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Führungsprofil (16) durch wenigstens eine Nut (17) und/oder wenigstens einen Steg (18) gebildet ist, die/der einen kurvenförmigen und/oder geradlinigen Verlauf aufweist.
5. Schiebenockenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) durch ein einteiliges Grundträgerrohr (11a) gebildet ist.
6. Schiebenockenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dad u rch geken nzeich net, dass das Nockenträgerrohr (10) wenigstens ein Grundträgerrohr (11b) und wenigstens ein Rohrstück (12) umfasst, das an einem Ende und/oder an beiden Enden mit einem axialen Ende des Grundträgerrohres (11b) stoffschlüssig verbunden ist.
7. Schiebenockenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) ein Grundträgerrohr (11c) und wenigstens ein kreiszylinderförmiges Inlay (13) umfasst, das in eine Außenoberfläche des Grundträgerohres (11c) eingelegt ist und mit dem Grundträgerrohr (11c) verbunden oder verbindbar ist.
8. Schiebenockenelement nach Anspruch 6 oder 7,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Rohrstück (12) oder das Inlay (13) im Bereich des plastisch
verformten Rohrabschnitts (14) angeordnet ist.
9. Schiebenockenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) wenigstens eine Innenverzahnung (23) aufweist, durch die das Nockenträgerrohr (10) mit einer Grundwelle (25) drehfest verbindbar ist.
10. Schiebenockenelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) wenigstens eine Rasteinrichtung (24) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass das Nockenträgerrohr (10) mit der
Grundwelle (25) kraft- und/oder formschlüssig koppelbar ist.
11. Nockenwelle mit einer Grundwelle (25) und wenigstens einem
Schiebenockenelement (20) nach Anspruch 1.
12. Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
ein Nockenträgerrohr (10) in wenigstens einem Umformbereich (25) des Nockenträgerrohres (10) durch wenigstens einen Warmumformschritt, Halbwarmumformschritt oder Kaltumformschritt umgeformt wird, wobei ein Rohrabschnitt (14) des Nockenträgerrohres (10) zur Bildung einer Schaltkulisse (15) plastisch verformt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) umgeformt wird derart, dass eine Länge des Nockenträgerrohres (10) verringert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) vor dem Warmumformen im Umformbereich (25) auf eine Temperatur erwärmt wird, die oberhalb einer
Rekristallisationstemperatur eines Nockenträgerrohrmaterials liegt.
15. Verfahren nach Anspruch 12 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) vor dem Halbwarmumformen im
Umformbereich (25) auf eine Temperatur erwärmt wird, die unterhalb einer Rekristallisationstemperatur des Nockenträgerrohrmaterials liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 12 bis 15 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) und/oder die Schaltkulisse (15) nach dem Warmumformschritt, Halbwarmumformschritt oder Kaltumformschritt zur Verbesserung der Bearbeitungs- und Betriebseigenschaften
wärmebehandelt wird/werden.
17. Verfahren nach Anspruch 12 bis 16 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (15) durch wenigstens einen mechanischen
Fertigungsschritt bearbeitet wird, wobei wenigstens eine Nut (17) oder wenigstens ein Steg (18) ausgebildet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12 bis 17 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
wenigstens eine Nocke (21) durch wenigstens einen Fügeschritt mit dem Nockenträgerrohr (10) verbunden wird.
19. Verfahren nach Anspruch 12 bis 18 ,
dad u rch geken nzeich net, dass
das Nockenträgerrohr (10) durch wenigstens einen mechanischen
Fertigungsschritt bearbeitet wird, wobei wenigstens eine
Innenverzahnung (23) und/oder wenigstens eine Rasteinrichtung (24) ausgebildet wird.
20. Schiebenockenelement (20) umfassend ein Nockenträgerrohr (10) und wenigstens eine Nocke (21), wobei die Nocke (21) mit dem
Nockenträgerrohr (10) verbunden ist und das Nockenträgerrohr (10) wenigstens eine Schaltkulisse (15) aufweist,
dad u rch geken nzeich net, dass
einerseits die Schaltkulisse (15) und das Nockenträgerrohr (10) einstückig ausgebildet und andererseits die Nocke (21) und das Nockenträgerrohr (10) gefügt sind.
21. Schiebenockenelement (20) nach Anspruch 20,
dad u rch geken nzeich net, dass
die Schaltkulisse (15) als ein plastisch verformter, mechanisch
bearbeiteter oder stoffschlüssig aufgebrachter Rohrabschnitt (14) des Nockenträgerrohres (10) ausgebildet ist, der sich radial nach außen erstreckt.
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