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Title:
METHOD FOR MANUFACTURING A CAMSHAFT AND CORRESPONDING CAMSHAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/067991
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for manufacturing a camshaft which comprises at least the following steps: a functional element (1), which has a through opening, is introduced into a holding device(10) with a predeterminable first angular position in a plane perpendicular to a longitudinal axis; a shaft (2) is passed through the opening in the functional element; and the shaft (2) and/or the functional element (1) is/are rotated about the longitudinal axis in such a way that the functional element (1) takes up a second predeterminable angular position. The invention further relates to a correspondingly manufactured camshaft.

Inventors:
HEITZLER GREGOR (DE)
SCHULER MARKUS (DE)
Application Number:
DE2012/001063
Publication Date:
May 16, 2013
Filing Date:
November 07, 2012
Export Citation:
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Assignee:
NEUMAYER TEKFOR HOLDING GMBH (DE)
International Classes:
B23P11/00; B21D53/84; F01L1/047; F16H53/02
Domestic Patent References:
WO2011076330A12011-06-30
WO2012079656A12012-06-21
Foreign References:
DE19938791A12001-03-01
US3999277A1976-12-28
DE102008064194A12010-07-01
DE102006035082A12008-01-31
US20070006834A12007-01-11
US5220727A1993-06-22
Other References:
DATABASE WPI Week 199704, Derwent World Patents Index; AN 1997-037295, XP002692669
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle,

welches Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:

dass mindestens ein Funktionselement, welches mindestens eine

durchgehende Aussparung aufweist, mit einer vorgebbaren ersten

Winkelstellung in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse in eine

Haltevorrichtung eingebracht wird,

dass eine Welle mindestens durch die Aussparung des Funktionselements geführt wird, und

dass die Welle und/oder das Funktionselement derartig um die Längsachse gedreht werden/wird, dass mindestens das Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt. 2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Funktionselement durch das Führen der Welle durch die Aussparung des Funktionselements auf der Welle über einen Presssitz befestigt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Welle und/oder das Funktionselement mehrfach gedreht

werden/wird, wobei das Funktionselement jeweils unterschiedliche vorgebbare Winkelstellungen einnimmt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass mehrere Funktionselemente - insbesondere in Form von Nocken - welche jeweils mindestens eine durchgehende Aussparung aufweisen, mit jeweils einer vorgebbaren ersten Winkelstellung in jeweils einer Ebene senkrecht zu der Längsachse in jeweils eine Haltevorrichtung eingebracht werden,

dass die Welle durch die Aussparungen der Funktionselemente geführt wird, und dass die Welle und/oder mindestens ein Funktionselement derartig um die Längsachse gedreht werden/wird, dass mindestens ein Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Funktionselemente derartig in jeweils eine Haltevorrichtung eingebracht werden, dass jedes Funktionselement jeweils die gleiche vorgebbare erste Winkelstellung in jeweils einer Ebene senkrecht zu der Längsachse aufweist. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass nach dem Führen der Welle durch die Aussparungen der

Funktionselemente mindestens ein Festhalten eines Funktionselements durch eine Haltevorrichtung aufgehoben wird, und

dass die Welle derartig um die Längsachse gedreht wird, dass mindestens ein anderes Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Funktionselemente innerhalb eines Nockenwellengehäuses in die Haltevorrichtungen eingebracht werden, und dass die Welle durch mindestens eine Aussparung des Nockenwellengehäuses geführt wird.

8. Nockenwelle, gefertigt mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

Description:
Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle und entsprechende

Nockenwelle

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fertigung einer Nockenwelle und auf eine entsprechend gefertigte Nockenwelle.

Eine Nockenwelle verfügt zumindest über ein Trägerelement, auch als Rohr oder Welle bezeichnet, und mindestens einen Nocken als ein

Funktionselement. Bei der Anwendung in Motoren dienen Nockenwellen als Teil des Ventiltriebes, wobei sich jeweils die Welle um ihre Längsachse dreht. Die Nocken wandeln die Drehbewegung in Längsbewegungen um, wodurch die Ein- und Auslassventile des Motors gesteuert werden. Im Stand der Technik sind bereits unterschiedliche Varianten von Nockenwellen, deren Bestandteilen oder des Herstellungsverfahrens bekannt. Der Fertigung von Nockenwellen widmen sich z.B. die nicht vorveröffentlichten Anmeldungen der Patentanmelderin DE 10 2010 032 746 und DE 10 2010 048 225. Bei der Fertigung der Nockenwellen unter Verwendung von bereits fertig bearbeiteten Nocken ist insbesondere wichtig, dass die Nocken mit dem jeweils richtigen Winkel auf dem Trägerelement aufgebracht sind. Wird die Nockenwelle bereits in einem Gehäuse, mit welchem sie später auf den Motorblock aufgebracht werden wird, gefügt, so ergibt sich das Problem, dass kein Werkzeug zum Halten der Nocken verwendet werden kann, welches geschlossen ist, d.h. welches die Welle beim Fügen umgreift. Ist jedoch das Werkzeug derartig ausgestaltet, dass es die Nocken nur teilweise aufnimmt, so ergibt sich über die unterschiedlichen Winkellagen der Nocken auf der Welle das Problem, dass ggf. nicht alle Nocken richtig positioniert und gehalten werden können.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Fertigungsverfahren vorzuschlagen, welches es auch erlaubt, eine Nockenwelle innerhalb eines Gehäuses zu fertigen.

|Bestätigungskopie| Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fertigungsverfahren, welches zumindest folgende Schritte umfasst: dass mindestens ein Funktionselement, welches mindestens eine durchgehende Aussparung aufweist, mit einer vorgebbaren ersten Winkelstellung in einer Ebene senkrecht zu einer Längsachse in eine Haltevorrichtung eingebracht wird, dass eine Welle mindestens durch die

Aussparung des Funktionselements geführt wird, und dass die Welle und/oder das Funktionselement derartig um die Längsachse gedreht werden/wird, dass mindestens das Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit zunächst die Welle durch die Aussparung von mindestens einem Funktionselement geführt, wobei das Funktionselement eine erste Winkeleinstellung in einer Ebene senkrecht zur Längsachse einnimmt. Bei dem Funktionselement handelt es sich dabei insbesondere um einen Nocken. Anschließend werden die Welle und das Funktionselement derartig relativ zueinander verdreht, dass das Funktionselement eine zweite, andere Winkelstellung einnimmt. Ein Vorteil der Erfindung besteht somit darin, dass z.B. auch ein Halteelement für das Halten des Funktionselements verwendet werden kann, welches das

Funktionselement angepasst z.B. an die Zugänglichkeit innerhalb eines Gehäuses hält und nicht angepasst an die Winkelstellung, welche das

Funktionselement schließlich auf der Nockenwelle einnehmen soll.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement durch das Führen der Welle durch die Aussparung des Funktionselements auf der Welle über einen Presssitz befestigt wird. In dieser Ausgestaltung wird das mindestens eine Funktionselement durch das

Hindurchführen der Welle durch die Aussparung des Funktionselements bzw. durch die Aussparungen aller beteiligten Funktionselemente durch einen Presssitz mit der Welle verbunden. Hierfür verfügt die Welle beispielsweise über einen Absatz in dem Bereich, in welchem das Funktionselement befestigt wird. Mit dieser Ausgestaltung geht gleichzeitig auch einher, dass das mindestens eine Funktionselement bzw. die beteiligten Funktionselemente bereits nach diesem Schritt schon auf der Welle fixiert sind und beim

Verdrehen nur die Winkelstellung verändert wird.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass die Welle und/oder das Funktionselement mehrfach gedreht werden/wird, wobei das Funktionselement jeweils unterschiedliche vorgebbare Winkelstellungen einnimmt. In dieser Ausgestaltung wird das mindestens eine Funktionselement mehrfach verdreht, bis es seine richtige Winkelstellung erhält. Diese

Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn mehrere Funktionselemente wie das mindestens eine Funktionselement auf der Nockenwelle befestigt und jeweils zu ihren eigentlichen Winkelstellungen gebracht werden.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass mehrere Funktionselemente - insbesondere in Form von Nocken -, welche jeweils mindestens eine durchgehende Aussparung aufweisen, mit jeweils einer vorgebbaren ersten Winkelstellung in jeweils einer Ebene senkrecht zu der Längsachse in jeweils eine Haltevorrichtung eingebracht werden, dass die Welle durch die Aussparungen der Funktionselemente geführt wird, und dass die Welle und/oder mindestens ein Funktionselement derartig um die

Längsachse gedreht werden/wird, dass mindestens ein Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt. In dieser Ausgestaltung sind mehrere Funktionselemente vorgesehen, die mit einer ersten Winkelstellung angeordnet sind. Nach dem Einbringen der Welle durch die Aussparungen wird die Winkelstellung mindestens eines Funktionselements geändert.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass die Funktionselemente derartig in jeweils eine Haltevorrichtung eingebracht werden, dass jedes Funktionselement jeweils die gleiche vorgebbare erste Winkelstellung in jeweils einer Ebene senkrecht zu der Längsachse aufweist. In dieser Ausgestaltung weisen die Funktionselemente zu Beginn die gleiche Winkelstellung auf, und anschließend werden durch das Verdrehen die einzelnen Funktionselemente auf die jeweils passende Winkelstellung gebracht.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach dem Führen der Welle durch die Aussparungen der Funktionselemente mindestens ein Festhalten eines Funktionselements durch eine

Haltevorrichtung aufgehoben wird, und dass die Welle derartig um die

Längsachse gedreht wird, dass mindestens ein anderes Funktionselement eine zweite vorgebbare Winkelstellung einnimmt. In dieser Ausgestaltung werden vorteilhafterweise jeweils die Funktionselemente aus dem jeweiligen Halteelement entlassen, welche bereits die zugehörige Winkelstellung aufweisen. Ohne die Halteelemente drehen sich die Funktionselemente mit der Welle mit, und es kann somit keine Änderung der Winkelstellung bei diesen Funktionselementen außerhalb der Halteelemente erfolgen.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass die Funktionselemente innerhalb eines Nockenwellengehäuses in die

Haltevorrichtungen eingebracht werden, und dass die Welle durch mindestens eine Aussparung des Nockenwellengehäuses geführt wird. In dieser

Ausgestaltung wird ein Nockenwellenmodul erzeugt, in welchem sich die Nockenwelle oder mehrere Nockenwellen in einem Gehäuse - auch als Haube bezeichnet - befindet bzw. befinden. Die Welle ragt dabei aus dem Gehäuse heraus, und das Gehäuse weist in einer Ausgestaltung

insbesondere nur eine offene Seite auf.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Nockenwelle, welche nach mindestens einer der o.g. Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen

Verfahrens gefertigt worden ist. Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 : eine räumliche Darstellung zweier mit dem erfindungsgemäßen

Verfahren gefertigten Nockenwellen in einem Nockenwellengehäuse,

Fig. 2: eine räumliche Darstellung eines Teils einer Nockenwelle während eines Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3: eine räumliche Darstellung einer Nockenwelle während eines anderen Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 4: eine räumliche Darstellung eines Werkzeugs für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 3, in welchem sich zwei Nockenwellen befinden, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt worden sind. Die Nockenwellen verfügen jeweils über Funktionselemente 1 , welche über einen Presssitz mit der jeweiligen Welle 2 verbunden sind. Bei den

Funktionselementen 1 handelt es sich teilweise um Nocken für die

Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors. Die Wellen 2 reichen jeweils durch das Gehäuse 3, dessen Rückseite geschlossen ist, hindurch. Das Gehäuse 3 erlaubt es, dass die beiden Nockenwellen, welche beispielsweise der Steuerung der Ein- bzw. Auslassventile eines Motors dienen, direkt auf einem Motorblock in einem Fahrzeug aufgebracht werden können.

Die Fig. 2 zeigt ein Gehäuse 3 für eine Nockenwelle. In dem Gehäuse 3 werden die einzelnen Funktionselemente 1 in Haltevorrichtungen 10 gehalten. Die Funktionselemente 1 verfügen jeweils über eine Aussparung 1 .1 , welche jeweils um die Längsachse 5, um welche die Nockenwelle sich im

eingebauten Zustand dreht, herum angeordnet ist. Eine Aussparung 3.1 ist ebenfalls im Gehäuse 3 vorgesehen, so dass die Welle der Nockenwelle durch das Gehäuse 3 und durch die Funktionselemente 1 entlang der

Längsachse 5 eingeführt werden kann. In dieser Ausgestaltung weisen noch alle Nocken der Menge der Funktionselemente 1 die gleiche Winkeleinstellung auf. Die Winkeleinstellung bezieht sich dabei beispielsweise auf die Lage der Erhebung der Nocken in einer Ebene senkrecht zur Längsachse 5. Diese Ebene fällt in dem in der Abbildung gezeigten Beispiel mit der Ebene zusammen, in welcher die Halteelemente 10 - in dieser Ausgestaltung durch eine Negativform realisiert - die Funktionselemente 1 tragen.

In der Fig. 3 ist bereits die Welle 2 durch die Funktionselemente 1 und das Gehäuse 3 geführt. Die Funktionselemente 1 sind dabei durch einen Presssitz mit der Welle 2 verbunden. Bei den unteren zwei Funktionselementen 1 sind die Halteelemente 10 entfernt worden. Die anderen Funktionselemente 1 liegen noch in ihren jeweiligen Halteelementen 10. Wird jetzt die Welle 2 gedreht, so drehen sich die beiden unteren Funktionselemente 1 mit und verändern somit nicht ihre Winkeleinstellung. Die anderen Funktionselemente 1 werden jedoch durch ihre Halteelemente 10 gehalten, können sich somit nicht mit der Welle 2 mitdrehen und erfahren daher eine andere

Winkeleinstellung. Hat ein Funktionselement 1 seine jeweilige endgültige Winkeleinstellung erreicht, so wird das jeweilige Halteelement 10 entfernt und die anderen Funktionselemente können durch ein weiteres Verdrehen der Welle 2 ihre jeweils zugeordnete Winkeleinstellung erhalten. D.h. Schritt für Schritt werden jeweils Halteelemente 10 entfernt und die Verdrehung erfolgt dann nur noch mit den Funktionselementen 1 , welche sich in ihren jeweiligen Halteelementen 10 befinden. Daher erfahren manche Funktionselemente mehrere Winkeleinstellungen, bis sie die ihnen zugeordnete einnehmen.

In der Fig. 4 ist ein Beispiel eines Halteelements 10 dargestellt. Für den Bereich der Erhebung eines Nockens ist eine Negativform vorgesehen.