Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle. Ferner betrifft die Erfindung einen Welle-Nabe-Verbund.

STAND DER TECHNIK

Aus der DE102008064426A1 ist eine Welle-Nabe-Verbindung bekannt, gemäß welcher auf einer Welle eine Mehrzahl von Nocken oder eine Mehrzahl von Lagerwalzen aufgebracht sind . Die Welle selbst weist auf deren äußeren Umfang vorstehende Abschnitte auf, die als Anschlagsflächen für die Nabe, welche beispielsweise ein Nocken ist, dienen. Die Welle ist rohrförmig ausgebildet. Die Bohrung der Nabe, welche zur Aufnahme der Welle dient, weist eine Mehrzahl an Pass-Ausnehmungen auf, die dazu dienen die vorstehenden Abschnitte der Welle beim Aufschieben der Nabe auf die Welle aufzunehmen. Nach der Postpositionierung der Nabe, insbesondere des Nockens, auf der Welle wird diese derart um deren zentrischen Längsachse verdreht, dass ein Verschieben der Nabe in Längsrichtung der Welle aufgrund der von der Wellenaußenoberfläche abstehenden Abschnitte verhindert wird. Hierfür ist eine sehr kostenintensive und konstruktiv aufwändig ausgeführte Ausgestaltung der Welle, insbesondere der Außenoberfläche der Welle, sowie auch der auf der Welle anzuordnenden Verbindungsteile bzw. Naben, wie hier die Nocken erforderlich . Eine weitere Welle-Nabe-Verbindung ist beispielsweise in der WO2005/066522A1 gezeigt. Hierbei wird während eines Rolliervorganges eine Welle derart bearbeitet, dass sich an einer gewünschten Position eine Materialanhäufung ergibt. Nach dem Bearbeitungsvorgang der Welle wird beispielsweise ein Nocken auf die Welle bis zur richtigen Position aufgepresst. Nach diesem Aufpressvorgang des Nockens auf der Welle erfolgt ein weiteres Bearbeiten, insbesondere Rollieren der Außenoberfläche der Welle, um darauffolgend den nächsten Nocken aufzupressen . Derartige Presseverbindungen sind hinsichtlich der Übertragung von in Längsrichtung und/oder in Umfangsrichtung der Welle dienenden Kräfte bzw. Momenten bekannt. Derartige konstruktiv gestaltete Welle-Nabe-Verbindungen können aufgrund der Toleranzabweichungen sowie der Materialbeschaffenheiten des als Anhäufung ausgebildeten Materials jedoch nur geringe Drehmomente sowie Axialkräfte aufnehmen . Dadurch ergibt sich die Gefahr eines Lösens oder Verdrehens der Nabe von der Welle bei Auftreten von hohen Belastungen während des Betriebes der Welle-Nabe-Verbindung, beispielsweise als Verwendung einer Nockenwelle. Aus der Patentschrift DE4218624C2 ist eine weitere Welle-Nabe-Verbindung bekannt, gemäß welcher ein Nocken mit einer Öffnung vorgesehen ist, welche ein ringförmiges inneres Teil mit einer Wellenöffnung aufweist. Das innere Teil weist eine 10-eckige Form mit abgerundeten Ecken auf. Dieses innere Teil ist in der Öffnung des Nockens angeordnet und dient zur Aufnahme der Welle. Auf der Welle ist mindestens ein aufgeweiteter Abschnitt mit einem Außendurchmesser erzeugt, der größer ist als der Außendurchmesser der Welle selbst. Das zusammengesetzte Bauteil, insbesondere der Nocken, welcher den Eingriffskörper und das ringförmige Innenteil umfasst, wird mit einer Presspassung auf diesen aufgeweiteten Abschnitt der Welle im Wesentlichen unter plastischer Verformung aufgebracht, um folglich beispielsweise eine Kurbelwelle bzw. eine Zahnradwelle zu schaffen . Nachteilig wirken sich auch in dieser Patentschrift beispielsweise die maximal erreichbare Überdeckung der Profile der Welle und der Nabe und somit der maximal zu erreichende Formschluss genauso aus, wie die bei der Materialumformung erzeugte Materialaufweitung, welche ebenfalls begrenzt ist. Das bedeutet, dass beispielsweise der Kopfdurchmesser der Materialaufweitung nicht in beliebiger Art und Weise vergrößert werden kann . Zudem ist eine Verkleinerung des Innendurchmessers des Nockens begrenzt, da dieser Innendurchmesser nicht kleiner ausgebildet werden kann als der Außendurchmesser der Welle, da sich anderenfalls der Nocken beim Aufbringen auf die Welle bereits in die Grundwelle eingraben würde. Folglich ist die maximal erreichbare Überdeckung sowie auch die zu übertragen Drehmomente bei derartig ausgestalteten Welle-Nabe-Verbindungen limitiert. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Welle-Nabe-Verbund sowie bei einem Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Welle-Nabe-Verbund sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes zu schaffen, die auf einer einfachen und kostengünstigen Art und Weise eine Übertragung von hohen Axialkräften und Drehmomenten ermöglichen .

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 oder 2 sowie durch einen Welle-Nabe-Verbund mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 oder 10 sowie durch eine Bearbeitungsanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 18. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen . Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstständig auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann . Zudem kann der erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbund mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes hergestellt werden. Das Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit einer Welle und einer eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe weist zumindest die folgenden Schritte auf:

a) Anordnen der Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer äußeren Oberfläche der Wel- le zumindest in einem Setzbereich,

b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung in dem Setzbereich der Welle, wobei die Materialaufweitung in axialer Richtung entlang der Wellenlängsachse konisch verläuft,

c) Verbinden von Nabe und Welle derart, dass im Setzbereich eine Pressverbindung, insbesondere Querpressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht.

Alternativ weist das Verfahren zur Erzeugung eines Welle - Nabe - Verbundes mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle und einer eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe zumindest die folgenden Schritte auf:

a) Anordnen der Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Außenoberfläche der Welle zumindest in einem Setzbereich,

b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung (5) in dem Setzbereich (4) der Welle,

c) Verbinden der Nabe und der Welle derart, dass im Setzbereich eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht.

Hierbei verläuft die Materialaufweitung in Axialrichtung entlang der Welle betrachtet in radialer Richtung folglich gleichbleibend.

Im Rahmen der Erfindung ist es dabei denkbar, dass in Schritt b) eine in Axialrichtung entlang der Wel- lenlängsachse konisch verlaufende Materialaufweitung erzeugt wird .

Der Verbund kann beispielsweise ein Welle-Zahnrad-Verbund oder auch ein Verbund zur Bildung einer Nockenwelle sein. Es ist dabei denkbar, dass als Welle eine Vollwelle oder auch eine Hohlwelle dient, auf welcher die Nabe, insbesondere der Nocken aufgepresst ist. Die Welle weist vorteilhaft einen un- runden Außendurchmesser, besonders vorteilhaft einen gleichförmigen unrunden Außendurchmesser auf. Es ist möglich, dass die Welle als Polygonwelle mit einer Mehrzahl an Kanten, insbesondere drei oder mehr Kanten und folglich einer Mehrzahl an Ecken ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Welle einen runden Außendurchmesser aufweist. Vorteilhaft wird die Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Erzeugung einer Materialaufweitung bearbeitet. Die hierzu dienenden Werkzeuge, welche beispielsweise Schleifwerkzeuge, besonders vorteilhaft Rollierwerkzeuge sind, sind vorteilhaft gleichmäßig zueinander beabstandet in Umfangsrichtung um die Welle ausgerichtet bzw. angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Bearbeitungsanlage lediglich ein einzelnes Werkzeug zur Bearbeitung der Welle aufweist, insbesondere, wenn eine Welle mit rundem Außendurchmesser zu bearbeiten ist. Die Werkzeuge dienen zur Bearbeitung der äußeren Oberfläche bzw. der Außenoberfläche der Welle in wenigstens einem Setzbereich, welcher ein Bereich ist, in welchem eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe erzeugt werden soll . Es ist denkbar, dass auf der Welle mehr als ein Setzbereich, vorteilhaft eine Mehrzahl an Setzbereichen erzeugt wird . Besonders vorteilhaft weist jeder Setzbereich eine sich in einer Axialrichtung der Welle erstreckende konische Materialaufweitung auf. Als Axialrichtung wird im Rahmen der Erfindung die Richtung entlang der Wellenlängsachse verstanden. Als Materialaufweitung im Bereich des Setzbereiches der Welle wird vorteilhaft eine Rollierung oder auch Verzahnung, insbesondere eine Aufwerfung von Material erzeugt, welche dazu dient eine Pressverbindung, insbesondere eine Querpressverbindung zwischen der Welle und der Nabe, insbesondere im Setzbereich der Welle zu erzeugen. Bei der Verwendung einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle ist es jedoch auch denkbar, dass die Materialaufweitung nicht konisch, sondern gleichbleibend, das bedeutet weder ansteigend noch absteigen, in einer Axialrichtung der Welle verläuft. Insbesondere die Drehmomentübertragung wird bei der Verwendung einer Welle mit einem unrunden Außendurchmesser bereits aufgrund dieses Unrundes vorteilhaft ermöglicht und im Vergleich zu einer Welle mit rundem Außendurchmesser besonders vorteilhaft erhöht. Nach der Erzeugung des Setzbereiches, insbesondere der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle wird vorteilhaft die Nabe auf die Welle bis zum Setzbereich bzw. bis auf den Setzbereich aufgeschoben, sodass eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht. Es ist möglich, dass nach dem Setzen der Nabe auf der Welle ein weiterer Setzbereich auf der Welle derart bearbeitet wird, dass auf diesem eine weitere Materialaufweitung erzeugt wird, bevor eine weitere Nabe auf die Welle aufgeschoben und auf diesen weiteren Setzbereich der Welle angeordnet wird . Es ist jedoch auch denkbar, dass insbesondere eine Mehrzahl an Setzbereichen auf der Welle nacheinander durch Erzeugung von Materialaufweitungen bearbeitet wird, bevor die Naben, wie zum Beispiel Nocken oder Zahnräder, auf die Welle aufgeschoben werden . Hierbei ist die Anwendung eines thermischen Fügeverfahren Verfahrens, wie nachfolgend noch näher erläutert, vorteilhaft.

Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass vor dem Schritt c) eine sich in Axialrich- tung konisch verlaufende Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle in der Nabe erzeugt wird. Vorteilhaft wird die Nabe derart auf die Welle aufgeschoben, dass die sich konisch erstreckende Durchgangsöffnung im Wesentlichen kongruent mit der konisch verlaufenden Materialaufweitung im Setzbereich der Welle verläuft. Unter einer in Axialrichtung entlang der Wellenlängsachse konisch verlaufenden Materialaufweitung ist eine Materialaufweitung zu verstehen, welche in einem Endbereich des Setzbereiches, insbesondere in einem Setzbereichsende, einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als zu Beginn des Setzbereiches, insbesondere im Setzbereichbeginn oder -anfang (in Axialrichtung betrachtet). Demzufolge wird auch die konisch verlaufende Durchgangsöffnung in der Nabe der- art ausgebildet, dass in einem Bereich einer ersten Stirnfläche der Nabe der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung geringer ausgebildet ist, als an einem Bereich der gegenüberliegenden (zweiten) Stirnfläche der Nabe. Das bedeutet, dass die Durchgangsöffnung der Nabe im Wesentlichen trichterförmig verläuft, entsprechend dem konischen Verlauf der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle.

Vorteilhaft wird die Nabe derart auf die Welle aufgeschoben, dass beim Anordnen der Nabe im Setzbereich der Welle der Abschnitt der Materialaufweitung, welcher einen größeren Außenumfang aufweist mit dem Bereich der Durchgangsöffnung der Nabe wechselwirkt, welcher einen größeren Innendurchmesser aufweist. In einer Längsrichtung der Welle betrachtet, vergrößert sich die Materialaufweitung vorteilhaft konisch bzw. trichterförmig, wobei die Nabe derart aufgeschoben ist, dass sich auch in gleicher Betrachtungsrichtung der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung der Nabe konisch bzw. trichterförmig vergrößert bzw. zunimmt.

Es ist des Weiteren denkbar, dass zeitlich vor dem Schritt c) eine Strukturierung in eine Oberfläche ei- ner Durchgangsöffnung der Nabe erzeugt wird . Demzufolge ist es möglich, dass als Strukturierung beispielsweise eine Materialaufweitung, insbesondere eine Rollierung oder auch eine Verzahnung in der Oberfläche der Durchgangsöffnung der Nabe erzeugt wird. Hierdurch wird vorteilhaft die Verbindung zwischen der Nabe und der Welle im Setzbereich der Welle erhöht, sodass hohe Axialkräfte und/oder Drehmomente beispielsweise aufgrund eines zusätzlichen Formschlusses zwischen der Welle und der Nabe, übertragen werden können. Es ist des Weiteren möglich, dass zusätzlich oder alternativ zur Ausgestaltung der konisch verlaufenden Durchgangsöffnung in der Nabe zur Aufnahme der Welle die Strukturierung in der Oberfläche der Durchgangsöffnung ausgebildet ist.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe unrund, insbesonde- re vergleichbar zur geometrischen Ausgestaltung des Außendurchmessers der Welle als gleichförmiges Unrund, insbesondere polygonförmig ausgebildet ist. Hierbei wird vorteilhaft eine hohe Drehmomentübertragung zwischen Nabe und Welle ermöglicht.

Es ist des Weiteren möglich, dass nach dem Schritt c) ein Lagerelement zur Lagerung der Welle, bei- spielsweise in einem Lagerrahmen einer Zylinderkopfhaube, auf der Welle positioniert wird . Es ist dabei vorteilhaft denkbar, dass das Lagerelement einen Lagerring mit einem kreisrunden Außendurchmesser aufweist. Zur Ermöglichung des Anordnens des Lagerelementes auf der Welle weist auch das Lagerelement eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle auf, welche geometrisch vergleichbar zum Außendurchmesser der Welle, insbesondere als gleichförmiges Unrund bzw. polygonförmig aus- gebildet ist. Wie bereits aufgeführt, ist es denkbar, dass die Welle und die Nabe unter Verwendung eines thermischen Fügeverfahrens miteinander verbunden werden . Hierbei ist es möglich, dass beispielsweise die Welle gekühlt und/oder die Nabe erwärmt wird bzw. werden, bevor die Nabe und die Welle miteinander verbunden werden. Vorteilhaft ist hierfür bereits die wenigstens eine Materialaufweitung auf dem we- nigstens einen Setzbereich der Welle erzeugt.

Es ist des Weiteren ein Welle-Nabe-Verbund mit einer Welle und einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisen Nabe beansprucht. Die Welle weist wenigstens einen eine in Axialrichtung konisch verlaufende Materialaufweitung aufweisen Setzbereich auf, welcher sich zumindest abschnitts- weise in Axialrichtung und in Umfangsrichtung der Welle erstreckt. Die Nabe ist erfindungsgemäß auf dem Setzbereich der Welle angeordnet und axial und/oder radial mit der Welle verpresst.

Alternativ umfasste der Welle - Nabe - Verbund zumindest eine einen unrunden Außendurchmesser aufweisende Welle und eine eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe. Die Welle umfasst wenigstens einen eine Materialaufweitung aufweisenden Setzbereich, welcher sich zumindest abschnittsweise in Axialrichtung und Umfangsrichtung der Welle erstreckt. Die Nabe ist erfindungsgemäß auf dem Setzbereich der Welle angeordnet und axial verpresst.

Im Rahmen der Erfindung ist es folglich denkbar, dass die Welle einen runden oder unrunden Außen- durchmesser aufweist. Vorteilhaft ist die Welle eine Polygonwelle aufweisend beispielsweise drei Ecken und drei Kanten oder vier Ecken und vier Kanten. Die Kanten bzw. Seiten bzw. Strecken erstrecken sich folglich zwischen den Ecken des Vieleckes, insbesondere Polygons. Die Ecken selbst weisen vorteilhaft eine abgerundete geometrische Form auf. Es ist vorteilhaft möglich, dass die im Setzbereiche der Welle erzeugte Materialaufweitung eine Rollie- rung oder Verzahnung oder ein Rändel ist. Hierdurch wird vorteilhaft die Drehmomentübertragung erhöht sowie eine ungewollte in Axialrichtung erfolgende Bewegung der Nabe entlang der Wellenlängsachse auf der Welle verhindert. Es ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Materialaufwerfung ohne radialen Anstieg bzw. Abstieg - in einer Axialrichtung betrachtet - entlang der Längsachse der Welle verläuft, oder eine konische bzw. trichterförmige geometrische Gestalt aufweist, und demnach radial ansteigend bzw. absteigend ausgebildet ist. Die trichterförmige Materialaufweitung kann vorteilhaft auf einer Welle mit rundem oder mit unrundem Außendurchmesser ausgebildet sein . Ebenfalls ist es denkbar, dass die sich in radialer Richtung gleichbleibend erstreckende Materialaufwerfung auf einer Welle mit rundem oder unrundem Außendurchmesser ausgebildet sein kann .

Es ist des Weiteren denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe in Axialrichtung konisch verläuft. Wie bereits oben erwähnt, ist es jedoch möglich, dass der konische Verlauf der Durchgangsöffnung der Nabe kongruent zum konischen Verlauf der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle ausgebildet ist, um zumindest in einer Axialrichtung bzw. Wellenlängsrichtung der Welle ein Verschieben der Nabe auf der Welle nach dem Setzen der Nabe auf den Setzbereich der Welle zu verhindern. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass eine Oberfläche, insbesondere eine innere Oberfläche, der Durchgangsöffnung der Nabe eine Strukturierung, insbesondere eine Materialaufweitung, wie beispielsweise eine Rollierung oder auch Verzahnung aufweist. Demnach ist es denkbar, dass die Oberfläche der Durchgangsöffnung zusätzlich oder alternativ zum konischen Verlauf der Durchgangsöffnung der Nabe eine Strukturierung aufweist, wobei auch diese Strukturierung geometrisch abgestimmt zur Materialaufweitung der Welle im Setzbereich ausgebildet sein kann. Das bedeutet, dass beispielsweise auch auf der Oberfläche der Durchgangsöffnung eine Rollierung oder Verzahnung geometrisch vergleichbar zur Rollierung oder Verzahnung im Setzbereich der Welle verwendet wird, sodass ein definiertes Eingreifen bzw. Einschneiden beim Anordnen der Nabe auf der Welle im Setzbereich der Welle ermöglicht wird, um vorteilhaft die Drehmomentübertragung und Axialkraftübertragung deutlich zu erhöhen. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe geometrisch vergleichbar zur geometrischen Ausgestaltung der äußeren Oberfläche der Welle ausgebildet ist und vorteilhaft eine vergleichbare polygonförmige Ausgestaltung aufweist, wodurch besonders vorteilhaft eine hinreichende Drehmomentübertragung gewährleistet wird . Im Rahmen der Erfindung ist des Weiteren denkbar, dass ein Lagerelement, insbesondere ein Lagerring axial benachbart zur Nabe derart auf der Welle positioniert ist, dass zumindest eine Stirnfläche des Lagerelementes als in Axialrichtung wirkender Anschlag für die Nabe dient. Hierbei ist es möglich, dass das Lagerelement an einer Stirnseite der Nabe auf der Welle angeordnet ist, in deren Richtung - ausgehend von der gegenüberliegenden Stirnseite der Nabe - die Nabe aufgrund der sich im Außen- durchmesser verringernden Materialaufweitung (konische Verjüngung der Materialaufweitung) im Setzbereich der Welle keine erhöhte Axialkraft aufnehmen kann. Dies bedeutet, dass der Lagerring bzw. das Lagerelement vorteilhaft an der Stirnfläche der Nabe auf der Welle angeordnet ist, in deren Bereich die Durchgangsöffnung den kleinsten Innendurchmesser aufweist, während die Welle in dem Abschnitt des Setzbereiches den geringsten Außendurchmesser der Materialaufweitung aufweist.

Es ist des Weiteren möglich, dass der Welle-Nabe-Verbund mittels eines Verfahrens gemäß der vorangegangenen Art erzeugt ist.

Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines Welle Nabe-Verbundes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind . Es ist des Weiteren eine Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Außenoberfläche der Welle zumindest in einem Setzbereich zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes gemäß der voran genannten Art beansprucht. Die Bearbeitungsanlage weist erfindungsgemäße eine Anzahl an Werkzeugen auf, welche mindestens um den Faktor eins höher ist als die Anzahl der Ecken der Welle. Handelt es sich bei der zum Einsatz gelangenden Welle um eine Welle mit einem runden Außendurchmesser, ist es folglich denkbar, dass die Bearbeitungsanlage lediglich ein einzelnes Werkzeug aufweist, welches zur Bearbeitung der Außenoberfläche der Welle zur Erzeugung einer Strukturierung in einem Setzbereich der Welle dient. Bei der Verwendung einer Welle mit einem unrunden Außendurchmesser, insbesondere einer Polygonwelle mit beispielsweise drei Ecken und drei Kanten, weist die Bearbeitungsanlage zumindest vier in Umfangsrichtung um die Welle auszurichtende Werkzeuge auf. In diesem Fall sind die Werkzeuge in einem Winkel von viermal 90° um die Welle angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass anstelle der beschriebenen vier Werkzeuge lediglich drei Werkzeuge mit einem Winkelversatz von 90° (dreimal 90°) verwendet werden, wobei hierbei die Position des vierten (fehlenden) Werkzeuges unbesetzt bliebe. Des Weiteren ist es möglich, dass das Werkzeug oder die Werkzeuge in deren Position um die Welle versetzbar ausgestaltet sind, folglich, vorteilhaft während der Bearbeitung der Welle bzw. der Außenoberfläche der Welle, um die Welle wandern können. Ebenfalls es ist denkbar, dass die Welle, vorteilhaft während ihrer Bearbeitung, um deren Längsachse gedreht wird, um die noch unbearbeiteten Bereiche der Außenoberfläche einem Werkzeug zuführen zu können . Auch ist eine Anordnung von lediglich zwei Werkzeugen denkbar, welche vorteilhaft einen Winkelversatz von 180° aufweisen.

Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Werkzeuge derart hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch angesteuert oder federbelastet gelagert sind, dass diese einen pendelausgleichenden Druck auf die zu bearbeitende Welle ausüben. Hierdurch wird vorteilhaft eine gleichmäßige Bearbeitung der Außenoberfläche der Welle ermöglicht.

Bei der beschriebenen Bearbeitungsanlage ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines Welle Nabe-Verbundes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. zu dem erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbund gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind .

Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Welle Nabe-Verbundes sowie ein Verfahren zu dessen Erzeugung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen die schematisch :

Figur 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Nabe sowie eine Welle vor dem Verfahrens- schritt c),

Figur 2 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform eine Welle-Nabe-Verbundes, Figur 3 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Nabe für einen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund, Figur 4 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Bearbeitung der Welle zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes,

Figur 5 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes, und

Figur 6 eine Ausführungsform einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Welle für einen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund .

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

In der Figur 1 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Welle 1 gezeigt, welche mit der Nabe 10 nach dem Anordnen der Nabe 10 auf den Setzbereich 4 der Welle 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (vergleiche Figur 2) bildet. Die Welle 1 ist hierbei als Hohl- welle ausgebildet und weist eine Durchgangsbohrung 2 auf die sich vollständig entlang der Längsachse 3 durch die Welle 1 hindurch erstreckt. Die Längsachse 3 ist vorteilhaft auch als Axialachse zu bezeichnen. Die Welle 1 weist einen Setzbereich 4 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass auf einer Außenoberfläche 6 der Welle 1 eine Materialaufweitung 5 ausgebildet ist. Die Materialaufweitung 5 ist beispielsweise durch eine Rollierung erzeugt.

Der Setzbereich 4 weist einen Setzbereichbeginn 4.1 sowie ein Setzbereichende 4.2 auf, zwischen welchen sich die Materialaufweitung 5 vorteilhaft konisch bzw. trichterförmig erstreckt. Die Materialaufweitung 5 weist im Setzbereichbeginn 4.1 des Setzbereiches 4 einen Außendurchmesser hl auf, welcher geringer ist als im Setzbereichende 4.2 des Setzbereiches 4. Das bedeutet, dass die im Setzbereichende 4.2 des Sitzbereiches 4 ausgebildet Materialaufweitung 5 einen größeren Außendurchmesser h2 aufweist. Der Außendurchmesser der Materialaufweitung 5 steigt folglich ausgehend vom Setzbereichbeginn 4.1 zum Setzbereichende 4.2 kontinuierlich an, wodurch eine trichterförmige oder auch konisch ausgebildete Materialaufweitung 5 entlang des Setzbereiches 4 der Welle 1 erzeugt wird bzw. ist. Außerhalb des wenigstens einen Setzbereiches 4 weist die Welle 1 wenigstens einen, vorteilhaft zwei oder mehr Freibereiche 7 auf, in welchen die Außenoberfläche 6 der Welle 1 keine Materialaufweitung 5 umfasst. In dem wenigstens einen Freibereich 7 ist die Welle 1 im Wesentlichen unbearbeitet, weist folglich keine Materialaufweitung auf und ist beispielsweise lediglich auf deren Außenoberfläche 6 rund geschliffen. Des Weiteren ist in der Figur 1 eine Nabe 10 gezeigt, welche eine Durchgangsöffnung 11 zur Aufnahme der Welle 1 aufweist. Es ist denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 eine im Wesentlichen unbehandelte Oberfläche 12 sowie eine Einführschräge 13 umfasst. Als unbehandelte Oberfläche 12 der Durchgangsöffnung 11 wird beispielsweise eine keine Strukturierung umfassende Oberfläche, insbesondere eine - vom Auftreten von Drehriefen oder Räumspuren abgesehen - strukturlose Oberfläche verstanden . Es ist vorteilhaft denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 geometrisch vergleichbar zum Außenumfang der Welle 11 ausgebildet ist. So ist es denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 eine unrunde, insbesondere eine gleichmäßige unrunde, besonders vorteilhaft eine polygon- förmige geometrische Gestalt aufweist. Es ist demnach denkbar, dass sowohl die Welle 1 sowie auch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 unrund ausgebildet sind . Die Nabe 10 wird vorteilhaft nach der Bearbeitung der Durchgangsöffnung 11 sowie des Setzbereiches 5 der Welle 1 in Montagerichtung 30 auf die Welle 1 derart aufgeschoben, dass eine Pressverbindung, insbesondere eine Querpressverbindung zwischen der Nabe 10 und der Welle 1 im Setzbereich 4 erzeugt wird . Es ist jedoch auch denkbar, dass die Welle 1 durch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 geschoben wird, bis im Setzbereich 4 der Welle 1 eine Pressverbindung zwischen der Nabe 10 und der Welle 1 entsteht.

Eine Ausführungsform eines entsprechend erzeugten erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 ist insbesondere in der Figur 2 in einer seitliche Schnittdarstellung gezeigt. Vorteilhaft erstreckt sich die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 in konischer oder bzw. trichterförmige Form. Insbesondere in Montagerichtung 30 wird dabei eine Erhöhung der Axialkräfte ermöglicht, da ein ungewolltes axiales Bewegen der Nabe 10 in Montagerichtung 30 nach Aufbringen der Nabe 10 auf dem Setzbereich 5 der Welle 1 verhindert wird . Vorteilhaft ist bei dem Welle-Nabe-Verbund 20 die Nabe 10 derart auf dem Setzbereich 4 der Welle 1 platziert, dass die konischen Verläufe der Materialaufweitung 5 sowie der Durchgangsöffnung 11 vorteilhaft kongruent verlaufen. Das bedeutet, dass die Nabe 10 derart im Setzbereich 5 der Welle 1 angeordnet ist, dass der Abschnitt der Strukturierung 14 mit dem größeren Innendurchmesser H2 (siehe Figur 3) mit dem Abschnitt der Materialaufweitung 5 wechselwirkt, welcher ebenfalls einen größeren Außendurchmesser h2 (siehe Figur 1) aufweist. In der Figur 3 ist eine Ausführungsform einer Nabe 10 eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes gezeigt. Die Nabe 10 weist eine Durchgangsöffnung 11 auf, die eine Strukturierung 14 umfasst. Die Strukturierung 14 ist vorteilhaft als Rollierung oder Verzahnung ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die gezeigte Strukturierung 14 eine Drehkontur oder Fräskontur ist. Besonders vorteilhaft weist die Strukturierung 14 und folglich auch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 einen konischen, ins- besondere trichterförmigen Verlauf in Axialrichtung bzw. entlang der Wellenlängsachse 3 auf. Das bedeutet, dass beispielsweise im Abschnitt des Durchgangsöffnungsbeginnes 11.1 der Durchgangsöffnung 11 der Innendurchmesser H2 der Strukturierung 14 bzw. der Durchgangsbohrung 11 größer ausgebildet ist als in einem Abschnitt des Durchgangsöffnungsendes 11.2 der Durchgangsbohrung 11, an welchem der Innendurchmesser H l kleiner ausgebildet ist als an dem Durchgangsöffnungsbeginn 11.1. Vorteilhaft verjüngt sich folglich die Durchgangsöffnung 11, insbesondere die Strukturierung 14 trichterförmige bzw. konisch ausgehend vom Durchgangsöffnungsbeginn 11. 1 hin zum Durchgangsöffnungsende 11.2. Es ist denkbar, dass die Nabe 10 zusätzlich oder alternativ zu einer konischen ausgebildeten Durchgangsöffnung 11 die Strukturierung 14 aufweist, welche je nach geometrischer Ausgestaltung der Durchgangsöffnung 11 folglich auch einen konischen bzw. trichterförmigen Verlauf umfasst. Vorteilhaft ist die Strukturierung 14, insbesondere die Durchgangsöffnung 11 geometrisch vergleichbar zur Materialaufweitung 5 im Setzbereich 4 der Welle 1 ausgebildet.

In der Figur 4 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Bearbeitung einer Welle 1 zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (siehe. Figur 5) gezeigt. Wie in der Figur 4 gezeigt, wird in einem Setzbereich 4 der Welle 1 eine konisch verlaufende Materialaufweitung 5 mittels Verwendung von Werkzeugen 51.2 und 51.4 einer Bearbeitungsanlage, wie in der Figur 6 gezeigt, er- zeugt. Hierfür weisen die Werkzeuge 51.2 51.4, welche vorteilhaft Rollierwerkzeuge sind, ein Werkzeugprofil 56 auf, welches zur Strukturierung der Außenoberfläche der Welle 1 dient. Vorteilhaft verläuft das Werkzeug profil beider Werkzeuge 51.2 51.4 in Richtung der Drehachse D der Werkzeuge 51.2 51.4 betrachtet konisch . Das bedeutet, dass der Außendurchmesser des Werkzeuges 51.2 51.4, insbesondere des Rollierwerkzeuges bzw. der Rollierwalze, ansteigend oder abfallend in Richtung der Drehachse D betrachtet, verläuft. Aufgrund des konisch verlaufenden Werkzeugprofiles 56 erfolgt auch eine Erzeugung einer konisch in Richtung der Wellenlängsachse L verlaufenden Strukturierung 5 im Setzbereich 4 der Welle 1.

In der Figur 5 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 gezeigt. Die in der Figur 5 gezeigt Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fällen Welle-Nabe-Verbundes 20 unterscheidet sich zu der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform eines Welle-Nabe-Verbundes 20 insbesondere dadurch, dass zusätzlich ein Lagerelement 40, insbesondere ein Ringlagerelement, auf der Welle 1 angeordnet ist. Das Lagerelement 40 ist vorteilhaft axial benachbart zur Nabe 10 auf der Welle 1 angeordnet und dient hierdurch zudem als Anschlag zur Verhinderung einer ungewollten in Axialrichtung gerichteten Bewegung der Nabe, insbesondere entgegen der aufgezeigten Montagerichtung 30. Vorteilhaft ist das Lagerelement 40 an einer Stirnseite der Nabe 10 auf der Welle 1 angeordnet, an welcher die Materialaufweitung 5 der Welle 1 den geringsten Außendurchmesser aufweist. In der Figur 6 ist schematisch eine Ausführungsform einer Bearbeitungsanlage 50 zur Bearbeitung einer Welle 1 , welche als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (siehe beispielsweise Figuren 1, 2 oder 5) dient. Die Bearbeitungsanlage 50 weist wenigstens ein Werkzeug, vorteilhaft eine Mehrzahl, insbesondere vier Werkzeuge 51.1-51.4 auf, welche in Umfangsrichtung um die Welle 1, welche hier als Welle 1 mit unrundem Außendurchmesser ausgebildet ist, zur Bearbeitung der Außenoberfläche 6 der Welle 1 ausgerichtet werden. Vorteilhaft sind die Werkzeuge 51.1-51.4 in einem Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet (viermal 90°). Die Werkzeuge 51.1-51.4 dienen zur Erzeugung einer Strukturierung, insbesondere einer Rollierung (siehe beispielsweise Figuren 1, 2 und 5) auf der Außenoberfläche der Welle 1. Vorteilhaft lassen sich die Werkzeuge 51.1-51.4 folglich innerhalb eines Quadrates rotieren, ohne den Kontakt zu einer der Seitenfläche der Welle zu verlieren. Jedes Werkzeug 51.1-51.4 weist vorteilhaft einen Hydraulikzylinder 52.1-52.4 auf, wobei jeder der Hydraulikzylinder 52.1-52.4 über ein Leitungssystem 55 mit einem Hydraulikhauptzylinder 53 und ei- nem Druckspeicher 54 verbunden ist. Durch eine Beaufschlagung des Systems mit Druck wird ein Kontakt zwischen den Werkzeugen 51.1-51.4 und der Welle 1 ermöglicht. Zudem wird vorteilhaft hiermit die erforderliche Umformkraft erzeugt. Vorteilhaft werden durch die Rotation der Welle 1 um deren Längsachse auch die Werkzeuge 51.1-51.4 in Rotation bzw. Drehung um deren Drehachsen versetzt. Folglich sin die Werkzeuge 51.1-51.4 vorteilhaft als Rotationskörper bzw. Drehkörper ausgebildet. Hierdurch wird ein Abwälzen der Werkzeuge 51.1-51.4 auf der Welle 1 ermöglicht. Mit Hilfe des oben benannten Druckspeichers 54 werden zudem vorteilhaft Abweichungen der realen Eingriffsbedingungen zwischen den einzelnen Werkzeugen 51.1-51.4 und der Welle 1 kompensiert. Vorteilhaft weist die in der Figur 5 gezeigte Bearbeitungsanlage zumindest schwimmend gelagerte Werkzeuge 51.1-51.4 oder eine schwimmend gelagerte Welle 1 auf. Es ist besonders vorteilhaft ein schwimmend gelagertes System aus Werkzeugen 51.1-51.4 und Welle 1 ausgebildet, bei welchem die Werkzeuge 51.1-51.4 gleichmäßig verteilt in Umfangrichtung betrachtet um die Welle 1 angeordnet sind.

Die schwimmende Lagerung der Werkzeuge kann beispielsweise mittels der beschriebenen Hydraulik oder auch mechanisch realisiert werden. Auch eine elektromechanische oder gar pneumatische An- wendung ist hierbei denkbar.

Alternativ zu der Verwendung des Druckspeichers 54 wäre es auch denkbar die Restkompessibilität des gesamten Hydrauliksystems der Bearbeitungsanlage 50 als eine Art Druckspeicher zu verwenden . Hierfür dienen beispielsweise Luftblasen im Hydraulikmedium oder eine Aufweitung der Hydrauliklei- tungen beim Beaufschlagen von Druck.

Weiterhin ist es denkbar eine Anzahl der verwendbaren Werkzeuge beispielsweise durch Lagerelement bzw. Lagerstellen zu ersetzen, um die erforderliche Anpresskraft zwischen den verbliebenen Werkzeugen 51.1-51.4 bzw. dem verbliebenden Werkzeug (mindestens ein Werkzeug muss verbleiben) und der Welle 1 zu gewährleisten . Bezugszeichenliste

1 Welle

Durchgangsbohrung

(Wellen-)Längsachse

Setzbereich

.1 Setzbereichbeginn

4.2 Setzbereichende

5 Materialaufweitung

6 Außenoberfläche

7 Freibereich

10. Nabe

11 Durchgangsöffnung

11.1 Durchgangsöffnungsbeginn

11.2 Durchgangsöffnungsende

12 Oberfläche der Durchgangsöffnung

13 Einführschräge

14 Strukturierung

20 Welle-Nabe-Verbund

30 Montagerichtung

40 Lagerelement h l kleinste Außendurchmesser der Materialaufweitung h2 größte Außendurchmesser der Materialaufweitung

H l kleinste Innendurchmesser der Strukturierung

H2 größte Innendurchmesser der Strukturierung

50 Bearbeitungsanlage

51.1-51.4 Werkzeug

52.1-52.4 Hydraulikzylinder

53 Hydraulikhauptzylinder

54 Druckspeicher

55 Leitungssystem

56 Werkzeug profil Drehachse Wellenlängsach