WO2013023924A1 - Nockenwelle, insbesondere für kraftfahrzeugmotoren - Google Patents

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WO2013023924A1
WO2013023924A1 PCT/EP2012/065060 EP2012065060W WO2013023924A1 WO 2013023924 A1 WO2013023924 A1 WO 2013023924A1 EP 2012065060 W EP2012065060 W EP 2012065060W WO 2013023924 A1 WO2013023924 A1 WO 2013023924A1
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WO
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shaft
outer shaft
inner shaft
camshaft
axial direction
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PCT/EP2012/065060
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Michael Kunz
Bernd Mann
Markus Melzer
Jürgen MEUSEL
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Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag
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    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts

Definitions

  • the invention relates to a camshaft, in particular for motor vehicle engines, with a first shaft and a second shaft, which form a hollow outer shaft and a coaxially arranged in the outer shaft and rotatable relative to the outer shaft mounted inner shaft, with first on the outer shaft fixed cam and with second cams rotatably mounted on the outer shaft and fixed to the inner shaft.
  • the first shaft may be the outer shaft or the inner shaft, in which case the second shaft is corresponding to the inner shaft or outer shaft.
  • the intake valves on the one hand and the exhaust valves on the other hand are operated with the mutually adjustable groups of cams.
  • the rotation of the inner shaft and outer shaft is usually carried out by adjusting devices, which are also referred to as phaser.
  • the two shafts must be rotatably supported in a suitable manner to each other.
  • the invention has for its object to provide an adjustable camshaft with an inner shaft and an outer shaft, in which a simple and precise storage in the axial direction is realized.
  • the object is achieved in that the first shaft and the second shaft are supported in the axial direction by a form-fitting formation against each other, the first shaft seen in the axial direction on the one side of the form-fitting a first Contact surface and on the other side of the Form gleichausformung a second contact surface for rotatably supporting the second shaft on the Form gleichausformung and that the Form gleichausformung and at least one of the associated contact surfaces are divided such that during assembly in a first angular position of the inner shaft relative to the outer shaft, the inner shaft can be inserted into the outer shaft relative to the outer shaft, the inner shaft is inserted into the outer shaft and that in a second angular position, the inner shaft is fixed relative to the outer shaft in the axial direction.
  • the inner shaft is understood as a shaft not only a tubular or rod-shaped body, but also a unit formed from a plurality of rotatably connected parts together.
  • shaping may be provided in the manner of a rolling bearing for sliding and rolling storage, with a plurality of mutually separate positive-locking formations then being expediently provided.
  • the form-fit formation and at least one of the associated contact surfaces are subdivided such that in a first angular position of the inner shaft relative to the outer shaft, the inner shaft can be inserted into the outer shaft and in a second angular position the inner shaft is fixed in the axial direction with respect to the outer shaft.
  • an end-side portion of the outer shaft which also forms the contact surface closer to the end of the camshaft, as well as the form-locking formation arranged on the inner shaft with interlocking teeth and free spaces, wherein in the angular position in which the inner shaft in the Outside shaft is inserted, the tooth-like projections of the inner shaft engage in the spaces between the tooth-like projections of the outer shaft. In the retracted state, the projections of the inner shaft then abut against the contact surface located farther away from the shaft end. By a rotation of the inner shaft and outer shaft, the projections of the inner shaft are then blocked by the then adjacent in the axial direction, inwardly facing teeth of the outer shaft, whereby the axial support is ensured.
  • the tooth pitch and arrangement is to be chosen so that over the entire adjustment range of the inner shaft and outer shaft with the respectively connected thereto cam sufficient axial support is guaranteed.
  • the inner shaft has only a single tooth or a projection extending over part of the circumference, wherein the outer shaft must correspondingly have a suitable free space.
  • the preparation is usually carried out such that all cams are first applied to the outer shaft, wherein at least the first cam bearings and functional elements are mounted on the outer shaft and the second cams are rotatably guided and axially displaceable on the outer shaft. Subsequently, the inner shaft is inserted in a suitable angular position relative to the outer shaft in this. By a rotation of the inner shaft relative to the outer shaft, the described positive support is then generated in the axial direction, before then connected in this supported position, the second cam in a conventional manner, for example with a pin, a screw or the like, with the inner shaft become.
  • the surfaces interacting for the axial bearing that is to say the two contact surfaces and the associated surfaces of the form-locking formation, are provided with a surface coating.
  • a surface coating In addition to a fine grinding in addition or alternatively, a hardening, a coating or the like into consideration.
  • the form-locking formation is seen as part of the inner shaft in the axial direction supported on both sides of opposite contact surfaces of a fixed to the main body part connected to the outer shaft.
  • the form-fit formation is supported on a part which is also a functional element of the camshaft.
  • this form-fitting formation can be formed either on a tubular or rod-shaped inner shaft main body or on a part connected to the inner shaft main body.
  • the generation of the form-fitting formation on the rod-shaped inner shaft main body is possible, for example, in a casting or forging process.
  • the form-locking shaping can also be produced by machining, for example turning.
  • the form-fit formation is formed by a separate part fixedly connected to the inner shaft main body, there is the advantage that the inner shaft main body itself can be embodied very simply as a straight rod, as a pipe or the like, in which case also a particularly cost-effective and simple production of the inner shaft main body is possible.
  • the form-fitting formation can rest on its radial end surface on an associated surface of the second shaft and thus form a radial sliding bearing.
  • FIG. 1 b shows a detail view of the outer shaft shown in FIG. 1 a in a perspective
  • FIG. 1 c shows a detailed view of the inner shaft illustrated in FIG. 1 a in a perspective
  • Fig. 2a to 2c an alternative embodiment of the camshaft in a
  • FIG. 3 shows a variant of the camshaft shown in Fig. 2a in a longitudinal section
  • the invention relates to an adjustable camshaft having according to their basic structure a first shaft and a second shaft having a hollow outer shaft 1 and a coaxially arranged in the hollow outer shaft 1 and relative to the outer shaft 1 rotatably mounted inner shaft 2 form. From Fig. 1 a can be seen that the first cam 3a fixed to the outer shaft.
  • FIG. 1 a shows an end of such a camshaft.
  • the present invention is concerned with the axial bearing of the outer shaft 1 and rotatably mounted therein inner shaft 2.
  • the axial bearing is to be considered that between the inner shaft 2 and the outer shaft 1 in the axial direction no play should be present, but also a sliding, jam-free storage is to be achieved.
  • a positive fixing and mounting in the axial direction x is provided.
  • the first shaft and the second shaft are supported against each other in the axial direction x by a form-locking formation 5, wherein the first shaft has a first contact surface 6a in the axial direction on one side of the form-locking formation 5 and a second contact surface on the other side Contact surface 6b for rotatably supporting the second shaft via the form-locking formation 5 has.
  • FIGS. 1 a to 1 d shows a camshaft, in which the outer shaft is formed from a tubular basic body 8 and a functional element 9 fixedly connected therewith in the form of a toothed wheel for driving the camshaft.
  • the functional element 9 can be fastened with the usual measures, for example welding, friction welding, soldering, gluing, shrinking, screwing, the production of a transverse / longitudinal bond, the generation of a form fit or a combination of the aforementioned measures.
  • different materials are suitable, but the
  • the camshaft must withstand existing operating materials and the temperatures in an internal combustion engine.
  • the inner shaft 2 in the exemplary embodiment illustrated is formed by an inner shaft base body and an inner shaft end piece 1 1 fixedly connected thereto.
  • the form-fit formation 5 and the second contact surface 6 b are subdivided such that in a first angular position of the inner shaft 2 with respect to the outer shaft 1, the inner shaft 2 can be inserted into the outer shaft 1 and that in a second angular position, the inner shaft 2 is fixed relative to the outer shaft 1 in the axial direction x.
  • the form-locking formation 5 arranged on the functional element 9 has a tooth 14, which can be guided during assembly by a free space 15 of the inner shaft 2.
  • FIGS. 2 a to 2 c, 3 and 4 a to 4 c Further variants of this basic principle are shown in FIGS. 2 a to 2 c, 3 and 4 a to 4 c.
  • the form-fit formation 5 and a groove with the two contact surfaces 6 a, 6 b extend over approximately half the circumference.
  • the inner shaft 2 and the outer shaft 1 can be rotated against each other,
  • a radial bearing on the radially inwardly facing surface of the teeth 14 and the groove between the contact surfaces 6a, 6b take place.
  • a radial bearing surface may also be provided immediately before or after the teeth 14, as seen in the axial direction.
  • FIG. 3 shows a variant of the arrangement according to FIG. 2 a, wherein the inner shaft end piece 1 1 is not fastened on the outer diameter of an inner shaft basic body 7 but on an end face of the inner shaft main body 7.
  • FIGS. 4 a to 4 c show an embodiment in which a form-fit formation 5 having two teeth 14, with otherwise comparable functioning, is directly covered by an increase in the diameter of the inner surface.
  • the associated contact surfaces 6a, 6b are correspondingly formed on a functional element 9 of the outer shaft 1, which also has the free spaces 15.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle mit einer ersten hohlen Außenwelle und einer zweiten koaxial in der Außenwelle (1) angeordneten und gegenüber der Außenwelle (1) verdrehbar gelagerten Innenwelle. Erfindungsgemäß sind die erste Welle und die zweite Welle in axialer Richtung (x) durch eine Formschlussausformung (5) gegeneinander abgestützt, wobei die erste Welle in axialer Richtung (x) gesehen auf der einen Seite der Formschlussausformung (5) eine erste Kontaktfläche (6a) und auf der anderen Seite der Formschlussausformung (5) eine zweite Kontaktfläche (6b) zur drehbeweglichen Abstützung der zweiten Welle über die Formschlussausformung (5) aufweist. Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Formschlussausformung (5) sowie zumindest eine der zugeordneten Kontaktflächen (6a) derart unterteilt sind, dass in einer ersten Winkelstellung der Innenwelle (2) gegenüber der Außenwelle (1) die Innenwelle (2) in die Außenwelle (1) einschiebbar ist und dass in einer zweiten Winkelstellung die Innenwelle (2) gegenüber der Außenwelle (1) in axialer Richtung (x) fixiert ist.

Description

Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeug motoren
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeug- motoren, mit einer ersten Welle und einer zweiten Welle, die eine hohle Außenwelle und eine koaxial in der Außenwelle angeordnete und gegenüber der Außenwelle verdrehbar gelagerte Innenwelle bilden, mit ersten an der Außenwelle fest angeordneten Nocken und mit zweiten Nocken, die drehbar auf der Außenwelle angeordnet und an der Innenwelle befestigt sind. Im Rahmen der Erfindung kann je nach Ausgestaltung die erste Welle die Außenwelle oder die Innenwelle sein, wobei dann die zweite Welle entsprechend die Innenwelle bzw. Außenwelle ist.
Durch eine Verstellung der ersten Nocken gegenüber den zweiten Nocken ist eine variable Steuerung der Ventile eines Verbrennungsmotors möglich. So kann beispielsweise last- und drehzahlabhängig das Verhältnis von Einlasszeit und Auslasszeit verändert werden, wobei die Einlassventile einerseits und die Auslassventile andererseits mit dem gegeneinander verstellbaren Gruppen von Nocken betätigt werden. Die Verdrehung von Innenwelle und Außenwelle erfolgt üblicherweise durch Versteileinrichtungen, die auch als Phaser bezeichnet werden. Um eine präzise Positionierung der Nocken sowie gleichzeitig eine leichte Verstellbarkeit der Innenwelle zu der Außenwelle zu ermöglichen, müssen die beiden Wellen in geeigneter Weise verdrehbar zueinander gelagert sein. So ist es bei einer gattungsgemäßen Nockenwelle mit den eingangs beschriebenen Merkmalen gemäß der DE 39 43 426 C1 bekannt, an den Enden der ineinander liegenden Wellenelemente Lagerhülsen vorzusehen, welche neben einer radialen Lagerung auch eine axiale Fixierung bewirken. Es ergibt sich der Nachteil, dass die axiale Lagerung durch voneinander getrennte, weit beab-
standete Elemente bereitgestellt wird, weshalb neben einem erhöhten Fertigungsaufwand auch die erhöhte Gefahr einer Fehlfunktion besteht. Für eine präzise axiale Lagerung ist es auch von Vorteil, wenn an den Abstützungs- flächen formstabile Materialien vorgesehen sind, die vorzugsweise auch einen ähnlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Eine axiale Ab- stützung über weiche Dichtungen oder dergleichen ist in der Regel nicht ausreichend.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verstell- bare Nockenwelle mit einer Innenwelle und einer Außenwelle anzugeben, bei der auf einfache Weise eine präzise und zuverlässige Lagerung in axialer Richtung verwirklicht ist.
Ausgehend von einer Nockenwelle mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Welle und die zweite Welle in axialer Richtung durch eine Formschlussausformung gegeneinander abgestützt sind, wobei die erste Welle in axialer Richtung gesehen auf der einen Seite der Formschlussausformung eine erste Kontaktfläche und auf der anderen Seite der Formschlussausformung eine zweite Kontaktfläche zur drehbeweglichen Abstützung der zweiten Welle über die Formschlussausformung aufweist und dass die Formschlussausformung sowie zumindest eine der zugeordneten Kontaktflächen derart unterteilt sind, dass bei der Montage in einer ersten Winkelstellung der Innenwelle gegenüber der Außenwelle die Innenwelle in die Außenwelle einschiebbar ist gegenüber der Außenwelle die Innenwelle in die Außenwelle einschiebbar ist und dass in einer zweiten Winkelstellung die Innenwelle gegenüber der Außenwelle in axialer Richtung fixiert ist. Im Rahmen der Erfindung wird als Welle nicht nur ein rohr- oder stabförmiger Grundkörper, sondern auch eine aus mehreren drehfest miteinander verbundenen Teilen gebildete Einheit verstanden. Die Formschluss-
ausformung kann je nach Ausgestaltung zur gleitenden sowie zur rollenden Lagerung nach Art eines Wälzlagers vorgesehen sein, wobei dann zweck- mäßigerweise mehrere voneinander separate Formschlussausformungen vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Formschlussausformung sowie zumindest eine der zugeordneten Kontaktflächen, nämlich die dem Wellenende näherliegende Kontaktfläche, derart unterteilt sind, dass in einer ersten Winkelstellung der Innenwelle gegenüber der Außenwelle die Innenwelle in die Außenwelle einschiebbar ist und dass in einer zweiten Winkelstellung die Innenwelle gegenüber der Außenwelle in axialer Richtung fixiert ist.
So ist es beispielsweise möglich, einen endseitigen Abschnitt der Außenwelle, der auch die dem Ende der Nockenwelle näherliegende Kontaktfläche bildet, sowie die an der Innenwelle angeordnete Formschlussausformung mit ineinander greifenden Zähnen und Freiräumen zu versehen, wobei in der Winkelstellung, in der die Innenwelle in die Außenwelle eingeschoben wird, die zahnartigen Vorsprünge der Innenwelle in die Freiräume zwischen den zahnartigen Vorsprüngen der Außenwelle eingreifen. Im eingeschobenen Zustand liegen dann die Vorsprünge der Innenwelle an der dem Wellenende weiter entfernt liegenden Kontaktfläche an. Durch eine Verdrehung von Innenwelle und Außenwelle werden dann die Vorsprünge der Innenwelle durch die dann in axialer Richtung anschließenden, nach innen gewandten Zähne der Außenwelle blockiert, wodurch die axiale Abstützung gewährleistet ist. Die Zahnteilung und -anordnung ist so zu wählen, dass über den gesamten Stellbereich von Innenwelle und Außenwelle mit den jeweils daran angeschlossenen Nocken eine ausreichende axiale Abstützung gewährleistet bleibt.
Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn die Innenwelle lediglich einen einzelnen Zahn bzw. einen sich über einen Teil des Umfanges erstreckenden Vorsprung aufweist, wobei die Außenwelle entsprechend einen angepassten Freiraum aufweisen muss.
Darüber hinaus sind aber auch zwei oder mehr Zähne möglich, wobei über den Umfang eine gleichmäßige Verteilung bevorzugt wird. Es ergibt sich damit eine Verbindung nach Art eines Bajonettverschlusses, wobei eine Verriegelung über eine Nut-/Federverbindung realisiert wird.
Die Herstellung erfolgt üblicherweise derart, dass zunächst sämtliche Nocken auf der Außenwelle aufgebracht werden, wobei zumindest die ersten Nockenlager und Funktionselemente auf der Außenwelle befestigt werden und die zweiten Nocken auf der Außenwelle verdrehbar und axial verschiebbar geführt sind. Nachfolgend wird die Innenwelle in einer geeigneten Winkelstellung gegenüber der Außenwelle in diese eingeschoben. Durch eine Verdrehung der Innenwelle gegenüber der Außenwelle wird dann in axialer Richtung die beschriebene formschlüssige Abstützung erzeugt, bevor dann in dieser abgestützten Position die zweiten Nocken in an sich bekannter Weise, beispiels- weise mit einem Stift, einer Schraube oder dergleichen, mit der Innenwelle verbunden werden.
Im Rahmen der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die zur axialen Lagerung zusammenwirkenden Flächen, das heißt die beiden Kontaktflächen sowie die zugeordneten Flächen der Formschlussausformung, mit einer Oberflächenvergütung versehen sind. Neben einem Feinschleifen kommen zusätzlich oder alternativ auch eine Verhärtung, eine Beschichtung oder dergleichen in Betracht.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Formschlussausformung als Bestandteil der Innenwelle in axialer Richtung gesehen an beiden Seiten an gegenüberliegenden Kontaktflächen eines fest mit dem Grundkörper verbundenen Teils der Außenwelle abgestützt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die Formschlussausformung an einem Teil abstützt, welches auch ein Funktionselement der Nockenwelle ist.
Wenn die Formschlussausformung als radialer Vorsprung der Innenwelle ausgebildet ist, kann diese Formschlussausformung entweder an einem rohr- oder stabförmigen Innenwellengrundkörper oder an einem mit dem Innen- wellengrundkörper verbundenen Teil gebildet sein. Die Erzeugung der Formschlussausformung an dem stabförmigen Innenwellengrundkörper ist beispielsweise bei einem Gieß- oder Schmiedeverfahren möglich. Darüber hinaus kann die Formschlussausformung auch durch eine spanabhebende Bearbeitung, bei- spielsweise ein Drehen, erzeugt werden. Wenn gemäß der weiteren beschriebenen Alternative die Formschlussausformung von einem separaten, mit dem Innenwellengrundkörper fest verbundenen Teil gebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass der Innenwellengrundkörper selbst sehr einfach als gerade verlaufender Stab, als Rohr oder dergleichen ausgeführt sein kann, wobei dann auch eine besonders kostengünstige und einfache Herstellung des Innenwellen- grundkörpers möglich ist.
Im Rahmen der Erfindung kann im Bereich der Formschlussausformung zusätzlich auch eine radiale Abstützung der Wellen gegeneinander vorgesehen sein. So kann die Formschlussausformung an ihrer radialen Endfläche an einer zugeordneten Fläche der zweiten Welle anliegen und damit ein Radial-Gleit- lager bilden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a einen Längsschnitt durch das Ende einer erfindungsge- mäßen verstellbaren Nockenwelle,
Fig. 1 b eine Detailansicht der in Fig. 1 a dargestellten Außenwelle in einer Perspektive, Fig. 1c eine Detailansicht der in Fig. 1 a dargestellten Innenwelle in einer Perspektive,
Fig. 1d die Nockenwelle gemäß der Fig. 1 a in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2a bis 2c eine alternative Ausgestaltung der Nockenwelle in einer
Darstellung gemäß der Fig. 1 a bis 1 c,
Fig. 3 eine Variante der in Fig. 2a dargestellten Nockenwelle in einem Längsschnitt,
Fig. 4a bis 4c eine alternative Ausgestaltung der Nockenwelle in einer
Darstellung gemäß den Fig. 1 a bis 1 c, Die Erfindung betrifft eine verstellbare Nockenwelle, die gemäß ihrem grundsätzlichen Aufbau eine erste Welle und eine zweite Welle aufweist, die eine hohle Außenwelle 1 und eine in der hohlen Außenwelle 1 koaxial angeordneten und relativ zur Außenwelle 1 verdrehbar gelagerten Innenwelle 2 bilden. Aus der Fig. 1 a ist erkennbar, dass erste Nocken 3a fest an der Außenwelle 1
angeordnet sind, wobei zweite Nocken 3b drehbar auf der Außenwelle 1 angeordnet und an der Innenwelle 2 mit geeigneten Befestigungsmitteln 4, insbesondere Bolzen, befestigt sind. Die Fig. 1 a zeigt ein Ende einer solchen Nockenwelle.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der axialen Lagerung der Außenwelle 1 und der darin verdrehbar gelagerten Innenwelle 2. Bei der axialen Lagerung ist zu berücksichtigen, dass zwischen der Innenwelle 2 und der Außenwelle 1 in axialer Richtung kein Spiel vorhanden sein soll, wobei aber auch eine gleitende, klemmfreie Lagerung erreicht werden soll.
Zu diesem Zweck ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine formschlüssige Fixierung und Lagerung in axialer Richtung x vorgesehen. Allgemein sind die erste Welle und die zweite Welle in axialer Richtung x durch eine Formschluss- ausformung 5 gegeneinander abgestützt, wobei die erste Welle in axialer Richtung auf der einen Seite der Formschlussausformung 5 eine erste Kontaktfläche 6a und auf der anderen Seite der Formschlussausformung 5 eine zweite Kontaktfläche 6b zur drehbeweglichen Abstützung der zweiten Welle über die Formschlussausformung 5 aufweist.
Ausgehend von diesem erfindungsgemäßen Grundprinzip zeigt die Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 a bis 1d eine Nockenwelle, bei der die Außenwelle aus einem rohrförmigen Grundkörper 8 sowie einem damit fest verbundenen Funktionselement 9 in Form eines Zahnrades zum Antrieb der Nockenwelle gebildet ist. Das Funktionselement 9 kann mit den üblichen Maßnahmen, beispielsweise Schweißen, Reibschweißen, Löten, Kleben, Schrumpfen, Schrauben, die Erzeugung eines Quer-/Längsverbandes, die Erzeugung eines Formschlusses oder eine Kombination der vorgenannten Maßnahmen befestigt sein. Je nach Befestigungsart sind unterschiedliche Materialien geeignet, die jedoch den an
der Nockenwelle vorliegenden Betriebsstoffen sowie den Temperaturen in einem Verbrennungsmotor standhalten müssen.
In ähnlicher Weise ist die Innenwelle 2 in dem dargestellten Ausführungs- beispiel von einem Innenwellengrundkörper und einem damit fest verbundenen Innenwellenendstück 1 1 gebildet.
Gemäß der in den Fig. 1 a bis 1 d dargestellten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Formschlussausformung 5 sowie die zweite Kontaktfläche 6b derart unterteilt sind, dass in einer ersten Winkelstellung der Innenwelle 2 gegenüber der Außenwelle 1 die Innenwelle 2 in die Außenwelle 1 einschiebbar ist und dass in einer zweiten Winkelstellung die Innenwelle 2 gegenüber der Außenwelle 1 in axialer Richtung x fixiert ist. Zu diesem Zweck weist die an dem Funktionselement 9 angeordnete Formschlussausformung 5 einen Zahn 14 auf, der bei der Montage durch einen Freiraum 15 der Innenwelle 2 geführt werden kann. Wenn dann der Zahn 14 als Formschlussausformung 5 an der ersten Kontaktfläche 6a anschlägt, werden die Innenwelle 2 und die Außenwelle 1 gegeneinander verdreht, so dass dann der Zahn 14 sich neben dem Freiraum 15 auch an der zweiten Kontaktfläche 6b abstützt. Es wird damit also eine Fixierung nach Art eines Bajonettverschlusses erreicht.
Weitere Varianten dieses Grundprinzips sind in den Fig. 2a bis 2c, Fig. 3 und Fig. 4a bis 4c dargestellt.
Gemäß den Fig. 1 b und 1 c verlaufen die Formschlussausformung 5 sowie eine Nut mit den beiden Kontaktflächen 6a, 6b über in etwa den halben Umfang. Die Innenwelle 2 und die Außenwelle 1 können so gegeneinander verdreht werden,
dass die Innenwelle 2 in die Außenwelle 1 geschoben werden kann. Wenn die Innenwelle 2 dann gegen die Außenwelle 1 verdreht wird, ist die in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 a an dem Funktionselement 9 der Außenwelle 1 angeordnete Formschlussausformung 5 zwischen den Kontaktflächen 6a, 6b des Innenwellenendstücks 1 1 axial geführt. Im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass die Bearbeitung des Innenwellenendstücks 1 1 sowie des Funktionselementes 9 als separate Teile einfacher möglich ist als Bearbeitung der gesamten Innenwelle 2 oder Außenwelle 1 bzw. des Innenwellengrundkorpers 7 bzw. des Grundkörpers 8 der Außenwelle 1 .
Die Fig. 2a bis 2c zeigen in einer Darstellung gemäß den Fig. 1 a bis 1 c eine Ausgestaltung, bei der eine Segmentierung der Formschlussausformung 5 mit zwei Zähnen 14 vorgesehen ist. Entsprechend sind der Innenwelle 2 zwei zugeordnete Freiräume 15 vorgesehen. Ansonsten ergibt sich die zuvor beschriebene Funktionsweise.
Optional kann eine radiale Lagerung an der radial nach innen weisenden Fläche der Zähne 14 und der Nut zwischen den Kontaktflächen 6a, 6b erfolgen. Alternativ kann eine radiale Lagerfläche auch in axialer Richtung gesehen unmittelbar vor oder nach den Zähnen 14 vorgesehen sein.
Die Fig. 3 zeigt eine Variante zu der Anordnung gemäß der Fig. 2a, wobei das Innenwellenendstück 1 1 nicht auf dem Außendurchmesser eines Innenwellengrundkorpers 7 sondern an einer Stirnfläche des Innenwellengrundkorpers 7 befestigt ist.
Schließlich zeigen die Fig. 4a bis 4c eine Ausgestaltung, bei der eine zwei Zähne 14 aufweisende Formschlussausformung 5 bei ansonsten vergleichbarer Funktionsweise unmittelbar von einer Durchmessererweiterung des Innen- T/EP2012/065060
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wellengrundkörpers 7 gebildet ist. Die zugeordneten Kontaktflächen 6a, 6b sind entsprechend an einem Funktionselement 9 der Außenwelle 1 gebildet, welches auch die Freiräume 15 aufweist.

Claims

Patentansprüche:
1 . Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeug motoren, mit einer ersten Welle und einer zweiten Welle, die eine hohle Außenwelle (1 ) und eine koaxial in der Außenwelle (1 ) angeordnet und gegenüber der Außenwelle (1 ) verdrehbar gelagerte Innenwelle (2) bilden, mit ersten an der Außenwelle (1 ) fest angeordneten Nocken (3a) und mit zweiten Nocken (3b), die drehbar auf der Außenwelle (1 ) angeordnet und an der Innenwelle (2) befestigt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die erste Welle und die zweite Welle in axialer Richtung durch eine Formschlussausformung (5) gegenein- ander abgestützt sind, wobei die erste Welle in axialer Richtung (x) gesehen auf der einen Seite der Formschlussausformung (5) eine erste Kontaktfläche (6a) und auf der anderen Seite der Formschlussausformung (5) eine zweite Kontaktfläche (6b) zur drehbeweglichen Abstützung der zweiten Welle über die Formschlussausformung (5) aufweist und dass die Formschlussausformung (5) sowie zumindest eine der zugeordneten Kontaktflächen (6a) derart unterteilt sind, dass bei der Montage in einer ersten Winkelstellung der Innenwelle (2) gegenüber der Außenwelle (1 ) die Innenwelle (2) in die Außenwelle (1 ) einschiebbar ist und dass in einer zweiten Winkelstellung die Innenwelle (2) gegenüber der Außenwelle (1 ) in axialer Richtung (x) fixiert ist.
2. Nockenwelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenwelle (2) an einem Nockenwellenende über einen rohrförmigen Grundkörper (8) der Außenwelle (1 ) hinauserstreckt und dort die Formschlussaus-
formung (5) aufweist, die über den Innendurchmesser des Grundkörpers (8) in radialer Richtung vorsteht.
3. Nockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Form- schlussausformung (5) in axialer Richtung (x) gesehen an beiden Seiten an
Kontaktflächen (6a, 6b) eines fest mit dem Grundkörper (8) verbundenen Teils der Außenwelle (1 ) abstützt.
4. Nockenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil der Außenwelle (1 ) ein Funktionselement (9) der Nockenwelle ist.
5. Nockenwelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil der Außenwelle (1 ) durch eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung fest an dem Grundkörper (8) befestigt ist.
6. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (2) einen rohr- oder stabförmigen Innenwellengrundkorper (7) sowie ein Innenwellenendstück (1 1 ) aufweist, wobei die Formschlussausformung (5) oder die Kontaktflächen (6a, 6b) an dem Innenwellenendstück (1 1 ) gebildet ist bzw. sind.
7. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussausformung (5) sich auch in radialer Richtung an der ersten Welle abstützt.
8. Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Formschlussausformung (5) zumindest ein sich nur über einen Teil des Umfangs erstreckender Zahn (14) vorgesehen ist.
9. Nockenwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Form- schlussausformung von mehreren Zähnen (14) gebildet ist, die gleichmäßig um den Umfang verteilt sind.
10. Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die ersten Nocken (3a) sowie die zweiten Nocken (3b) auf die Außenwelle (1 ) aufgebracht werden, wobei zumindest die ersten Nocken (3a) auf der Außenwelle (1 ) befestigt werden und die zweiten Nocken (3b) auf der Außenwelle (1 ) verdrehbar und axial verschiebbar geführt sind, wobei nach- folgend die Innenwelle (2) in einer geeigneten Winkelstellung gegenüber der Außenwelle (1 ) in diese eingeschoben wird und wobei durch eine Verdrehung der Innenwelle (2) gegenüber der Außenwelle (1 ) in axialer Richtung eine formschlüssige Abstützung erzeugt wird, bevor in dieser abgestützten Position die zweiten Nocken (3b) mit der Innenwelle (2) verbunden werden.
PCT/EP2012/065060 2011-08-18 2012-08-01 Nockenwelle, insbesondere für kraftfahrzeugmotoren WO2013023924A1 (de)

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