Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Schiebenockenelement, eine Nockenwelle sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements. Ein

Schiebenockenelement der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise aus DE 10 2012 112 039 Al bekannt.

Ein Ziel der Weiterentwicklung von Verbrennungsmotoren ist die

Verbrauchsreduzierung und die Senkung des Kohlendioxidausstoßes wegen sich verschärfender gesetzlicher Reglementierungen, die strenge Auflagen an

Schadstoffemissionen stellen. Schiebenockenelemente bilden dabei eine wichtige Technologie, um die Motoreffizienz zu verbessern und die gesetzlichen

Anforderungen zu erfüllen.

Schiebenockenelemente sind ein wichtiger Bestandteil der variablen

Ventilsteuerung in Brennkraftmaschinen. Im Wesentlichen können

Ventilsteuerungen die Ventilhubbewegungen der Einlass- und Auslassventile durch eine Änderung der Nockenprofile beeinflussen bzw. durch eine Änderung der Nockenprofile Ventile abschalten.

Schiebenockenelemente bestehen generell aus einer Grundwelle, einer

Verstellkulisse und mehreren Nockenelementen mit unterschiedlichen

Nockenprofilen. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene

Schiebenockenelemente bekannt.

Das aus DE 10 2012 112 039 Al bekannte Schiebenockenelement weist im Wesentlichen zwei Nockenabschnitte mit jeweils zwei verschiedenen

Nockenbahnen und einen Kulissenabschnitt auf. Der Kulissenabschnitt umfasst dabei zwei Nuten sowie vier Nutenwände, wobei zwei der Nutenwände ein Rückführungselement bilden. Das bekannte Schiebenockenelemente ist aus einem Vollmaterial durch mechanische Fertigungsverfahren hergestellt. Dies hat den Nachteil, dass durch die hohe Anzahl der mechanischen Fertigungsschritte und die große Menge des Materialabtrags hohe Fertigungs- und Materialkosten resultieren. Ferner können Schiebenockenelemente auch als Baugruppen ausgeführt werden. Die Grundwelle, die Verstellkulisse und die Nockenelemente werden dabei als Einzelbauteile hergestellt. Die Nockenelemente und die Verstellkulisse werden durch Fügeschritte mit der Grundwelle verbunden. Hierbei werden an die

Fügeflächen der Grundwelle sowie an die Fügefläche des jeweiligen

Nockenelements und besonders an die Fügefläche der Verstellkulisse hohe

Toleranzanforderungen gestellt. Die Ausführung der Schiebenockenelemente als Baugruppe erfordert daher einen hohen Fertigungs- und Bearbeitungsaufwand und verursacht somit hohe Herstellungskosten. Eine Fügeverbindung des

Nockenträgerrohres mit der Verstellkulisse hat den weiteren Nachteil, dass die Fügeverbindung im Betrieb der Brennkraftmaschine nicht über den gesamten Temperaturbereich eine konstante Dauerfestigkeit aufweist. Die Fügeverbindung kann sich lösen.

Ferner unterliegt eine gefügte Verstellkulisse fertigungsbedingten Grenzen bei der mechanischen Ausarbeitung der Verstellnuten. Mit anderen Worten begrenzt die maximal erforderliche Wandstärke der Verstellkulissen, zur Herstellung einer stabilen Fügeverbindung zwischen dem Nockenträgerrohr und der Verstellkulisse, die Nuttiefe der jeweiligen Verstellnuten. Durch die geringere Nuttiefe wirken auf einen eingreifenden Verstellstift höhere Kräfte und Momente, wodurch der Verstellstift erhöhtem Verschleiß ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Schiebenockenelement

anzugeben, welches durch verringerten Fertigungs- und Materialaufwand einfach und kostenreduziert hergestellt werden. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde, eine Nockenwelle und ein Verfahren zur Herstellung eines

Schiebenockenelements anzugeben.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Blick auf das Schiebenockenelement durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Mit Blick auf die Nockenwelle und das Verfahren wird die vorstehend genannte Aufgabe jeweils durch den

Gegenstand des Anspruchs 11 (Nockenwelle) und des Anspruchs 12 (Verfahren) gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein Schiebenockenelement anzugeben, das ein Nockenträgerrohr und wenigstens eine Nocke umfasst, wobei die Nocke mit dem Nockenträgerrohr verbunden ist und das Nockenträgerrohr wenigstens eine Schaltkulisse aufweist. Die Schaltkulisse ist als ein plastisch verformter Rohrabschnitt des Nockenträgerrohres ausgebildet, der sich radial nach außen erstreckt.

Das Nockenträgerrohr weist im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts eine Materialanhäufung, insbesondere eine Materialaufdickung auf.

Das Schiebenockenelement umfasst dabei wenigstens eine Nocke, wobei vorzugsweise vier Nocken mit dem Nockenträgerrohr verbunden sind. Die vier Nocken sind dabei jeweils in zwei Nockenpaare aufgeteilt, wobei ein Nockenpaar jeweils zwei Nockenlaufflächen aufweisen kann. Das Schiebenockenelement kann weiter vorzugsweise durch ein Doppelschiebenockenelement gebildet sein, das acht Nocken umfasst, die in vier Nockenpaare aufgeteilt sind. Die Nockenpaare weisen dabei ebenso jeweils zwei Nockenlaufflächen auf.

Die Erfindung hat verschiedene Vorteile. Durch die einteilige bzw. einstückige Ausbildung der Schaltkulisse als plastisch verformter Rohrabschnitt des

Nockenträgerrohres entfällt die Fügeverbindung bzw. der Pressverband zwischen der Schaltkulisse und dem Nockenträgerrohr. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine kompakte Bauform des Schiebenockenelements sowie eine

Bauraumreduzierung im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine. Des Weiteren ist eine mechanische Bearbeitung von Fügeflächen der Schaltkulisse und des Nockenträgerrohres somit nicht erforderlich, wodurch die Fertigungskosten stark reduziert werden. Mit anderen Worten ist die Schaltkulisse stoffschlüssig und somit dauerfest mit dem Nockenträgerrohr verbunden. Der plastisch verformte Rohrabschnitt wird dabei durch wenigstens einen Umformschritt hergestellt und daher nicht aus einem Vollmaterial mechanisch gefertigt. Dies hat den Vorteil, dass nur ein geringer Materialabtrag zur Ausbildung der Schaltkulisse erforderlich ist und somit Materialkosten stark reduziert werden. Vorzugsweise wird der plastisch verformte Rohrabschnitt durch eine Kaltumformung des

Nockenträgerrohres hergestellt. Dies hat den Vorteil, dass das Nockenträgerrohr nur gering erwärmt wird. Des Weiteren werden die mechanischen Eigenschaften des Nockenträgerrohres sowie der Schaltkulisse verbessert und eine hohe Maßgenauigkeit bzw. Volumengenauigkeit des Trägerohres und/oder der

Schaltkulisse erreicht. Damit werden anschließende Bearbeitungsschritte reduziert, wodurch vor allem bei einer Serienfertigung mit hohen Stückzahlen erhebliche Herstellkosten einzusparen sind.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass durch die einteilige bzw. einstückige Ausbildung der Schaltkulisse mit dem Nockenträgerrohr, der plastisch verformte Rohrabschnitt eine hohe Torsions- und Biegesteifigkeit aufweist. Des Weiteren werden dadurch vorteilhaft im Bereich der Schaltkulisse geringere Wandstärken sowie tiefere Verstellnuten ermöglicht.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der plastisch verformte Rohrabschnitt radial umlaufend zur Längsachse des Nockenträgerrohres ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass die Schaltkulisse eine kompakte Bauform bildet. Des Weiteren ermöglicht eine radiale Ausbildung des Rohrabschnitts eine einfache Handhabung des Trägerohres im weiteren Herstellungsprozess. Dies ermöglicht eine Senkung der Fertigungszeiten und somit der Herstellungskosten.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltkulisse wenigstens ein Führungsprofil auf. Das Nockenträgerrohr ist durch

Zusammenwirken des Führungsprofils mit einem Betätigungselement in axialer Längsrichtung des Nockenträgerrohres verschiebbar. Die Verschiebung des Nockenträgerrohres in axialer Längsrichtung ermöglicht eine variable

Ventilsteuerung einer Ventilhubbewegung wenigstens eines Einlassventils und/oder Auslassventils. Dies hat den Vorteil, dass die Schadstoffemissionen eines Verbrennungsmotors gezielt reduziert werden können und somit die

Motoreffizienz gesteigert werden kann.

Das Führungsprofil ist durch wenigstens eine Nut und/oder wenigstens einen Steg gebildet, die/der einen kurvenförmigen und/oder geradlinigen Verlauf aufweist.

Die wenigstens eine Nut hat den Vorteil, dass diese wenigstens eine Nutwand aufweist. Die Nutwand ermöglicht eine einfache mechanische Führung eines Betätigungselements, beispielsweise eines Betätigungsstiftes, das mit der

Nutwand zusammenwirkt und das Nockenträgerrohr in eine axiale Längsrichtung verschieben kann. Der Steg kann wenigstens eine Stegwand aufweisen. Die Stegwand ermöglicht ebenso eine einfache mechanische Führung des

Betätigungselements, beispielsweise eines Betätigungsstiftes, das mit der

Stegwand zusammenwirkt und das Nockenträgerrohr in eine axiale Längsrichtung verschieben kann. Ferner kann vorteilhafterweise das Nockenträgerrohr durch den kurvenförmigen und/oder geradlinigen Verlauf der Nut und/oder des Stegs in einer axialen Längsrichtung des Nockenträgerrohres zeitdefinierbar verschoben werden. Dies ermöglicht eine dynamische Steuerung der Ventilhubbewegung der Einlass- und Auslassventile. Somit können die Schadstoffemissionen des

Verbrennungsmotors gezielt reduziert werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Nockenträgerrohr durch ein einteiliges Grundträgerrohr gebildet. Der plastisch verformte Rohrabschnitt und somit die Schaltkulisse kann dabei an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet und/oder ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass durch die einteilige bzw. einstückige Ausführung des Grundträgerrohres die Anzahl an Fertigungsschritten zur Herstellung des Nockenträgerrohres stark reduziert ist. Somit wird eine Senkung der Fertigungszeiten und somit der Herstellungskosten ermöglicht.

Vorzugsweise umfasst das Nockenträgerrohr wenigstens ein Grundträgerrohr und wenigstens ein Rohrstück, das an einem Ende und/oder an beiden Enden mit einem axialen Ende des Grundträgerrohres stoffschlüssig verbunden ist. Das Rohrstück und somit die Schaltkulisse kann auch an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet sein. Hierbei ist vorteilhaft, dass das Rohrstück und das Grundträgerrohr aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sein können. Somit wird ermöglicht, dass das Rohrstück und das Grundträgerrohr aus

Werkstoffen mit verbesserten Materialeigenschaften gebildet werden können, die an die Anforderungen von anschließenden Fertigungsverfahren und/oder

Bearbeitungsverfahren angepasst sind. Verbesserte Materialeigenschaften können eine erhöhte mechanische Bearbeitbarkeit, eine erhöhte Fügeeignung des

Materials sowie verbesserte Eigenschaften zum optimierten Betrieb umfassen.

Des Weiteren wird eine hohe Materialvariabilität des Nockenträgerrohres ermöglicht, wodurch die Anzahl der Fertigungs- und/oder Bearbeitungsschritte und der Energieaufwand bei einer Wärmebehandlung des Nockenträgerrohres reduziert werden können. Ferner ist vorteilhaft, dass durch den Einsatz von unterschiedlichen Werkstoffen sowie durch optimierte Wandstärkenverhältnisse bzw. Durchmesserverhältnisse zwischen dem Grundträgerrohr und dem Rohrstück eine Reduzierung des Gewichts des Nockenträgerrohres ermöglicht wird.

Weiter vorzugsweise umfasst das Nockenträgerrohr ein Grundträgerrohr und wenigstens ein kreiszylinderförmiges Inlay. Das Inlay ist in die Außenoberfläche des Grundträgerrohres eingelegt und mit dem Grundträgerrohr verbunden oder verbindbar. Das Inlay und somit die Schaltkulisse kann an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr angeordnet sein. Dies hat den Vorteil, dass das Inlay und das Grundträgerrohr aus unterschiedlichen Werkstoffen mit

verbesserten Materialeigenschaften gebildet sein können, die an die

Anforderungen von anschließenden Fertigungs- und Bearbeitungsverfahren angepasst sind. Ferner wird eine hohe Materialvariabilität des Nockenträgerrohres ermöglicht, wodurch Fertigungs- und Bearbeitungsschritte reduziert werden können und der Energieaufwand bei Wärmebehandlungen sowie das Gewicht des Nockenträgerrohres reduziert werden kann.

Das Rohrstück oder das Inlay ist im Bereich des plastisch verformten

Rohrabschnitts angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Anzahl der Fertigungs- und/oder Bearbeitungsschritte zur Herstellung der Schaltkulisse reduziert werden können, da das Rohrstück oder das Inlay verbesserte Materialeigenschaften aufweisen kann. Somit werden die Herstellungskosten gesenkt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Nockenträgerrohr wenigstens eine Innenverzahnung auf, durch die das Nockenträgerrohr mit einer Grundwelle drehfest verbindbar ist. Die drehfeste Verbindung ermöglicht vorteilhafterweise eine Übertragung von Drehmomenten von der Grundwelle auf das

Nockenträgerrohr. Somit können durch die Nocken, die mit dem Nockenträgerrohr drehfest verbunden sind, die Einlass- und Auslassventile des Verbrennungsmotors betätigt werden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Nockenträgerrohr wenigstens eine Rasteinrichtung auf, die derart ausgebildet ist, dass das

Nockenträgerrohr mit einer Grundwelle kraft- und oder formschlüssig koppelbar ist. Die Rasteinrichtung hat den Vorteil, dass das Nockenträgerrohr in einer axialen Längsrichtung des Nockenträgerrohres arretiert werden kann. Dadurch wird eine definierbare Axialposition des Nockenträgerrohres und somit der Nocken auf der Grundwelle ermöglicht.

Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft eine Nockenwelle, die eine Grundwelle und wenigstens ein zuvor beschriebenes Schiebenockenelement aufweist.

Das gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines Schiebenockenelements wird ein Nockenträgerrohr in

wenigstens einem Umformbereich des Nockenträgerrohres durch wenigstens einen Warmumformschritt, einen Halbumformschritt oder einen Kaltumformschritt umgeformt. Im Umformbereich des Nockenträgerrohres wird dadurch wenigstens eine Schaltkulisse als ein plastisch verformter Rohrabschnitt des

Nockenträgerrohres ausgebildet. Eine Warmumformung des Nockenträgerrohres hat den Vorteil, dass nach einer Erwärmung des Nockenträgerrohres mit geringen Umformkräften das Nockenträgerrohr stark verformt werden kann. Ferner hat eine Halbwarmumformung des Nockenträgerrohres den Vorteil, dass bei annähernd geringen Umformkräften eine starke Verformung des

Nockenträgerrohres ermöglicht wird. Hierbei tritt keine Gefügeveränderung eines Werkstoffs des Nockenträgerrohres ein. Eine Kaltumformung des

Nockenträgerrohres ermöglicht eine Verformung des Nockenträgerrohres mit einer hohen Maßgenauigkeit, einer Erhöhung der Werkstofffestigkeit des

Nockenträgerrohres sowie eine Verringerung der Werkstoffbruchdehnung des Nockenträgerrohres. Ferner ist bei einer Kaltumformung eine geringe Erwärmung des Nockenträgerrohres erforderlich, wodurch Energie eingespart wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das

Nockenträgerrohr derart umgeformt, dass eine Länge des Nockenträgerrohres verringert wird.

Vor dem Warmumformen wird das Nockenträgerrohr im Umformbereich auf eine Temperatur erwärmt, die oberhalb einer Rekristallisationstemperatur eines Nockenträgerrohrmaterials liegt. Im Gegensatz zur Warmumformung wird vor der Halbwarmumformung das Nockenträgerrohr im Umformbereich auf eine

Temperatur erwärmt, die unterhalb einer Rekristallisationstemperatur des

Nockenträgerrohrmaterials liegt. Halbwarmumformverfahren vereinen einzelne Vorteile aus der Warmumformung und der Kaltumformung. Mit anderen Worten ermöglicht die Halbwarmumformung des Nockenträgerrohres einerseits geringe Umformkräfte und andererseits eine Erhöhung der Werkstofffestigkeit.

Vorzugsweise wird/werden das Nockenträgerrohr und/oder die Schaltkulisse nach dem Warmumformschritt, dem Halbwarmumformschritt oder dem

Kaltumformschritt zur Verbesserung der Bearbeitungs- und Betriebseigenschaften wärmebehandelt.

Ferner wird die Schaltkulisse durch wenigstens einen mechanischen

Fertigungsschritt bearbeitet, wobei wenigstens eine Nut oder wenigstens ein Steg ausgebildet wird. Weiter wird wenigstens eine Nocke durch wenigstens einen Fügeschritt mit dem Nockenträgerrohr verbunden. Das Nockenträgerrohr wird durch wenigstens einen mechanischen Fertigungsschritt bearbeitet, wobei wenigstens eine Innenverzahnung und /oder wenigstens eine Rasteinrichtung ausgebildet wird.

Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein

Schiebenockenelement umfassend ein Nockenträgerrohr und wenigstens eine Nocke, wobei die Nocke mit dem Nockenträgerrohr verbunden ist und das Nockenträgerrohr wenigstens eine Schaltkulisse aufweist. Dabei sind einerseits die Schaltkulisse und das Nockenträgerrohr einstückig ausgebildet und

andererseits die Nocke und das Nockenträgerrohr gefügt. Diese Ausführungsform ermöglicht vorteilhafterweise eine kostengünstige Herstellung durch die einstückige Ausbildung des Nockenträgerrohres mit der Schaltkulisse. Des Weiteren wird durch Fügeverbindung zwischen dem Nockenträgerrohr und der Nocke eine hohe Bauteilvielfalt ermöglicht. Hierbei können auch mehrere Nocken mit dem Nockenträgerrohr gefügt sein.

Als bevorzugte Ausführungsform des Schiebenockenelements ist die Schaltkulisse als ein plastisch verformter, mechanisch bearbeiteter oder stoffschlüssig aufgebrachter Rohrabschnitt des Nockenträgerrohres ausgebildet, der sich radial nach außen erstreckt. Das Nockenträgerrohr weist vorteilhafterweise im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts eine Materialanhäufung auf. Dadurch werden vorteilhaft im Bereich der Schaltkulisse geringere Wandstärken sowie tiefere Verstellnuten ermöglicht. Ein Gewicht des Schiebenockenelements sowie ein Verschleiß des Betätigungselements, insbesondere des Betätigungsstiftes, wird somit reduziert. Des Weiteren wird vorteilhafterweise eine kompakte Bauform des Schiebenockenelements sowie eine Bauraumreduzierung im

Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine ermöglicht.

Zu den Vorteilen des Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schiebenockenelements wird auf die im Zusammenhang mit dem

Schiebenockenelement erläuterten Vorteile verwiesen. Darüber hinaus kann das Verfahren alternativ oder zusätzlich einzelne oder eine Kombination mehrerer zuvor in Bezug auf das Schiebenockenelement genannte Merkmale aufweisen.

Die Erfindung wird nachstehend mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Die dargestellten Ausführungsformen stellen Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße

Schiebenockenelement ausgestaltet sein kann. In der folgenden

Figurenbenennung Fig. la-c bis Fig. 3a-c und Fig. 5a-c bis Fig. 7a-c umfasst das Nockenträgerrohr drei Nockenträgerrohrvarianten, wobei das Nockenträgerrohr in einer ersten Variante einteilig ausgeführt ist, in einer zweiten Variante ein eingesetztes Rohrstück aufweist und in einer dritten Variante ein Inlay aufweist.

In diesen zeigen

Fig. la-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr für ein

Schiebenockelement nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;

Fig. 2a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr für ein

Schiebenockelement nach einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, wobei das Nockenträgerrohr erwärmt wird;

Fig. 3a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einem plastisch verformten Rohrabschnitt für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren; Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einem plastisch verformten Rohrabschnitt für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;

Fig. 5a-c eine Querschnittsansicht durch ein Nockenträgerrohr mit einer

Schaltkulisse für ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;

Fig. 6a-c eine Querschnittsansicht durch ein Schiebenockenelement nach einem bevorzugten erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren;

Fig. 7a-c eine Querschnittsansicht durch ein Doppelschiebenockenelement nach einem weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, und

Fig. 8 eine Querschnittsansicht durch ein Schiebenockenelement nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.

In den Querschnittsansichten gemäß der Fig. 2a-c bis Fig. 6a-c sind verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines erfindungsgemäßen

Schiebenockenelements 20 gezeigt. Nachfolgend werden die Nockenträgerrohre 10a, 10b, 10c bei identischen oder annähernd identischen Eigenschaften als Nockenträgerrohr 10 bezeichnet. Des Weiteren werden die Nockenträgerrohre 10a, 10b, 10c bei identischen Verfahrensschritten zur Herstellung des

Schiebenockenelements 20 ebenso zusammengefasst als Nockenträgerrohr 10 bezeichnet.

Die Querschnittsansicht gemäß den Fig. la-c zeigt jeweils ein Nockenträgerrohr 10a, 10b, 10c. Das Trägerohr 10 weist eine Rohrwandstärke auf, die derart dimensioniert ist, dass ein minimales Gewicht des Nockenträgerrohres 10 bei einer maximalen Bauteilfunktionalität erreicht ist. Generell umfasst dabei die Bauteilfunktionalität des Nockenträgerrohres 10 Anforderungen an die

Materialeigenschaften des Nockenträgerrohres 10, die beispielsweise durch wenigstens eine Wärmebehandlung, eine Umformung und/oder Verformung, eine mechanische Bearbeitung oder eine Fügeverbindung vorgegeben werden können. Ferner weist das Nockenträgerrohr 10 eine Länge L auf. Das Nockenträgerrohr 10a gemäß Fig. la ist durch ein einteiliges Grundträgerrohr 11a gebildet. Das Grundträgerohr 11a kann durch ein Ablängen eines

standardisierten Rohrstangenmaterials hergestellt werden. Das Ablängen kann dabei durch ein mechanisches Trennen, insbesondere durch Sägen, Schneiden oder Drehen erfolgen.

Wie in Fig. lb gezeigt ist, umfasst das Nockenträgerrohr 10b ein Rohrstück 12 und zwei Grundträgerrohre 11b. Das Rohrstück 12 weist dabei eine definierbare Länge auf und ist an beiden axialen Enden mit jeweils einem Grundträgerrohr 11b verbunden. Die Verbindung des Rohrstücks 12 mit den Grundträgerrohren 11b kann stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißen, ausgebildet sein. Das Rohrstück 12 kann dabei im Bereich einer axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein.

Ferner kann das Rohrstück 12 auch an einem axialen Ende mit dem

Grundträgerrohr 11b verbunden sein. Die Verbindung des einen Endes des Rohrstücks 12 mit dem Grundträgerrohr 11b kann ebenso stoffschlüssig, insbesondere durch ein Schweißen, ausgebildet sein. Beispielsweise ist somit das Rohrstück 12 an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10b angeordnet.

Das Rohrstück 12 kann auch an beiden axialen Enden des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein. Des Weiteren kann das Rohrstück 12 an unterschiedlichen Positionen im Nockenträgerrohr 10b angeordnet sein.

Das Nockenträgerrohr 10c gemäß Fig. lc umfasst ein kreiszylinderförmiges Inlay 13 und ein Grundträgerrohr 11c, das im Bereich einer axialen Mitte des

Grundträgerrohres 11c eine Materialausnehmung in einer Außenoberfläche des Grundträgerrohres 11c aufweist. Die Materialausnehmung kann auch in einem anderen Bereich des Nockenträgerrohres 10c ausgebildet sein. Beispielsweise weist das Nockenträgerrohr 10c im Bereich eines axialen Endes des

Nockenträgerrohres 10c die Materialausnehmung auf. Das Nockenträgerrohr 10c kann auch an beiden axialen Enden des Nockenträgerrohres 10c jeweils eine Materialausnehmung aufweisen. Des Weiteren kann die Materialausnehmung an unterschiedlichen Positionen im Nockenträgerrohr 10c angeordnet sein.

Die Materialausnehmung kann durch eine Nut 24 gebildet sein, wobei die Nut durch ein mechanisches Fertigungsverfahren, bspw. durch ein Drehen und/oder ein Fräsen, hergestellt sein kann. Das Inlay 13 weist dabei eine definierbare Länge auf und ist in die Nut 24 eingelegt und mit dem Grundträgerrohr 11c verbunden. Die Verbindung des Inlays 13 mit dem Grundträgerrohr 11c kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Beispielsweise wird das Inlay 13 durch ein Aufschrumpfen oder durch ein

Schweißen mit dem Grundträgerrohr 11c verbunden. Das Inlay 13 bildet mit der Außenoberfläche des Grundträgerrohres 11c eine bündige Oberfläche.

Beispielsweise weisen das Rohrstück 12 und das Inlay 13 ein unterschiedliches Material als das jeweilige Grundträgerrohr 11b, 11c auf. Das Material des

Rohrstücks 12 und des Inlays 13 kann dabei verbesserte Eigenschaften

aufweisen, die eine weitere Verarbeitung des Nockenträgerrohres 10b, 10c vereinfachen. Ferner kann durch das unterschiedliche Material des Rohrstücks 12 das Gewicht des Nockenträgerrohres 10b, 10c reduziert werden. Das Material des Rohrstücks 12 und des Inlays 13 sowie des Grundträgerrohres 11b, 10c kann dabei einen identischen oder annähernd identischen

Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies verhindert eine unzulässige Wärmeausdehnung des Rohrstücks 12 und des Inlays 13 bezogen auf das

Grundträgerrohr 11b, 11c im Betrieb sowie im Herstellungsprozess. Das Rohrstück 12 und das Inlay 13 sowie die Grundträgerrohre 11b, 11c können ebenso durch ein mechanisches Trennen, insbesondere durch ein Sägen, ein Schneiden oder ein Scheren eines standardisierten Rohrstangenmaterials auf eine erforderliche Länge abgelängt werden.

In der Querschnittansicht gemäß Fig. 2a-c ist jeweils das Nockenträgerrohr 10a, 10b, 10c gezeigt, das bei einem ersten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Schiebenockenelements erwärmt wird. Eine Erwärmung W des

Nockenträgerrohres 10 ist in Fig. 2a-c durch gewellte Pfeile schematisch dargestellt. Die Erwärmung W des Nockenträgerrohres 10 erfolgt dabei in einem Bereich, in dem bei einem zweiten Verfahrensschritt ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 hergestellt wird. Auf den zweiten Verfahrensschritt wird später näher eingegangen. Das Nockenträgerrohr 10a kann dabei gezielt im Bereich der axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10a erwärmt werden. Beispielsweise wird das Nockenträgerrohr 10b im Bereich des Rohrstücks 12 und das

Nockenträgerrohr 10c im Bereich des Inlays 13 erwärmt. Weiter beispielsweise erfolgt die Erwärmung des Nockenträgerrohres 10 vor einer Warmumformung des Nockenträgerrohres 10 auf eine Temperatur, die oberhalb einer Rekristallisationstemperatur des Materials des Nockenträgerrohres 10 liegt.

Hierdurch wird eine hohe Umformbarkeit bei geringen Umformkräften des

Nockenträgerrohres 10 erreicht. Vor einer Halbwarmumformung des

Nockenträgerrohres 10 wird bspw. das Nockenträgerrohr 10 auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials des

Nockenträgerrohres 10 liegt. Hierbei wird ebenso eine hohe Umformbarkeit bei annähernd geringen Umformkräften erreicht. Bei der Halbwarmumformung bleibt ein Materialgefüge des Nockenträgerrohres 10 unverändert.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird, wie in Fig. 3a-c ersichtlich ist, jeweils das Nockenträgerrohr 10 durch einen Umformschritt in einem Bereich des

Nockenträgerrohres 10 plastisch verformt. Das Nockenträgerrohr 10 wird dabei derart verformt, dass ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 gebildet wird, der sich radial nach außen erstreckt. Der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 ist dabei radial umlaufend zur Längsachse des Nockenträgerrohres 10 ausgebildet. Das Nockenträgerrohr 10 weist im Bereich des plastisch verformten

Rohrabschnitts 14 eine Materialanhäufung auf. Die Materialanhäufung kann sich dabei am Nockenträgerrohr 10 nach innen und/oder nach außen radial

erstrecken. Das Nockenträgerrohr 10 kann durch wenigstens einen

Warmumformschritt, Halbwarmumformschritt oder Kaltumformschritt umgeformt werden. Beispielsweise kann der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein

Druckumformverfahren, ein Zugdruckumformverfahren und/oder ein

Schubumformverfahren hergestellt werden. Als Druckumformverfahren können Walzen, Freiformen, Gesenkformen und/oder Eindrücken zum Einsatz kommen. Ferner kann der Rohrabschnitt 14 durch Zugdruckumformverfahren, wie bspw. Innenhochdruckumformen, Drücken, Tiefziehen und/oder Knickbauchen, sowie durch Schubumformverfahren, wie bspw. Verschieben, ausgebildet werden.

Vorteilhafterweise wird der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein

Kaltumformverfahren hergestellt, da das Nockenträgerrohr 10 sowie der

Rohrabschnitt 14 durch den Kaltumformschritt aufgrund einer Kaltverfestigung verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen kann. Des Weiteren kann eine hohe Oberflächengüte sowie eine hohe Maßgenauigkeit bzw. Volumengenauigkeit erreicht werden. Somit werden Nachbearbeitungsschritte reduziert und eine mechanische Bearbeitbarkeit des Nockenträgerrohres 10 erhöht. Nach dem Kaltumformschritt des Nockenträgerrohres 10 wird beispielsweise das

Nockenträgerrohr 10 und/oder der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 durch wenigstens einen nicht dargestellten Wärmebehandlungsschritt, insbesondere durch wenigstens ein Weichglühen bearbeitet. Dadurch werden ein gleichmäßiges Materialgefüge und eine verbesserte Bearbeitbarkeit des Nockenträgerrohres 10 und/oder des Rohrabschnitts 14 erreicht. Ebenso kann nach dem

Warmumformschritt oder dem Halbwarmumformschritt wenigstens eine

Wärmebehandlung des Nockenträgerrohres 10 und/oder des Rohrabschnitts 14 erfolgen.

Wie in Fig. 3a gezeigt ist, ist der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 im Bereich der axialen Mitte des Nockenträgerrohres 10a angeordnet. Der plastisch verformte Rohrabschnitt kann auch an anderen Bereichen des Nockenträgerrohres 10b angeordnet sein. In Fig. 3b ist gezeigt, dass der plastisch verformte

Rohrabschnitt 14 im Bereich des Rohrstücks 14 angeordnet ist. Gemäß Fig. 3c ist der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 derart ausgebildet, dass das Inlay 13 innerhalb des Rohrabschnitts 14 liegt. Das kreiszylinderförmige Inlay 13 wird durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10c radial nach außen vergrößert. Das Inlay 13 bildet mit dem plastisch verformten Rohrabschnitt 14 eine bündige Außenoberfläche. Durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10 wird die Länge L des Nockenträgerrohres 10 um einen Wert x verringert. Ein

Innendurchmesser des Nockenträgerrohres 10 bleibt im Bereich des plastisch verformten Rohrabschnitts 14 annähernd unverändert und bildet eine bündige Innenoberfläche mit dem jeweiligen Grundträgerrohr 11a, 11b, 11c.

In der Querschnittsansicht gemäß Fig. 4 ist ein Nockenträgerrohr 10a gezeigt, bei dem ebenso ein plastisch verformter Rohrabschnitt 14 ausgebildet ist. Der Rohrabschnitt 14 ist dabei derart ausgebildet, dass der Innendurchmesser des Nockenträgerrohres 10a durch die Umformung des Nockenträgerrohres 10a radial nach außen erweitert ist. Hierbei wird beispielsweise der Rohrabschnitt 14 durch wenigstens ein Zugdruckumformverfahren, insbesondere durch eine

Innenhochdruckumformung hergestellt. Ebenso kann hier der plastisch verformte Rohrabschnitt 14, wie im zweiten Verfahrensschritt gemäß Fig. 3a-c beschrieben ist, hergestellt werden. Ferner kann der Rohrabschnitt 14 durch eine plastische Umformung des Nockenträgerrohres 10b, 10c hergestellt werden. Auch hier wird die Länge L des Nockenträgerrohres 10 durch die plastische Umformung des Nockenträgerrohres 10 um den Wert x verringert.

Gemäß der Fig. 3a-c und Fig. 4 bildet der plastisch verformte Rohrabschnitt 14 eine Schaltkulisse 15. Die Schaltkulisse 15 kann somit an unterschiedlichen Positionen am Nockenträgerrohr 10 angeordnet sein. Auf die Schaltkulisse 15 wird nachstehend näher eingegangen.

Wie in Fig. 5a-c gezeigt ist, wird in einem dritten Verfahrensschritt die

Schaltkulisse 15 mechanisch bearbeitet. Die Schaltkulisse 15 wird dabei derart bearbeitet, dass ein Führungsprofil 16 ausgebildet wird. Das Führungsprofil 16 umfasst zwei Nuten 17 und einen Steg 18. Die Nuten 17 und der Steg 18 sind beispielsweise radial umlaufend ausgebildet. Die Nuten 17 und der Steg 18 verlaufen konkret in Umfangsrichtung um das Nockenträgerrohr 10. Insbesondere können die Nuten 17 und der Steg 18 einen kurvenförmigen und/oder

geradlinigen Verlauf aufweisen. Allerdings können die Nuten 17 und der Steg 18 auch lediglich abschnittsweise am Umfang der Schaltkulisse 15 ausgebildet sein. Durch ein Zusammenwirken der Schaltkulisse 15 mit einem nicht dargestellten Betätigungselement ist das Nockenträgerrohr 10 in axialer Längsrichtung des Nockenträgerrohres 10 verschiebbar. Die Nuten 17 und der Steg 18 können durch eine mechanische Bearbeitung, wie bspw. Drehen oder Fräsen, der Schaltkulisse 15 hergestellt werden. Durch wenigstens eine Oberflächennachbearbeitung der Nuten 17 und des Stegs 18, insbesondere wenigstens einer Nutwand und wenigstens einer Stegwand, kann die Oberflächengüte der Schaltkulisse 15 für einen Betrieb erhöht werden.

Durch wenigstens einen Fügeschritt werden, wie in Fig. 6a-c ersichtlich, jeweils vier Nocken 21 mit dem Nockenträgerrohr 10 drehfest verbunden, wobei das Nockenträgerrohr 10 mit der Schaltkulisse 15 und den Nocken 21 ein

Schiebenockenelement 20 bildet. Die Nocken 21 sind dabei in Nockenpaaren jeweils an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet. Ein Nockenpaar umfasst dabei zwei unterschiedliche Nocken 21, wobei eine Nocke 21 des Nockenpaares als eine Nullnocke ausgebildet sein kann. Die Nocken 21 sind dabei derart angeordnet, dass das Schiebenockenelement 20 jeweils ein

Nockenpaar linkseitig und ein Nockenpaar rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 aufweist. Dabei kann die jeweils innere Nocke 21 des Nockenpaares einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen. Vorzugsweise kann die jeweils äußere Nocke 21 des Nockenpaares mit jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 eine bündige Fläche bilden. Die Nocken 21 sind beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Nockenträgerrohr 10 verbunden.

In der Querschnittsansicht gemäß Fig. 7a-c ist ein Doppelschiebenockenelement gezeigt, bei dem vier Nockenpaare mit jeweils zwei Nocken 21 mit einem

Nockenträgerrohr 10 drehfest verbunden sind. Die Nockenpaare sind dabei wie in Fig. 6a-c beschrieben ausgebildet. Jeweils ein Nockenpaar ist an jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet und bildet mit dem axialen Ende eine bündige Fläche. Ein weiteres Nockenpaar ist jeweils linksseitig und rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 angeordnet, wobei die jeweils innere Nocke 21 einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen kann. Das jeweils innere Nockenpaar kann ebenso einen Abstand zum jeweils äußeren Nockenpaar aufweisen. Die Verbindung der Nocken 21 mit dem Nockenträgerrohr 10 kann wie in Fig. 6a-c beschrieben erfolgen.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Schiebenockenelements 20 nach einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Das Schiebenockenelement 20 umfasst ein Nockenträgerrohr 10 mit einer Schaltkulisse 15. Des Weiteren weist das Schiebenockenelement 20 zwei Nockengruppen auf, die jeweils aus drei unterschiedlichen Nocken 21 gebildet sind. Die Nockengruppen sind dabei jeweils an einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 angeordnet. Die

Nockengruppen sind dabei derart angeordnet, dass das Schiebenockenelement 20 jeweils eine Nockengruppe linksseitig und eine Nockengruppe rechtsseitig von der Schaltkulisse 15 aufweist. Dabei kann die jeweils innere Nocke 21 der

Nockengruppe einen Abstand, insbesondere einen Spalt, zur Schaltkulisse 15 aufweisen. Die jeweils äußere Nocke 21 der Nockengruppe kann mit jeweils einem axialen Ende des Nockenträgerrohres 10 eine bündige Fläche bilden. Die Nocken 21 sind beispielsweise kraftschlüssig, formschlüssig und/oder

stoffschlüssig mit dem Nockenträgerrohr 10 verbunden. Das Nockenträgerrohr 10 weist eine Innenverzahnung 19 auf, die zur drehfesten Verbindung des

Schiebenockenelements 20 mit einer nicht dargestellten Grundwelle einer

Nockenwelle ausgebildet ist. Die Innenverzahnung 19 ist beispielsweise durch eine Kerbverzahnung gebildet. Das Schiebenockelement 20 wird dabei formschlüssig mit der Grundwelle drehfest verbunden. Beispielsweise kann das Schiebenockenelement 20 auch durch eine andere Verbindung mit der Grundwelle verbunden sein. Ferner weist das Nockenträgerrohr 10 eine Rasteinrichtung 23 auf. Die Rasteinrichtung 23 ist hierbei durch zwei Nuten gebildet, die in die Innenoberfläche des Nockenträgerrohres 10 eingearbeitet sind. Durch die

Rasteinrichtung 23 wird das Schiebenockenelement 20 an der Grundwelle auf einer definierbaren Position lösbar arretiert. Die Arretierung des

Schiebenockenelements 20 kann durch eine nicht dargestellte komplementäre Rasteinrichtung in oder an der Grundwelle erfolgen. Die Arretierung des

Schiebenockenelements 20 erfolgt beispielsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig.

Bezuaszeichenliste

10 Nockenträgerrohr

11 Grundträgerrohr

12 Rohrstück

13 Inlay

14 plastisch verformter Rohrabschnitt

15 Schaltkulisse

16 Führungsprofil

17 Nut

18 Steg

19 Innenverzahnung

20 Schiebenockenelement

21 Nocke

22 Doppelschiebenockenelement

23 Rasteinrichtung

24 Nut

25 Umform bereich