Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer

Nockenwelle, welche mindestens ein Trägerelement und mindestens ein Funktionselement aufweist, sowie auf eine Nockenwelle, mit mindestens einem Trägerelement, und mit mindestens einem Funktionselement.

Eine Nockenwelle verfügt zumindest über ein Trägerelement, auch als Rohr oder Welle bezeichnet, und mindestens einen Nocken. Bei der Anwendung in Motoren dienen Nockenwellen als Teil des Ventiltriebes, wobei sich das Trägerelement um seine Längsachse dreht. Die Nocken wandeln die

Drehbewegung in Längsbewegungen um, wodurch die Ein- und

Auslassventile des Motors gesteuert werden. Im Rahmen der Ökologie ist es verstärkt erforderlich, das Gewicht von Bauteilen von Fahrzeugen zu reduzieren. Daher werden beispielsweise Leichtbaunockenwellen entwickelt (siehe z.B. die Offenlegungsschrift DE 10 2007 051 517 A1). Im Stand der Technik finden sich gebaute Nockenwellen, welche mehrstückig sind und bei welchen die Nocken und andere Funktionselemente auf die Welle aufgebracht werden. Nach der Befestigung der Funktionselemente werden diese teilweise noch bearbeitet, z.B. mit einer Beschichtung überzogen oder geschliffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwelle und ein

Herstellungsverfahren vorzuschlagen, welches einfach ist und eine hohe Taktrate erlaubt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Herstellungsverfahrens dadurch gelöst, dass zumindest in einem Bereich des Trägerelements und/oder des Funktionselements eine Profilierung oder eine Rändelung derartig erzeugt wird, dass ein Medium zwischen das Trägerelement und das Funktionselement einbringbar ist, dass auf das Trägerelement mindestens das Funktionselement aufgebracht wird, dass das Funktionselement gegenüber axialer Verschiebung und/oder gegenüber radialer Verdrehung durch einen Presssitz fixiert wird, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement befestigt wird, indem das Funktionselement festgeklebt wird, wobei für das Festkleben ein Medium zwischen das Funktionselement und das

Trägerelement eingebracht wird. Eine Fixierung ist dabei die Befestigung auf dem Trägerelement, welche eine ausreichende Stabilität für einen Transport oder eine Lagerung der Nockenwelle erlaubt, welche jedoch nicht mit der ausreichenden Verbindungskraft besteht, welche für die Anwendung der Nockenwelle im Motor erforderlich ist. Die Befestigung der Funktionselemente oder des Funktionselements erlaubt somit die Anwendung der Nockenwelle, die Fixierung noch nicht oder zumindest nicht alleine. Mit anderen Worten: die Fixierung ist in gewissen Maßen reversibel, die Befestigung im Wesentlichen jedoch nicht ohne Zerstörung. Fixierung im Sinne der Erfindung sei somit als gesicherte Positionierung oder quasi als Vor-Fixierung verstanden, wenn die Befestigung als End-Fixierung verstanden sei. Insbesondere erfolgen die

Fixierung und die Befestigung mit unterschiedlichen Verfahren bzw. durch die Anwendung unterschiedlicher Kräfte. Durch den Presssitz ist das

Funktionselement auf dem Trägerelement gesichert positioniert. Durch das Einbringen des Mediums zwischen das Funktionselement und das

Trägerelement kann beispielsweise nach dem Fixieren oder nach dem bereits fixierenden Aufbringen, d.h. dem Sichern der Positionierung des

Funktionselements ein Kleber eingebracht werden, welcher der Befestigung oder der endgültigen Fixierung dient. Ein Lot kann z.B. auch eingebracht werden. Durch die Fixierung ist es insbesondere möglich, die in der

Herstellung begriffene Nockenwelle schon zu bewegen bzw.

weiterzuverarbeiten, bevor der Kleber ausgehärtet ist.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement winkelorientiert auf das Trägerelement aufgebracht wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser eines Bereichs des Funktionselements ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst. Hierdurch ergibt sich somit ein Presssitz, welcher bereits eine Fixierung des Funktionselements darstellt.

Die nachfolgend genannten Verfahren zur Befestigung lassen sich teilweise auch für die Fixierung verwenden. Weiterhin können für den Fall, dass mehrere Funktionselemente vorgesehen sind, diese auch mit den

unterschiedlichen im Folgenden beschriebenen Verfahren fixiert bzw. befestigt werden. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement festgeklebt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem ein Pressverband zwischen dem

Funktionselement und dem Trägerelement erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem ein Formschluss zwischen dem Funktionselement und dem

Trägerelement erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das

Funktionselement auf dem Trägerelement verlötet wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verschweißt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das

Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verschraubt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein dadurch befestigt wird, indem das Funktionselement auf dem Trägerelement verklemmt wird. Durch seitlich angeordnete Stifte, welche im Trägerelement stecken, werden in dieser Ausgestaltung beispielsweise die Funktionselemente festgeklemmt. Eine Ausgestaltung des

erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem Trägerelement zumindest teilweise oder allein durch elektromagnetische Kraft befestigt wird.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass mindestens in einem das Trägerelement kontaktierenden Bereich des

Funktionselements eine Profilierung erzeugt wird, dass mindestens in einem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine korrespondierende Profilierung erzeugt wird, und dass die Profilierungen des Trägerelements und des Funktionselement miteinander in Eingriff gebracht werden. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass in dem Trägerelement und/oder in dem Funktionselement mindestens eine axial verlaufende Nut erzeugt wird, und dass in dem Funktionselement und/oder in dem Trägerelement eine zu der Nut korrespondierende Feder oder ein Spund erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass zumindest in dem das Trägerelement

kontaktierenden Bereich des Funktionselements eine Profilierung erzeugt wird, und dass das Funktionselement zumindest in dem das Trägerelement kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung gehalten oder erzeugt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine Profilierung erzeugt wird, und dass das Trägerelement zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich im Wesentlichen frei von einer Profilierung gehalten oder erzeugt wird. Die vorhergehenden Ausgestaltungen sehen teilweise vor, dass sowohl das Funktionselement, als auch das Trägerelement einander korrespondierende Profilierungen aufweisen, so dass ein Formschluss erreicht wird. In anderen Ausgestaltungen weist jedoch nur ein Element eine Profilierung auf.

Beispielweise verfügt das Funktionselement über rillenförmige Aussparungen, wobei das Trägerelement im Bereich der Verbindung mit dem

Funktionselement ein glatt zylindrisches Rohr, ggf. mit einem leicht größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Funktionselements ist. In diesem Fall werden das Funktionselement und das Trägerelement nur über Pressverband miteinander für die Fixierung gefügt. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass zumindest in dem das Funktionselement kontaktierenden Bereich des Trägerelements eine

Rändelung erzeugt wird, und/oder dass zumindest in dem das Trägerelement kontaktierenden Bereich des Funktionselements eine Rändelung erzeugt wird. In einer Ausgestaltung ist entweder nur das Funktionselement oder nur das Trägerelement mit einer Rändelung versehen. Das nicht mit einer Rändelung versehene Element ist dabei entweder glatt ausgestaltet oder weist eine andere Profilierung oder Struktur auf. In einer weiteren Ausgestaltung sind das Funktionselement und das Trägerelement mit einer Rändelung jeweils im miteinander kontaktierenden Bereich versehen. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet, dass das Funktionselement auf dem zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden Trägerelement mit einem Klebstoff befestigt wird. Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Funktionselement auf dem zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehenden

Trägerelement durch einen Presssitz fixiert wird. In dieser Ausgestaltung schließt sich an die Fixierung über einen leichten Presssitz das Verkleben der vorherigen Ausgestaltung an.

Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe bezüglich der Nockenwelle dadurch, dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, dass das Funktionselement und/oder das Trägerelement zumindest in einem das andere Element der zwei Elemente Trägerelement und Funktionselement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist, dass das Funktionselement mit einem, insbesondere leichten, Pressverband gegenüber axialer Verschiebung und/oder radialer Verdrehung fixiert ist, und dass das Funktionselement auf dem Trägerelement festgeklebt ist, wobei das Trägerelement und das Funktionselement derartig ausgestaltet und

aufeinander abgestimmt sind, dass zwischen Trägerelement und

aufgebrachtem Funktionselement mindestens ein Medium für das Festkleben eingebracht ist. Es handelt sich somit insbesondere um eine gebaute

Nockenwelle. Bei dem zwischen Trägerelement und aufgebrachtem

Funktionselement einbringbaren Medium handelt es sich beispielsweise um einen Kleber für eine geklebte Befestigung des Funktionselements auf dem Trägerelement. Bei der Nockenwelle ist somit auch teilweise zwischen

Trägerelement und Funktionselement das Medium angeordnet, welches der Befestigung des Funktionselements auf dem Trägerelement dient, z.B. ein ausgehärteter Kleber.

Die nachfolgenden Ausgestaltungen und Erläuterungen gelten dabei auch für das obige Herstellungsverfahren bzw. die obigen Ausgestaltungen und

Anmerkungen des Verfahrens beziehen sich auch auf die Nockenwelle.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement zumindest teilweise aus einem Faserverbundwerkstoff besteht. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement mit einem, insbesondere leichten, Pressverband gegenüber axialer Verschiebung und/oder radialer Verdrehung fixiert ist.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Funktionselement in einem das Trägerelement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist. Eine Ausgestaltung der

erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Trägerelement in einem das Funktionselement kontaktierenden Bereich eine Profilierung oder eine Rändelung aufweist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen

Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement in dem Bereich, in welchem das Trägerelement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden Bereich des Funktionselements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung aufweist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement in dem Bereich, in welchem das Funktionselement den eine Profilierung oder eine Rändelung aufweisenden Bereich des

Trägerelements kontaktiert, im Wesentlichen keine Profilierung und/oder keine Rändelung aufweist.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement zumindest abschnittsweise hohl ist. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Funktionselement mindestens eine Aussparung aufweist. Im Falle des kreiszylindrischen

Trägerelements ist die Aussparung vorzugsweise ebenfalls kreisförmig. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Funktionselement mit der Aussparung auf einem Bereich des Trägerelements aufgebracht wird, dessen Außendurchmesser gleich oder größer als der Innendurchmesser der Aussparung in dem Bereich ist, mit welchem das Funktionselement das Trägerelement umfasst.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass der Außendurchmesser des Trägerelements um weniger als 10% größer ist als der Innendurchmesser der Aussparung. Der Durchmesserunterschied dient im Wesentlichen nur der Fixierung und nicht der endgültigen Befestigung, so dass auch geringere Haltekräfte ausreichend sind.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass es sich bei dem Funktionselement um einen Nocken handelt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass es sich bei dem Funktionselement um einen Lagerring handelt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass es sich bei dem

Funktionselement um einen Nockenwellenversteller handelt. Eine

Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle besteht darin, dass es sich bei dem Funktionselement um ein Ausgleichsgewicht oder um ein

Geberrad oder um ein Antriebsrad handelt. Die Nocken und die anderen Funktionselemente sind dabei in beliebiger Reihenfolge auf dem

Trägerelement angeordnet und fixiert bzw. befestigt. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle sieht vor, dass das Trägerelement im Wesentlichen rohrförmig ausgestaltet ist. Eine

Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Nockenwelle beinhaltet, dass das Trägerelement mehrteilig mit hintereinander angeordneten Teilen ausgestaltet ist.

Die Erfindung wird anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine angeschnittene und teilweise durchscheinende räumliche

Darstellung eines Funktionselements auf einem Trägerelement,

Fig. 2: einen Schnitt durch die Nockenwelle der Fig. 1 ,

Fig. 3: eine alternative Ausgestaltung einer Nockenwelle der Fig. 1 , und

Fig. 4: eine andere Art eines Funktionselements in Verbindung mit einem Trägerelement.

In den Abbildungen Fig. 1 und Fig. 2 handelt es sich bei den

Funktionselementen 2 um Nocken, welche auf dem als hohles Rohr ausgestalteten Trägerelement 1 angebracht sind. Die Funktionselemente 2 verfügen jeweils über eine im Wesentlichen kreiszylindrische Aussparung 4, welche hier mit einer rillenartigen und sich axial parallel zur Längsachse 10 erstreckenden Profilierung 3 versehen ist. Der Innendurchmesser der

Aussparung - bezogen auf die am weitesten in den Innenraum

hineinragenden Strukturen - ist dabei geringfügig kleiner als der

Außendurchmesser des Trägerelements 1 oder zumindest an den Stellen des Trägerelements 1 , auf weichen die Funktionselemente 2 befestigt sind. Durch die vorzugsweise geringe Durchmesserdifferenz ergibt sich ein Pressverband zwischen Funktionselement 2 und Trägerelement 1 , durch welchen die

Fixierung des Funktionselements 2 realisiert wird. Die Profilierung 3 erlaubt es (vorzugsweise mit einer Aufweitung der Aussparung 4 in Richtung mindestens einer Außenfläche), ein Medium 5, beispielsweise einen Klebstoff zwischen das Trägerelement 1 und das jeweilige Funktionselement 2 einzubringen. Hierdurch wird das Funktionselement 2 auf dem Trägerelement 1 derartig befestigt, dass die Nockenwelle in einen Motor eingebaut und verwendet werden kann. Da die Funktionselemente 2 vorzugsweise fertig bearbeitet sind, sind insbesondere nach dem Verbinden von Funktionselementen 2 und Trägerelement 1 keine weiteren Bearbeitungsschritte erforderlich. Die Fertigung einer solchen Nockenwelle umfasst somit beispielweise zumindest folgende Schritte:

Das Trägerelement 1 wird beispielweise aus einem Faserverbundwerkstoff als hohler Zylinder hergestellt. Mindestens ein Funktionselement 2 wird fertig bearbeitet, z.B. geschliffen oder mit einer Beschichtung überzogen. Das Funktionselement 2 weist dabei insbesondere eine durchgehende Aussparung 4 mit einer Profilierung 3 auf. Weiterhin ist die Aussparung 4 derartig bemessen, dass ihr Innendurchmesser zumindest geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Trägerelements 1 an der Stelle, auf weiche das Funktionselement 2 platziert wird. Das Trägerelement 1 selbst verfügt im Verbindungsbereich mit dem Funktionselement 2 über keine Profilierung und ist vorzugsweise mit einer glatten Außenfläche ausgestaltet. In einer alternativen Ausgestaltung verfügt das Trägerelement 1 über eine Profilierung und das Funktionselement 2 ist profillos. In weiteren Ausgestaltungen verfügen Trägerelement 1 und Funktionselement 2 über jeweils ein Profil - wobei die Profile vorzugsweise zueinander korrespondieren - oder es sind beide profillos glatt. Dann wird das Funktionselement 2 auf das Trägerelement 1 aufgebracht und durch Pressverband fixiert. In die hier durchgehenden Rillen der Profilierung 3 wird ein Klebstoff als Medium 5 eingebracht, welcher das Funktionselement 2 mit dem Trägerelement 1 verklebt. Aufgrund der Fixierung durch den Presssitz kann dabei auch bereits vor dem Aushärten des Klebers die Nockenwelle bewegt oder weiterbearbeitet werden. Dieses

Verfahren kann auf beliebig viele Funktionselemente angewendet werden, welche vorzugsweise in einem Arbeitsgang auf das Trägerelement 1 aufgebracht werden. Je nach den Erfordernissen können die einzelnen

Funktionselemente 2 dabei auch mit unterschiedlichen Verfahren fixiert oder befestigt werden.

In der Fig. 3 ist eine weitere Nockenwelle dargestellt, deren

Funktionselemente 2 in ihren Aussparungen 4 über eine radial angeordnete und umlaufende Profilierung 3 verfügen. Die Profilierung ist somit im

Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 10 ausgestaltet. Die einzelnen Rillen sind in einer Ausgestaltung miteinander verbunden, so dass ein Medium, bzw. besagter Kleber hindurchfließen kann.

In der Fig. 4 ist schließlich noch ein Nockenwellenversteller als

Funktionselement 2 mit einem Trägerelement 1 verbunden. Ein zusätzlicher Formschluss lässt sich beispielsweise über eine Nut in einem Element und eine zugehörige Feder im anderen Element realisieren. Hier befindet sich die Nut in dem Trägerelement 1 und die Innenseite des Nockenwellenverstellers verfügt über eine passende Feder.