Nockenwelle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Montieren einer Nockenwelle. Eine Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bspw. aus der DE 10 2014 111 383 Al bekannt.

Generell werden Schiebenockenwellen zur variablen Ventilsteuerung in

Verbrennungsmotoren eingesetzt. Die Schiebenockenwellen umfassen

unterschiedliche Funktionselemente, wie bspw. Schiebenockenelemente,

Doppelnocken, Einzelnocken oder weitere Funktionselemente, die mit einer Grundwelle der Nockenwelle zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden sind. Die Schiebenockenelemente sind auf der Grundwelle der

Nockenwelle entlang der Längsachse verschieblich angeordnet. Die axiale

Verstellung der Schiebenockenelemente erfolgt im Wesentlichen durch

Aktuatoren, die mit einer Schaltkulisse der Schiebenockenelemente

Zusammenwirken.

Zur drehfesten Verbindung des Schiebenockenelements mit der Grundwelle können Einlegeelemente zum Einsatz kommen, die einen Formschluss zwischen der Grundwelle und dem Schiebenockenelement bilden. Beispielsweise ist aus der eingangs genannten DE 10 2014 111 383 Al eine Nockenwelle bekannt, bei der eine Grundwelle mit einem Schiebenockenelement durch länglich ausgebildete Nadellagerelemente drehmomentübertragend verbunden ist. Bei einer Montage der Nockenwelle werden vor dem Aufschieben des Schiebenockenelements auf die Grundwelle die Nadellagerelemente in Längsnuten des Schiebenockenelements eingesetzt. Das Schiebenockenelement wird anschließend auf die Grundwelle aufgeschoben, sodass die Nadellagerelemente in Längsnuten der Grundwelle eingreifen. Zur axialen Sicherung der Nadellagerelemente sind Sicherungsringe an den Endseiten des Schiebenockenelements vorgesehen.

Hierbei ist nachteilig, dass die Längsnuten der Grundwelle derart ausgebildet sind, dass das Schiebenockenelement an die gewünschte Axialposition

aufschiebbar ist. Dies bringt einen erhöhten, mechanischen Bearbeitungsaufwand mit sich, da die Längsnuten entsprechend lang ausgebildet sein müssen. Die Nadellagerelemente greifen bereits beim Aufschieben in die Längsnuten der Grundwelle ein. Vor dem Aufschieben ist daher nachteilig eine präzise

Ausrichtung der Grundwelle und des Schiebenockenelements erforderlich. Ferner ist ein nachträgliches Einbringen der Nadellagerelemente bspw. bei einer

Vormontage der Grundwelle und des Schiebenockenelements in einer

geschlossenen Lagergasse eines Zylinderkopfgehäuses oder eines Haubenmoduls aufgrund engen Bauraums nicht möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Nockenwelle anzugeben, bei der durch einen vereinfachten Aufbau eine Montage erleichtert ist sowie Gesamtkosten verringert sind. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Montage einer Nockenwelle anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Nockenwelle durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Blick auf das Kraftfahrzeug wird die vorstehend genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 13 gelöst.

Mit Blick auf das Verfahren wird die vorstehend genannte Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 14 oder 15 gelöst.

Konkret wird die Aufgabe durch eine Nockenwelle mit einer Grundwelle und wenigstens einem Schiebenockenelement, das auf der Grundwelle axial verschiebbar angeordnet ist, und wenigstens einem Übertragungselement, das das Schiebenockenelement mit der Grundwelle zur Übertragung eines

Drehmoments drehfest verbindet, gelöst. Die Grundwelle weist wenigstens eine Ausnehmung auf und das Schiebenockenelement umfasst wenigstens eine

Montageöffnung, durch die das Übertragungselement in die Ausnehmung der Grundwelle einsetzbar ist.

Die Erfindung hat verschiedene Vorteile. Durch die Montageöffnung des

Schiebenockenelements ist das Übertragungselement in einem vormontierten Zustand der Nockenwelle, in dem das Schiebenockenelement auf der Grundwelle angeordnet ist, nachträglich einsetzbar. Dadurch entfällt ein rotatorisches

Ausrichten der Grundwelle und/oder des Schiebenockenelements vor dem

Aufschieben des Schiebenockenelements auf die Grundwelle. Die drehfeste Verbindung ist durch das nachträgliche Einsetzen des Übertragungselements in die Ausnehmung der Grundwelle einfach und schnell herstellbar. Dadurch wird die Montage der Nockenwelle erleichtert, wodurch ein Montageaufwand und somit die Gesamtkosten reduziert werden. Ferner entfallen im Vergleich zur Nockenwelle gemäß DE 10 2014 111 383 Al Sicherungselemente zur axialen Sicherung des Übertragungselements, wodurch die Gesamtkosten weiter reduziert sind.

Die Erfindung hat insbesondere den Vorteil, dass ein nachträgliches Einsetzen des Übertragungselements bei vormontierter Nockenwelle bspw. in einer

geschlossenen Lagergasse einer Zylinderkopfhaube oder eines Haubenmoduls auch bei engen Bauraumverhältnissen ermöglicht wird.

Bei einem Einsetzen des Übertragungselements während einer Montage sind die Montageöffnung des Schiebenockenelements und die Ausnehmung der

Grundwelle korrespondierend zueinander ausgerichtet. Mit andern Worten sind die Grundwelle und das Schiebenockenelement derart zueinander ausgerichtet, dass bei einer Montage das Übertragungselement durch die Montageöffnung in die Ausnehmung einsetzbar bzw. einlegbar ist.

Die Montageöffnung kann einen eckigen, insbesondere rechteckigen Durchgang bilden. Alternativ kann die Montageöffnung durch ein Langloch gebildet sein.

Das Übertragungselement kann durch ein längliches Nadellagerelement gebildet sein. Das Nadellagerelement kann zylinderförmig ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass das Übertragungselement quaderförmig ausgebildet ist. Das

Übertragungselement kann durch eine plattenförmiges Einlegeelement gebildet sein.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Montageöffnung des

Schiebenockenelements größer, insbesondere länger und/oder breiter, als die Ausnehmung der Grundwelle ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die

Montageöffnung eine Kontur auf, die nicht mit einer Kontur der Ausnehmung fluchtet. Hierbei ist vorteilhaft, dass bei der Montage das Übertragungselement in die Ausnehmung der Grundwelle einfach und schnell einsetzbar ist. Dadurch wird ein Einbringen des Übertragungselements erleichtert, wodurch eine Montagezeit verringert und somit Kosten reduziert werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung der

Grundwelle und/oder die Montageöffnung des Schiebenockenelements bei einem Montagevorgang relativ zueinander verdrehbar. Bei dem Montagevorgang wird das Übertragungselement durch die Montageöffnung in die Ausnehmung eingelegt. Um bspw. weitere Übertragungselemente weitere Ausnehmungen der Grundwelle einsetzen zu können, sind die Grundwelle und/oder das

Schiebenockenelement vorteilhaft relativ zueinander verdrehbar. Dies ermöglicht eine sichere und schnelle Handhabung des jeweiligen Übertragungselements beim Montagevorgang. Dadurch werden eine Montagezeit und somit Herstellungskosten eingespart.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Betrieb die Grundwelle gegenüber dem Schiebenockenelement verschoben und/oder im Betrieb das Schiebenockenelement gegenüber der Grundwelle verschoben, so dass das Schiebenockenelement das Übertragungselement radial in der Ausnehmung der Grundwelle hält. Mit anderen Worten wird das Übertragungselement durch ein gegeneinander Verschieben der Grundwelle und/oder des Schiebenockenelements in der Ausnehmung gegen ein radiales Auswandern gesichert. Das

Übertragungselement ist im Betrieb durch das Schiebenockenelement radial nach außen begrenzt. Dies hat den Vorteil, dass im Betrieb das Übertragungselement in der Ausnehmung der Grundwelle sicher gehalten wird.

Vorzugsweise weist das Schiebenockenelement wenigstens eine

Materialausnehmung zum Montieren des Übertragungselements auf, die im Bereich der Montageöffnung am Schiebenockenelement innen radial umlaufend ausgebildet ist. Bei einem Montagevorgang wird das Übertragungselement in die Ausnehmung der Grundwelle eingesetzt. Das Übertragungselement steht dabei über eine Außenoberfläche der Grundwelle hervor. Vorzugsweise ist die

Materialausnehmung derart ausgebildet, dass das Schiebenockenelement und/oder die Grundwelle mit dem eingesetzten Übertragungselement relativ gegeneinander verdrehbar sind. Dadurch wird vorteilhaft eine Montagezeit reduziert. Ferner ist vorteilhaft, dass bei der Anordnung von mehreren

Übertragungselementen in weiteren Ausnehmungen der Grundwelle ein Verdrehen und somit Ausrichten der Montageöffnung zu den weiteren Ausnehmungen einfach und schnell erfolgen kann. Generell wird dadurch eine Montage der Nockenwelle erleichtert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Ausnehmung der Grundwelle eine Längsnut, die in der Grundwelle abschnittsweise ausgebildet ist und in der das Übertragungselement angeordnet ist. Mit anderen Worten ist die Längsnut in einem definierten Längenabschnitt der Grundwelle ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das Übertragungselement in Längsrichtung der Längsnut durch etwaige Nutstirnseiten begrenzt ist. Das Übertragungselement ist somit durch die Längsnut in Verschieberichtung des Schiebenockenelements gesichert. Ferner ist vorteilhaft, dass durch die begrenzte Länge der Längsnut ein mechanischer Bearbeitungsaufwand reduziert ist.

Die Längsnut erstreckt sich in Längsrichtung der Grundwelle. Das

Übertragungselement steht im in die Längsnut eingesetzten Zustand über die Außenoberfläche der Grundwelle hervor. Mit anderen Worten ist das

Übertragungselement zumindest teilweise in der Ausnehmung angeordnet. Das Übertragungselement und die Ausnehmung können im Wesentlichen eine gleiche Länge aufweisen. Es ist auch denkbar, dass das Übertragungselement eine kürzere Länge als die Ausnehmung aufweist. Die Längsnut kann zum

Übertragungselement teilkomplementär ausgebildet sein. Es ist denkbar, dass das Übertragungselement mit der Ausnehmung bzw. der Längsnut lediglich in definierten Kontaktbereichen bspw. in Linienkontakt oder Punktkontakt steht.

Bei einer Ausführungsform bildet die Ausnehmung der Grundwelle einen

Flachbereich, der in der Grundwelle radial außen ausgebildet ist und in dem das Übertragungselement angeordnet ist. Das Übertragungselement ist im

Flachbereich zumindest teilweise eingesetzt angeordnet. Mit anderen Worten steht das eingesetzte Übertragungselement über die Außenoberfläche der

Grundwelle hervor. Der Flachbereich kann durch eine Materialabtragung am Außenumfang der Grundwelle ausgebildet sein. Der Flachbereich kann durch eine Fläche gebildet sein. Hierbei ist vorteilhaft, dass ein plattenförmiges

Übertragungselement zur Drehmomentübertragung zwischen der Grundwelle und dem Schiebenockenelement eingelegt werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Grundwelle mehrere, insbesondere vier Ausnehmungen. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise auf einem Außenumfang der Grundwelle in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ausgebildet. Bevorzugt ist in jeweils einer Ausnehmung ein Übertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass durch die mehreren Übertragungselemente eine gleichmäßige Drehmomentübertragung von der Grundwelle auf das Schiebenockenelement erfolgt. Im Betrieb ist die Grundwelle durch die Übertragungselemente mit dem Schiebenockenelement drehfest, insbesondere formschlüssig verbunden. Es ist denkbar, dass das Schiebenockenelement mehr als eine Montageöffnung zum Einsetzen von mehreren Übertragungselementen aufweist.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das

Schiebenockenelement wenigstens einen freien Bereich auf, in dem die

Montageöffnung ausgebildet ist. Der freie Bereich ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Die Montageöffnung kann im freien Bereich durch eine

Materialabtragung des Außenumfangs des freien Bereichs gebildet sein. Der freie Bereich kann im Querschnitt eine von einer zylindrischen Form abweichende Form aufweisen. Beispielsweise kann der freie Bereich im Querschnitt eckig oder elliptisch ausgebildet sein. Der freie Bereich kann zwischen einem Nockenpaar bzw. einer Nockenkontur und einer Schaltkulisse des Schiebenockenelements ausgebildet sein. Die Anordnung der Montageöffnung im freien Bereich des Schiebenockenelements ermöglicht beim Einsetzen des Übertragungselements eine verbesserte Flandhabung des Übertragungselements durch einen freien Zugang zur Montageöffnung. Eine Montage der Nockenwelle wird dadurch weiter vereinfacht.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das

Schiebenockenelement wenigstens eine Längsnut auf, die radial innen ausgebildet ist und in die das Übertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments zumindest teilweise formschlüssig eingreift. Durch das Eingreifen des

Übertragungselements in die Längsnut der Grundwelle und in die Längsnut des Schiebenockenelements sind die Grundwelle und das Schiebenockenelement miteinander drehfest verbunden. Mit anderen Worten sind die Grundwelle und das Schiebenockenelement durch das Übertragungselement formschlüssig verbunden. Die Grundwelle ist somit mit dem Schiebenockenelement konstruktiv einfach drehfest verbunden. Ein Fertigungsaufwand und Kosten sind dadurch reduziert.

Die Längsnut kann abschnittsweise innen am Schiebenockenelement ausgebildet sein. Die Längsnut kann sich über die gesamte Länge des Schiebenockenelements erstrecken. Ferner kann die Längsnut durch die Materialausnehmung und/oder durch wenigstens eine Rastnut unterbrochen sein, die radial innen am

Schiebenockenelement ausgebildet ist. Die Rastnut kann innen radial umlaufend ausgebildet sein. Die Rastnut dient zur lösbaren Fixierung des

Schiebenockenelements im Betrieb der Nockenwelle. Die Rastnut kann dazu mit einer Arretiereinrichtung Zusammenwirken. Bei einer Ausführungsform weisen die Grundwelle und das Schiebenockenelement jeweils eine Durchgangsöffnung auf, durch die wenigstens eine

Arretiereinrichtung in die Grundwelle eingebracht ist. Die Durchgangsöffnung der Grundwelle und die Durchgangsöffnung des Schiebenockenelements sind dabei relativ gegeneinander verdreht, so dass die Arretiereinrichtung durch das

Schiebenockenelement in der Grundwelle radial gesichert, insbesondere gehalten ist. Durch die Durchgangsöffnungen der Grundwelle und des

Schiebenockenelements ist die Arretiereinrichtung im eingebauten Zustand der Nockenwelle bspw. in einer geschlossenen Lagergasse eines

Zylinderkopfgehäuses oder eines Haubenmoduls montierbar. Bei der Montage wird die Arretiereinrichtung durch die Durchgangsöffnungen eingebracht und durch das Relativverdrehen der Durchgangsöffnungen in der Grundwelle radial gesichert. Mit anderen Worten ist die Arretiereinrichtung durch das

Schiebenockenelement zur Sicherung radial nach außen begrenzt. Hierbei ist vorteilhaft, dass durch die Relativverdrehung der Durchgangsöffnungen die Arretiereinrichtung auf einfache Art und Weise in der Grundwelle radial gehalten wird. Dabei wird ein Montageaufwand verringert und somit die Gesamtkosten reduziert. Vorteilhaft wird somit eine nachträgliche Montage der

Arretiereinrichtung in der Grundwelle, insbesondere bei engen

Bauraumverhältnissen ermöglicht.

Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Nockenwelle. Die Nockenwelle kann als Schiebenockenwelle ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst das Kraftfahrzeug mehr als eine Nockenwelle, insbesondere zwei Nockenwellen.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Montieren einer Nockenwelle, insbesondere einer Schiebenockenwelle, wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Grundwelle mit wenigstens einer Ausnehmung zur Aufnahme wenigstens eines Übertragungselements und wenigstens ein Schiebenockenelement mit wenigstens einer Montageöffnung bereitgestellt. Das Schiebenockenelement ist auf der Grundwelle angeordnet. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die Grundwelle und das Schiebenockenelement zueinander derart ausgerichtet, dass die Montageöffnung mit der Ausnehmung korrespondiert. Anschließend wird in einem dritten Verfahrensschritt das wenigstens eine Übertragungselement durch die Montageöffnung des Schiebenockenelements in die Ausnehmung der

Grundwelle eingesetzt. In einem vierten Verfahrensschritt erfolgt ein Relativverdrehen der Grundwelle und/oder des Schiebenockenelements derart, dass das eingesetzte

Übertragungselement mit dem Schiebenockenelement in Längsrichtung der Grundwelle formschlüssig verbindbar ist. Anschließend wird abschließend die Grundwelle und/oder das Schiebenockenelement axial verschoben, so dass das Übertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments mit dem

Schiebenockenelement formschlüssig verbunden wird.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren zum Montieren einer

Nockenwelle, insbesondere einer Schiebenockenwelle, wird in einem ersten Verfahrensschritt eine Grundwelle mit mehreren Ausnehmungen zur jeweiligen Aufnahme wenigstens eines Übertragungselements und wenigstens ein

Schiebenockenelement mit wenigstens einer Montageöffnung bereitgestellt.

Bevorzugt weist die Grundwelle vier Ausnehmungen auf. Das

Schiebenockenelement ist auf der Grundwelle angeordnet. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die Grundwelle und das Schiebenockenelement zueinander derart ausgerichtet, dass die Montageöffnung mit einer ersten der Ausnehmungen korrespondiert. Anschließend erfolgt in einem dritten

Verfahrensschritt ein Einsetzen wenigstens eines ersten Übertragungselements durch die Montageöffnung des Schiebenockenelements in die erste Ausnehmung der Grundwelle.

In einem vierten Verfahrensschritt erfolgt ein Relativverdrehen der Grundwelle und/oder des Schiebenockenelements bis eine weitere der Ausnehmungen mit der Montageöffnung korrespondiert. Der dritte und vierte Verfahrensschritt werden solange wiederholt, bis in jede der Ausnehmungen ein Übertragungselement eingesetzt ist. Anschließend wird die Grundwelle und/oder das

Schiebenockenelement derart relativverdreht, dass die eingesetzten

Übertragungselemente mit dem Schiebenockenelement in Längsrichtung der Grundwelle formschlüssig verbindbar sind. In einem abschließenden Schritt wird die Grundwelle und/oder das Schiebenockenelement axial verschoben, so dass die Übertragungselemente zur Übertragung eines Drehmoments mit dem

Schiebenockenelement formschlüssig verbunden werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren sind in Schritt a) das Schiebenockenelement und die Grundwelle gegeneinander axial verschiebbar und relativ verdrehbar. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren werden in Schritt a) die Grundwelle und das Schiebenockenelement in einer Lagergasse eines Zylinderkopfgehäuses angeordnet.

Bei einer Ausführungsform der Verfahren wird das Übertragungselement durch ein Montagewerkzeug in die Ausnehmung der Grundwelle eingesetzt.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird/werden die Grundwelle und/oder das Schiebenockenelement derart relativ verdreht, dass das eingesetzte

Übertragungselement mit einer axial angrenzenden Längsnut des

Schiebenockenelements in Eingriff bringbar ist.

Vorzugsweise wird/werden die Grundwelle und/oder das Schiebenockenelement derart axial verschoben, dass das Übertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments in die Längsnut des Schiebenockenelements zumindest teilweise eingreift.

Zu den Vorteilen des Kraftfahrzeugs und der Verfahren zur Montage einer erfindungsgemäßen Nockenwelle wird auf die im Zusammenhang mit der Nockenwelle erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus können das

Kraftfahrzeug und die Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf die Nockenwelle genannte Merkmale aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie die erfindungsgemäße Nockenwelle ausgestaltet sein kann. Ferner stellen die dargestellten Ausführungsformen einzelne

Verfahrensschritte zum Montieren einer erfindungsgemäßen Nockenwelle dar.

In diesen zeigen,

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Nockenwelle nach einem

bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, in einer Lagergasse;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle gemäß

Fig. 1, im Bereich eines Schiebenockenelements. Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schiebenockenelements der

Nockenwelle gemäß Fig. 2;

Fig. 4 einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle gemäß

Fig. 1, in einem ersten Verfahrensschritt eines bevorzugten erfindungsgemäßen Montageverfahrens;

Fig. 5 einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle gemäß

Fig. 1, in einem zweiten Verfahrensschritt des bevorzugten erfindungsgemäßen Montageverfahrens;

Fig. 6 einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle gemäß

Fig. 1, in einem dritten Verfahrensschritt des bevorzugten erfindungsgemäßen Montageverfahrens;

Fig. 7 einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle gemäß

Fig. 1, in einem vierten Verfahrensschritt des bevorzugten erfindungsgemäßen Montageverfahrens;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht durch die Nockenwelle gemäß Fig. 1 mit eingesetzten Übertragungselementen; und

Fig. 9 eine Querschnittsansicht durch die Nockenwelle gemäß Fig. 1, in einem Endmontagezustand.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Nockenwelle 10 nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Die Nockenwelle 10 umfasst eine Grundwelle 11 und ein Schiebenockenelement 12, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Ferner weist die Nockenwelle 10 mehrere Einzelnocken 26 und einen Steuertrieb 27 auf, der stirnseitig an der Grundwelle 11 angeordnet ist. Konkret weist die Nockenwelle 10 insgesamt drei Einzelnocken 26, die auf der Grundwelle 11 drehfest angeordnet sind. Es ist denkbar, dass die Nockenwelle 10 mehr als drei Einzelnocken 26 aufweist. Die Nockenwelle 10 kann auch weniger als drei Einzelnocken 26 aufweisen. Des Weiteren ist denkbar, dass die Nockenwelle 10 mehr als ein Schiebenockenelement 12 umfasst.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt einer Längsschnittansicht der Nockenwelle 10 gemäß Fig. 1. Die Nockenwelle 10 ist in einer Lagergasse 22 bspw. eines Zylinderkopfgehäuses 23 oder eines nicht dargestellten Haubenmoduls

angeordnet. Die Nockenwelle 10 ist in der Lagergasse 22 drehbar gelagert.

Wie vorstehend beschrieben, weist die Nockenwelle 10 eine Grundwelle 11 und ein Schiebenockenelement 12 auf. Das Schiebenockenelement 12 ist auf der Grundwelle 11 axial verschiebbar angeordnet. Ferner ist die Grundwelle 11 mit dem Schiebenockenelement 12 zur Übertragung eines Drehmoments drehfest verbunden. Dazu umfasst die Nockenwelle 10 mehrere Übertragungselemente 13, die die Grundwelle 11 und das Schiebenockenelement 12 miteinander

formschlüssig verbinden. Wie in den Fig. 8 und 9 ersichtlich, sind dazu insgesamt vier Übertragungselement 13 zwischen der Grundwelle 11 und dem

Schiebenockenelement 12 angeordnet.

Gemäß Fig. 1 ist die Grundwelle 11 hohlzylindrisch ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Grundwelle 11 rohrförmig ausgebildet. Die Grundwelle 11 kann auch durch eine Vollwelle gebildet sein. Mit anderen Worten kann die Grundwelle 11 aus einem Vollmaterial bestehen. Die Grundwelle 11 weist zumindest im Bereich des Schiebenockenelements 12 eine glatte Außenoberfläche 24 auf. Mit anderen Worten ist die Grundwelle 11 zumindest im Bereich des

Schiebenockenelements 12 frei von Formschlussmitteln in Form von Erhebungen oder Vorsprüngen, insbesondere einer Verzahnung ausgebildet.

Die Grundwelle 11 weist mehrere Ausnehmungen 14 auf, die auf einem

Außenumfang 28 der Grundwelle 11 ausgebildet sind. Konkret sind die

Ausnehmungen 14 am Außenumfang 28 der Grundwelle 11 radial nach außen offen ausgebildet. Die Ausnehmungen 14 bilden jeweils eine Längsnut 17. Die Ausnehmungen 14 bzw. die Längsnuten 17 weisen eine gleiche Länge auf. Es ist denkbar, dass die Ausnehmungen 14 eine unterschiedliche Länge aufweisen. Die Ausnehmungen 14 bzw. die Längsnuten 17 weisen eine gleiche Form auf.

Wie in den Fig. 8 und 9 erkennbar ist, sind die Längsnuten 17 im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet. Die Längsnuten 17 sind im Querschnitt zur Form der eingesetzten Übertragungselemente 13 teilkomplementär ausgebildet. Die

Längsnuten 17 können auch im Querschnitt eckig, insbesondere trapezförmig ausgebildet sein. Die Längsnuten 17 verlaufen in Längsrichtung der Grundwelle 11. Die Längsnuten 17 weisen zwei Stirnseiten auf, die einander in Längsrichtung gegenüber ausgebildet sind. Die Länge der jeweiligen Längsnut 17 ist durch die Stirnseiten begrenzt. Mit anderen Worten weisen die Längsnuten 17 eine definierte Länge auf.

Die Ausnehmungen 14 sind auf dem Außenumfang 28 der Grundwelle 11 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt ausgebildet. Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, sind die Längsnuten 17 in Umfangsrichtung jeweils 90° versetzt ausgebildet. Es ist denkbar, dass die Längsnuten 17 in Umfangsrichtung auch in einem anderen Winkel zueinander vorgesehen sind.

Die Übertragungselemente 13 sind zylinderförmig ausgebildet. Die

Übertragungselemente 13 sind durch längliche Nadellagerelemente gebildet. Es ist denkbar, dass die Übertragungselemente 13 quaderförmig ausgebildet sind. Konkret können die Übertragungselemente 13 auch plattenförmig ausgebildet sein. Die Übertragungselemente 13 und die Ausnehmungen 14 bzw. die

Längsnuten 17 der Grundwelle 11 weisen im Wesentlichen eine gleiche Länge auf. Die Übertragungselemente 13 können eine kleinere Länge als die Längsnuten 17 aufweisen. Dadurch lassen sich die Übertragungselemente 13 bei einem

Montagevorgang schnell und einfach in die Längsnuten 17 einsetzen.

Das Schiebenockenelement 12 gemäß Fig. 1, 2 sowie 4 bis 9 entspricht dem Schiebenockenelement 12 gemäß Fig. 3. Das Schiebenockenelement 12 umfasst einen Grundkörper 29 mit einer zentralen Durchgangsöffnung 31, durch die das Schiebenockenelement 12 auf die Grundwelle 11 aufgeschoben ist. Die

Grundwelle 11 und das Schiebenockenelement 12 weisen eine gemeinsame Längsachse auf.

Ferner umfasst das Schiebenockenelement 12 zwei Nockenpaare 19 mit zwei unterschiedlichen Nockenkonturen. Das Schiebenockenelement 12 kann auch mehr als zwei unterschiedliche Nockenkonturen aufweisen. Die Nockenpaare 19 sind zueinander verdreht angeordnet. Mit anderen Worten weisen die

Nockenpaare 19 einen Hubversatz zueinander auf.

Des Weiteren weist das Schiebenockenelement 12 einen Schaltkulissenabschnitt 21 auf, mit zwei Schaltnuten 32 und einem dazwischen angeordneten

Kulissensteg 33. Bei einem Verschiebevorgang greift im Betrieb ein nicht dargestellter Aktuator mit einem Aktuatorpin in eine der Schaltnuten 32 ein, sodass das Schiebenockenelement 12 in Längsrichtung der Grundwelle 11 verschoben wird. Der Aktuator kann ein Mehrfachaktuator sein. Der Schaltkulissenabschnitt 21 ist zwischen den Nockenpaaren 19', 19"

angeordnet. Konkret grenzt der Schaltkulissenabschnitt 21 an ein erstes der Nockenpaare 19' an. Zwischen dem Schalkulissenabschnitt 21 und dem zweiten der Nockenpaare 19" ist ein freier Bereich 18 ausgebildet. Der freie Bereich 18 ist zylinderförmig ausgebildet. Der freie Bereich 18 weist eine glatte

Außenoberfläche 34 auf. Mit anderen Worten ist der freie Bereich 18 frei von Erhebungen und Vorsprüngen ausgebildet.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist das Schiebenockenelement 12 eine

Montageöffnung 15 auf, die im freien Bereich 18 ausgebildet ist. Die

Montageöffnung 15 erstreckt sich von der Außenoberfläche 34 des freien Bereichs 18 radial nach innen. Konkret bildet die Montageöffnung 15 von der

Außenoberfläche 34 ausgehend durch den Grundkörper 29 radial nach innen zum Einsetzen der Übertragungselemente 13 einen freien Durchgang.

Die Montageöffnung 15 ist durch eine Materialabtragung an der Außenoberfläche 34 des freien Bereichs 18 gebildet. Die Montageöffnung 15 bildet einen

rechteckigen Durchgang. Die Montageöffnung 15 kann durch Ausfräsen

hergestellt sein. Die Montageöffnung 15 kann auch durch ein Langloch gebildet sein. Die Montageöffnung 15 ist größer als die Längsnuten 17 der Grundwelle 11 ausgebildet. Konkret ist die Montageöffnung 15 länger und breiter als die

Längsnuten 17 ausgebildet. Dies erleichtert bei einem Montagevorgang das Einsetzen der Übertragungselemente 13 in die Längsnuten 17.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist das Schiebenockenelement 12 mehrere Längsnuten 25 auf, die an einer Innenseite 35 des Schiebenockenelements 12 ausgebildet sind. Konkret weist das Schiebenockenelement 12 insgesamt vier Längsnuten 25 auf, die in Längsrichtung des Schiebenockenelements 12 verlaufen. Das

Schiebenockenelement 12 kann auch mehr als vier Längsnuten 25 aufweisen. Generell ist denkbar, dass das Schiebenockenelement 12 weniger als vier, insbesondere drei oder zwei, Längsnuten 25 aufweist. Die Längsnuten 25 sind zur zentralen Durchgangsöffnung 31 hin offen ausgebildet. Die Längsnuten 25 sind über die gesamte Länge des Schiebenockenelements 12 ausgebildet. Die

Längsnuten 25 können auch in Längsrichtung teilweise, insbesondere

abschnittsweise ausgebildet sein.

Wie in Fig. 8 und 9 erkennbar ist, weisen die Längsnuten 25 einen trapezförmigen Querschnitt auf. Die Längsnuten 25 können auch halbkreisförmig ausgebildet sein. Die Übertragungselemente 13 greifen in die Längsnuten 17 der Grundwelle

11 und die Längsnuten 25 des Schiebenockenelements 12 teilweise und bilden so eine formschlüssige Verbindung. Das jeweilige Übertragungselement 13 steht mit der zugehörigen Längsnut 17 der Grundwelle 11 in Flächenkontakt. Mit anderen Worten ist das Übertragungselement 13 in der Längsnut 17 derart teilweise angeordnet, dass dieses flächig an der Längsnut 17 anliegt. Des Weiteren steht das jeweilige Übertragungselement 13 mit der zugehörigen Längsnut 25 des Schiebenockenelements 12 zur Drehmomentübertragung in Linienkontakt, insbesondere in mehrfachem Linienkontakt.

Gemäß Fig. 1 sind die Grundwelle 11 und das Schiebenockenelement 12 gegeneinander verschoben, sodass das Schiebenockenelement 12 die

Übertragungselemente 13 in den Längsnuten 17 der Grundwelle 11 radial hält. Das Schiebenockenelement 12 begrenzt dabei die Übertragungselemente 13 radial außen.

Gemäß den Fig. 2 bis 7 ist erkennbar, dass das Schiebenockenelement 12 eine Materialausnehmung 16 aufweist, die an der Innenseite 35 radial umlaufend ausgebildet ist. Die Längsnuten 25 des Schiebenockenelements 12 können durch die Materialausnehmung 16 in Längsrichtung unterbrochen sein. Die

Materialausnehmung 16 kann in Umfangsrichtung abschnittsweise ausgebildet sein. Die Materialausnehmung 16 ist im Bereich der Montageöffnung 15 ausgebildet. Die Montageöffnung 15 mündet in die Materialausnehmung 16. Die Materialausnehmung 16 ist derart ausgebildet, dass das Schiebenockenelement

12 und/oder die Grundwelle 11 während einem Montagevorgang bei eingesetztem Übertragungselement 13 relativ gegeneinander verdrehbar sind. Auf ein

Verfahren zur Montage der Nockenwelle 10 wird später näher eingegangen.

Gemäß den Fig. 2 sowie 4 bis 7 ist ersichtlich, dass das Schiebenockenelement 12 zwei Rastnuten 36', 36" aufweist, die am Schiebenockenelement 12 radial innen ausgebildet sind. Das Schiebenockenelement 12 kann auch mehr als zwei Rastnuten aufweisen. Die Rastnuten 36', 36" sind von der zentralen

Durchgangsöffnung 31 radial nach außen im Grundkörper 29 radial umlaufend ausgebildet. Die Rastnuten 36', 36" sind radial nach innen offen ausgebildet. Dabei bildet eine erste Rastnut 36' eine erste Axialposition 37' und eine zweite Rastnut 36" eine zweite Axialposition 37" des Schiebenockenelements 12. Die Nockenwelle 10 kann eine Arretiereinrichtung auf, die im Betrieb zur lösbaren Fixierung des Schiebenockenelements 12 auf der Grundwelle 11 mit einer der Rastnuten 36', 36" zusammenwirkt. Wird im Betrieb das Schiebenockenelement 12 auf der Grundwelle 11 in Längsrichtung verschoben, rastet die

Arretiereinrichtung in eine der Rastnuten 36', 36" ein. Das Schiebenockenelement 12 ist dabei in einer der Axialpositionen 37', 37" lösbar fixiert.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Montage der Nockenwelle 10 gemäß Fig. 2 anhand der Fig. 4 bis 9 beschrieben.

In einem ersten Montageschritt wird die Grundwelle 11 und das

Schiebenockenelement 12 in einer Lagergasse 22 eines Zylinderkopfgehäuses 23 bereitgestellt. Dabei wird das Schiebenockenelement 12 zwischen zwei

Lagerstellen 38 der Lagergasse 22 angeordnet. Die Grundwelle 11 weist vier Ausnehmungen 14 zur jeweiligen Aufnahme des Übertragungselements 13 auf.

Die Ausnehmungen 14 sind am Außenumfang 28 der Grundwelle 11 in

Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt. Die Ausnehmungen 14 weisen eine gleiche Axialposition auf.

Ferner umfasst das Schiebenockenelement 12 eine Montageöffnung 15, wie in Fig. 2 und 3 vorstehend beschrieben. Im ersten Montageschritt wird die

Grundwelle 11 in die Lagergasse 25 derart eingeschoben, dass das

Schiebenockenelement 12 auf der Grundwelle 11 axial verschiebbar angeordnet wird. Die Ausnehmung 14 der Grundwelle 11 und die Montageöffnung 15 des Schiebenockenelements 12 sind gegeneinander derart axial verschoben und relativ gegeneinander verdreht. Dieser Vormontagezustand ist in Fig. 4 gezeigt. Generell sind im Vormontagezustand die Grundwelle 11 und das

Schiebenockenelement 12 gegeneinander axial verschiebbar und relativ verdrehbar vorgesehen.

In einem zweiten Montageschritt, wie in Fig. 5 gezeigt, wird die Grundwelle 11 gegenüber dem Schiebenockenelement 12 axial verschoben, sodass die

Ausnehmungen 14 mit einer Axialposition der Montageöffnung 15

übereinstimmen. Mit anderen Worten wird die Grundwelle 11 gegenüber dem Schiebennockenelement 12 derart axial verschoben, sodass die Ausnehmungen 14 im Bereich der Materialausnehmung 16 des Schiebenockenelements 12 liegen. Konkret sind in dieser Axialposition die Ausnehmungen 14 in ihrer Länge von der Materialausnehmung 16 in beide Längsrichtungen überstreckt. Der zweite Montageschritt betrifft somit ein axiales Ausrichten der Ausnehmungen 14 zur Montageöffnung 15 bzw. zur Materialausnehmung 16.

Fig. 6 zeigt einen dritten Montageschritt, bei dem die Grundwelle 11 und das Schiebenockenelement 12 derart zueinander ausgerichtet werden, dass eine erste der vier Ausnehmungen 14 der Grundwelle 11 und die Montageöffnung 15 des Schiebenockenelements 12 korrespondieren. Hierbei wird das

Schiebenockenelement 12 gegenüber der Grundwelle 11 verdreht, bis die erste Ausnehmung 14 durch die Montageöffnung 15 radial von außen frei zugänglich ist. Es ist auch denkbar, dass zur rotatorischen Ausrichtung lediglich die

Grundwelle 11 gegenüber dem Schiebenockenelement 12 verdreht wird.

Alternativ oder zusätzlich können dazu die Grundwelle 11 und das

Schiebenockenelement 12 gegeneinander relativ verdreht werden.

Wie in Fig. 7 erkennbar, wird in einem vierten Montageschritt ein erstes

Übertragungselement 13 durch die Montageöffnung 15 des

Schiebenockenelements 12 in die erste Ausnehmung 14 eingesetzt. Das Einsetzen der Übertragungselemente kann generell durch ein Montagewerkzeug erfolgen.

Nach dem Einsetzen des ersten Übertragungselements 13 wird die Grundwelle 11 gegenüber dem Schiebenockenelement 12 solange relativ verdreht, bis eine zweite der vier Ausnehmungen 14 mit der Montageöffnung 15 des

Schiebenockenelements 12 korrespondiert. Beim Verdrehen befindet sich das Übertragungselement 13 teilweise in der Materialausnehmung 16, wobei das Übertragungselement 13 gegen ein Herausfallen gesichert wird. Mit anderen Worten wird das Übertragungselement 13 beim Verdrehen durch das

Schiebenockenelement 12 in der Materialausnehmung 16 radial begrenzt bzw. gehalten.

Es ist auch denkbar, dass nach dem Einsetzen des ersten Übertragungselements 13 die Grundwelle 11 und/oder das Schiebenockenelement 12 solange relativ gegeneinander verdreht werden, bis die zweite Ausnehmungen 14 mit der Montageöffnung 15 des Schiebenockenelements 12 korrespondiert.

Anschließend wird durch die Montageöffnung 15 ein zweites Übertagungselement 13 in die zweite Ausnehmung 14 der Grundwelle 11 eingelegt bzw. eingesetzt.

Das Relativverdrehen und Einsetzen wird solange wiederholt, bis in jede der vier Ausnehmungen 14 der Grundwelle 11 ein Übertragungselement 13 eingesetzt ist. Beim Verdrehen werden die bereits eingesetzten Übertragungselemente 13 in der Materialausnehmung 16 des Schiebennockenelements 12 radial gehalten.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht der Nockenwelle 10 an einer Axialposition der Montageöffnung 15 des Schiebenockenelements 12, wobei in jede der vier Ausnehmungen 14 ein Übertragungselement 13 eingesetzt ist. Generell ist zu erwähnen, dass die Anzahl der Ausnehmungen 14 und der Übertragungselemente 15 nicht auf die vorstehend beschriebene Anzahl eingeschränkt ist.

In Fig. 9 ist ein weiterer Montageschritt gezeigt, wobei hierbei die Grundwelle 11 und/oder das Schiebenockenelement 12 derart relativ gegeneinander verdreht werden, dass die eingesetzten Übertragungselemente 13 mit dem

Schiebenockenelement 12 in Längsrichtung der Grundwelle formschlüssig verbindbar sind. Mit anderen Worten werden die Grundwelle 11 und/oder das Schiebenockenelement 12 derart relativ gegeneinander verdreht, dass die eingesetzten Übertragungselemente 13 jeweils mit einer axial angrenzenden Längsnut 25 des Schiebenockenelements 12 axial korrespondieren. Bevorzugt wird hierbei das Schiebenockenelement 12 gegenüber der Grundwelle 11 relativ verdreht. In dieser Drehposition sind die Übertragungselemente 13 mit den Längsnuten 25 des Schiebenockenelements 12 in Eingriff bringbar.

Anschließend werden die Grundwelle 11 und/oder das Schiebenockenelement 12 gegeneinander verschoben, sodass die in die Ausnehmungen 14 eingesetzten Übertragungselemente 13 in die Längsnuten 25 eingreifen und dadurch eine drehfeste, insbesondere formschlüssige, Verbindung zwischen der Grundwelle 11 und dem Schiebenockenelement 12 ausbilden. Dies entspricht dem

Endmontagezustand, der in Fig. 1 gezeigt ist.

Bezuaszeichenliste

10 Nockenwelle

11 Grundwelle

12 Schiebenockenelement

13 Übertragungselement

14 Ausnehmung der Grundwelle

15 Montageöffnung

16 Materialausnehmung

17 Längsnut der Grundwelle freier Bereich

', 19" Nockenpaar

Schaltkulissenabschnitt

Lagergasse

Zylinderkopfgehäuse

Außenoberfläche der Grundwelle

Längsnut des Schiebenockenelements

Einzelnocken

Steuertrieb

Außenumfang der Grundwelle

Grundkörper

zentrale Durchgangsöffnung

Schaltnut

Kulissensteg

Außenoberfläche des freien Bereichs

Innenseite

', 36" Rastnut

', 37" Axialposition

Lagerstellen