DE102009016794A1 - Konzentrische Nockenwelle mit variierender Wandgeometrie und Zusammenbauverfahren - Google Patents

Konzentrische Nockenwelle mit variierender Wandgeometrie und Zusammenbauverfahren Download PDF

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Abstract

Eine Nockenwelle kann eine erste Welle, ein erstes Nockenelement und ein zweites Nockenelement umfassen. Die erste Welle kann eine ringförmige Wand umfassen, die eine erste Bohrung definiert. Die Wand kann einen ersten Abschnitt, der eine erste radiale Außenfläche aufweist, und einen zweiten Abschnitt umfassen, der eine zweite radiale Außenfläche aufweist, die relativ zu der ersten radialen Außenfläche radial versetzt ist. Das erste Nockenelement kann eine zweite Bohrung definieren, in welcher der erste Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist und die mit der ersten Welle zur Drehung mit der ersten Welle in Reibungseingriff steht. Das zweite Nockenelement kann eine dritte Bohrung definieren, in welcher der zweite Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist. Das zweite Nockenelement kann an dem zweiten Abschnitt der ersten Welle drehbar angeordnet sein.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft Motornockenwellenanordnungen und insbesondere konzentrische Nockenwellenanordnungen.
  • HINTERGRUND
  • Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
  • Motoren umfassen typischerweise eine Nockenwelle, um Einlass- und Auslassventile zu betätigen. Einige Nockenwellen sind konzentrische Nockenwellen, die eine Relativdrehung zwischen den Einlass- und Auslassnocken bereitstellen. Die Einlassnocken können an einer äußeren Welle zur Drehung mit der Welle befestigt sein und die Auslassnocken können auf der Welle drehbar gelagert sein. Alternativ können die Auslassnocken an der äußeren Welle zur Drehung mit der Welle befestigt sein und die Einlassnocken können an der Welle drehbar gelagert sein. In beiden Anordnungen können die Nocken, die an der Welle drehbar gelagert sind, eine Außenfläche der äußeren Welle als Lagerfläche verwenden. Die Verwendung der Außenfläche der Welle als Lagerfläche kann engere Toleranzen für den Außendurchmesser der äußeren Welle und damit einen mühsameren Zusammenbauprozess erfordern, was zu zusätzlichen Kosten führt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Nockenwelle kann eine erste Welle, ein erstes Nockenelement und ein zweites Nockenelement umfassen. Die erste Welle kann eine ringförmige Wand umfassen, die eine erste Bohrung definiert. Die Wand kann einen ersten Abschnitt mit einer ersten radialen Außenfläche und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten radialen Außenfläche, welche relativ zu der ersten radialen Außenfläche versetzt ist, umfassen. Das erste Nockenelement kann eine zweite Bohrung definieren, in welcher der erste Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist, und befindet sich in Reibungseingriff mit der ersten Welle zur Drehung mit der ersten Welle. Das zweite Nockenelement kann eine dritte Bohrung definieren, in welcher der zweite Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist. Das zweite Nockenelement kann an dem zweiten Abschnitt der ersten Welle drehbar angeordnet sein.
  • Ein Verfahren kann umfassen, dass erste und zweite Nockenelemente einer Nockenwelle an einer ersten Welle angeordnet werden und dass die erste Welle verformt wird, um das erste Nockenelement an der ersten Welle zu befestigen. Die erste Welle kann eine ringförmige Wand umfassen, die eine erste Bohrung definiert, und kann einen ersten Abschnitt mit ersten radialen Innen- und Außenflächen und einen zweiten Abschnitt mit zweiten radialen Innen- und Außenflächen umfassen. Das Anordnen des ersten Nockenelements kann umfassen, dass der erste Abschnitt der ersten Welle in einer zweiten Bohrung des ersten Nockenelements angeordnet wird. Das Anordnen des zweiten Nockenelements an der ersten Welle kann umfassen, dass der zweite Abschnitt der ersten Welle in einer dritten Bohrung des zweiten Nockenelements angeordnet wird. Eine nach außen gerichtete Radialkraft kann aus dem Inneren der ersten Bohrung heraus aufgebracht werden, um die erste radiale Innenfläche relativ zu der zweiten radialen Innenfläche radial nach außen zu versetzen und die erste radiale Außenfläche relativ zu der zweiten radialen Außenfläche radial nach außen zu versetzen.
  • Weitere Anwendungsgebiete ergeben sich aus der hier bereitgestellten Beschreibung. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele nur zur Veranschaulichung gedacht sind und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken sollen.
  • ZEICHNUNGEN
  • Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zur Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise beschränken.
  • 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Nockenwelle von 1;
  • 3 ist eine Teilschnittansicht der Nockenwelle von 2 in einem ersten Zustand und eines Werkzeugs gemäss der vorliegenden Offenbarung;
  • 4 ist eine Teilschnittansicht der Nockenwelle und des Werkzeugs von 3 in einem zweiten Zustand;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Nockenwelle gemäß der vorliegenden Offenbarung;
  • 6 ist eine Teilschnittansicht der Nockenwelle von 5 in einem ersten Zustand; und
  • 7 ist eine Teilschnittansicht der Nockenwelle von 5 in einem zweiten Zustand.
  • GENAUE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist rein beispielhafter Natur und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Es versteht sich, dass in allen Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
  • Nun mit Bezug auf 1 ist eine beispielhafte Motoranordnung 10 schematisch veranschaulicht. Die Motoranordnung 10 kann einen Motor 12 umfassen, der mehrere Zylinder 14 mit darin angeordneten Kolben 16 umfasst. Der Motor 12 kann ferner ein Einlassventil 18, ein Auslassventil 20 und Einlass- und Auslassventilhubmechanismen 22, 24 für jeden Zylinder 14 sowie eine Nockenwelle 26 und einen Nockenphasensteller 28 umfassen.
  • Der Einlassventilhubmechanismus 22 kann eine Stößelstange 30 und einen Kipphebelarm 32 umfassen. Der Auslassventilhubmechanismus 24 kann zusätzlich eine Stößelstange 30 und einen Kipphebelarm 32 umfassen. Die Nockenwelle 26 kann durch eine Motorstruktur, wie etwa einen Motorblock, abgestützt sein. Die Stößelstangen 30 können mit der No ckenwelle 26 in Eingriff stehen, um die Kipphebelarme 32 zu betätigen, und können die Einlass- und Auslassventile 18, 20 selektiv öffnen. Obwohl die Motoranordnung 10 als ein Stößelstangenmotor veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung auch auf eine Vielzahl weiterer Motorkonfigurationen angewendet werden kann, wie etwa Motoren mit oben liegender Nocke, bei denen die Nockenwelle 26 durch einen Zylinderkopf abgestützt ist.
  • Mit Bezug auf 2 kann die Nockenwelle 26 erste und zweite Wellen 34, 36, einen ersten Satz Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, einen zweiten Satz Nockenelemente 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, Lagerzapfen 62, 64, 66, 68, 70 und Mitnehmerstifte 72 umfassen. Bei dem vorliegenden Beispiel kann der erste Satz Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 einen Einlassnockensatz bilden und der zweite Satz Nockenelemente 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 kann einen Auslassnockensatz bilden. Es versteht sich jedoch, dass alternative Anordnungen bereitgestellt werden können, bei denen der erste Satz Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 einen Auslassnockensatz bilden kann und der zweite Satz Nockenelemente 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 einen Einlassnockensatz bilden kann.
  • Die zweite Welle 36 kann innerhalb der ersten Welle 34 drehbar angeordnet sein. Die erste Welle 34 kann dort hindurch verlaufende Schlitze (nicht gezeigt) umfassen und die zweite Welle 36 kann Öffnungen 74 umfassen, welche darin die Mitnehmerstifte 72 aufnehmen und den zweiten Satz Nockenelemente 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 zur Drehung mit der zweiten Welle 36 koppeln. Die Schlitze in der ersten Welle 34 können allgemein einen Drehweg der Stifte 72 darin ermöglichen.
  • Der erste Satz Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und die Lagerzapfen 62, 64, 66, 68, 70 können zur Drehung mit der ersten Welle 34 befestigt sein. Der Eingriff zwischen dem ersten Satz Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und der ersten Welle 34 und der Eingriff zwischen den Lagerzapfen 62, 64, 66, 68, 70 und der ersten Welle 34 kann einen Reibungspassungseingriff umfassen. Der zweite Satz Nockenelemente 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 kann zwischen benachbarten Nockenelementen des ersten Satzes Nockenelemente 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 angeordnet sein.
  • Die Struktur der ersten Welle 34 bei jedem Nockenelement 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und bei jedem Lagerzapfen 62, 64, 66, 68, 70 kann im Allgemeinen ähnlich sein. Daher werden die Struktur der ersten Welle 34 bei dem Nockenelement 38 und bei dem Lagerzapfen 62, die Struktur des Nockenelements 38 und des Lagerzapfens 62, der Eingriff zwischen dem Nockenelement 38 und der ersten Welle 34 und der Eingriff zwischen dem Lagerzapfen 62 und der ersten Welle 34 mit dem Verständnis beschrieben, dass die Beschreibung gleichermaßen auf die Nockenelemente 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52 und die Lagerzapfen 64, 66, 68, 70 zutrifft. Die Struktur der ersten Welle 34 bei jedem Nockenelement 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 kann ebenfalls im Allgemeinen ähnlich sein. Daher werden die Struktur der ersten Welle 34 bei dem Nockenelement 54, die Struktur des Nockenelements 54 und der Eingriff zwischen dem Nockenelement 54 und der ersten Welle 34 mit dem Verständnis beschrieben, dass die Beschreibung gleichermaßen auf die Nockenelemente 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 zutrifft.
  • Mit zusätzlichem Bezug auf 3 ist die Nockenwelle 26 in ihrem anfänglichen Zustand schematisch veranschaulicht, bevor das Nockenelement 38 und der Lagerzapfen 62 zur Drehung mit der ersten Welle 34 befestigt sind. Die erste Welle 34 kann eine ringförmige Wand 76 umfassen, die eine Bohrung 78 definiert. Die ringförmige Wand 76 kann erste, zweite und dritte Abschnitte 80, 82, 84 umfassen. Der erste Abschnitt 80 kann axial auf das Nockenelement 38 ausgerichtet sein, der zweite Abschnitt 82 kann axial auf das Nockenelement 54 ausgerichtet sein und der dritte Abschnitt 84 kann axial auf den Lagerzapfen 62 ausgerichtet sein.
  • Der erste Abschnitt 80 kann eine erste radiale Innenfläche 86 und eine erste radiale Außenfläche 88 aufweisen. Der zweite Abschnitt 82 kann eine zweite radiale Innenfläche 90 und eine zweite radiale Außenfläche 92 aufweisen. Der dritte Abschnitt 84 kann eine dritte radiale Innenfläche 94 und eine dritte radiale Außenfläche 96 aufweisen. Im Anfangszustand können die erste und die dritte radiale Innenfläche 86, 94 relativ zu der zweiten radialen Innenfläche 90 radial versetzt sein.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel kann die zweite radiale Innenfläche 90 relativ zu der ersten und der dritten radialen Innenfläche 86, 94 radial nach außen versetzt sein. Das radiale Außenausmaß der ersten, zweiten und dritten radialen Außenfläche 88, 92, 96 kann zueinander allgemein gleich sein. Das Nockenelement 38 kann eine Bohrung 98 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der ersten radialen Außenfläche 88 ist. Das Nockenelement 54 kann eine Bohrung 100 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der zweiten radialen Außenfläche 92 ist. Der Lagerzapfen 62 kann eine Bohrung 102 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der dritten radialen Außenfläche 96 ist.
  • Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 80 einen anfänglichen Innendurchmesser (D1ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D1oi) aufweisen, die eine erste Wandstärke (T1) für den ersten Abschnitt 80 definieren. Der zweite Abschnitt 82 kann einen anfänglichen Innendurchmesser (D2ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D2oi) aufweisen, die eine zweite Wandstärke (T2) für den zweiten Abschnitt 82 definieren. Der dritte Abschnitt 84 kann einen anfänglichen Innendurchmesser (D3ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D3oi) aufweisen, die eine dritte Wandstärke (T3) für den dritten Abschnitt 84 definieren. Die erste Wandstärke (T1) und die dritte Wandstärke (T3) können größer als die zweite Wandstärke (T2) sein. Die Bohrung 98 des Nockenelements 38 kann einen ersten Durchmesser (D1) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D1oi) des ersten Abschnitts 80 ist, wodurch eine erste Ausnehmung (C1) zwischen der ersten Welle 34 und dem Nockenelement 38 gebildet wird. Die Bohrung 100 des Nockenelements 54 kann einen zweiten Durchmesser (D2) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D2oi) des zweiten Abschnitts 82 ist, wodurch eine zweite Ausnehmung (C2) zwischen der ersten Welle 34 und dem Nockenelement 54 gebildet wird. Die Bohrung 102 des Lagerzapfens 62 kann einen dritten Durchmesser (D3) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D3oi) des dritten Abschnitts 84 ist, wodurch eine dritte Ausnehmung (C3) zwischen der ersten Welle 34 und dem Lagerzapfen 62 gebildet wird.
  • 3 veranschaulicht zusätzlich ein Werkzeug 104, das die erste Welle 34 verformt. Das Werkzeug 104 kann eine Welle 106 und ein Verformungselement 108 umfassen. Das Verformungselement 108 kann ein radiales Außenausmaß aufweisen, das größer als ein anfängliches radiales Außenausmaß der ersten und der dritten radialen Innenfläche 86, 94 und das kleiner als das radiale Außenausmaß der dritten radialen Innenfläche 90 ist. Bei dem vorliegenden Beispiel kann das Verformungselement 108 ein kugelförmiges Element sein, das einen Durchmesser (D4) aufweist, der größer als der erste und der dritte anfängliche Innendurchmesser (D1ii, D3ii) ist, und der kleiner als der zweite anfängliche Innendurchmesser (D2ii) ist.
  • Beim Zusammenbau der Nockenwelle 26 kann das Nockenelement 54 an dem zweiten Abschnitt 82 der ersten Welle 34 angeordnet werden, das Nockenelement 38 kann an dem ersten Abschnitt 80 der ersten Welle 34 angeordnet werden und der Lagerzapfen 64 kann an dem dritten Abschnitt 84 der ersten Welle 34 angeordnet werden. Das Verformungselement 108 des Werkzeugs 104 kann durch die Bohrung 78 der ersten Welle 34 hindurchgedrückt werden, um einen Reibungseingriff (oder eine Presspassung) zwischen dem Nockenelement 38 und der ersten Welle 34 und zwischen dem Lagerzapfen 62 und der ersten Welle 34 zu schaffen. Insbesondere kann das Verschieben des Verformungselements 108 durch die Bohrung 78 hindurch die erste Ausnehmung (C1) und die dritte Ausnehmung (C3) allgemein beseitigen, während die zweite Ausnehmung (C2) aufgrund der Beziehung zwischen dem Durchmesser (D4) des Werkzeugs 104 und dem ersten, zweiten und dritten anfänglichen Innendurchmesser (D1ii, D2ii, D3ii) beibehalten wird.
  • Mit zusätzlichem Bezug auf 4 ist die Nockenwelle 26 schematisch in einem Endzustand veranschaulicht, bei dem das Nockenelement 38 und der Lagezapfen 64 zur Drehung mit der ersten Welle 34 befestigt sind. In dem Endzustand kann die erste radiale Außenfläche 88 der ersten Welle 34 und die dritte radiale Außenfläche 96 der ersten Welle 34 jeweils ein radiales Außenausmaß aufweisen, das größer als ein radiales Außenausmaß der zweiten radialen Außenfläche 92 der ersten Welle 34 ist. Das radiale Außenausmaß der ersten radialen Außenfläche 88 kann allgemein dem radialen Außenausmaß der Bohrung 98 des Nockenelements 38 ähneln und das radiale Außenausmaß der dritten radialen Außenfläche 96 kann allgemein dem radialen Außenausmaß der Bohrung 102 des Lagerzapfens 62 ähneln. Daher kann das Nockenelement 38 mit dem ersten Abschnitt 80 der ersten Welle 34 in Reibungseingriff stehen und der Lagerzapfen 62 kann mit dem dritten Abschnitt 84 der ersten Welle 34 in Reibungseingriff stehen.
  • Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 80 einen endgültigen Innendurchmesser (D1if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D1of) aufweisen, der zweite Abschnitt 82 kann einen endgültigen Innendurchmesser (D2if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D2of) aufweisen und der dritte Abschnitt 84 kann einen endgültigen Innendurchmesser (D3if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D3of) aufweisen. Die Bohrung 98 des Nockenelements 38 kann einen ersten Durchmesser (D1) aufweisen, der in etwa gleich dem endgültigen Außendurchmesser (D1of) des ersten Abschnitts 80 ist, wodurch das Nockenelement 38 zur Drehung mit der ersten Welle 34 durch Reibung verriegelt ist. Die Bohrung 100 des Nockenelements 54 kann einen zweiten Durchmesser (D2) aufweisen, der größer als der endgültige Außendurchmesser (D2of) des zweiten Abschnitts 82 ist. Der endgültige Außendurchmesser (D2of) des zweiten Abschnitts 82 kann in etwa gleich dem anfänglichen Außendurchmesser (D2oi) des zweiten Abschnitts 82 sein, wodurch die zweite Ausnehmung (C2) zwischen der ersten Welle 34 und dem Nockenelement 54 beibehalten wird. Die Bohrung 102 des Lagerzapfens 62 kann einen dritten Durchmesser (D3) aufweisen, der in etwa gleich dem endgültigen Außendurchmesser (D3of) des dritten Abschnitts 84 ist, wodurch der Lagerzapfen 62 zur Drehung mit der ersten Welle 34 durch Reibung verriegelt ist. Der endgültige Innendurchmesser (D1if) des ersten Abschnitts und der endgül tige Innendurchmesser (D3if) des dritten Abschnitts können allgemein gleich dem Durchmesser des Verformungselements 108 sein.
  • Mit Bezug nun auf 5–7 ist eine alternative Nockenwelle 226 gezeigt. Die Nockenwelle 226 kann in eine Motoranordnung eingebaut sein, die der Motoranordnung 10 ähnelt, und kann ähnlich wie die Nockenwelle 26 funktionieren. Die Nockenwelle 226 kann erste und zweite Wellen 234, 236, einen ersten Satz Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252, einen zweiten Satz Nockenelemente 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261, Lagerzapfen 262, 264, 266, 268, 270 und Mitnehmerstifte 272 umfassen. Bei dem vorliegenden Beispiel kann der erste Satz Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 einen Einlassnockensatz bilden und der zweite Satz Nockenelemente 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 kann einen Auslassnockensatz bilden. Es versteht sich jedoch, dass alternative Anordnungen bereitgestellt werden können, bei denen der erste Satz Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 einen Auslassnockensatz bilden kann und der zweite Satz Nockenelemente 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 einen Einlassnockensatz bilden kann.
  • Die zweite Welle 236 kann innerhalb der ersten Welle 234 drehbar angeordnet sein. Die erste Welle 234 kann dort hindurch verlaufende Schlitze (nicht gezeigt) umfassen und die zweite Welle 236 kann Öffnungen 274 umfassen, die darin die Mitnehmerstifte 272 aufnehmen und den zweiten Satz Nockenelemente 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 zur Drehung mit der zweiten Welle 236 koppeln. Die Schlitze in der ersten Welle 234 können allgemein einen Drehweg der Stifte 272 darin ermöglichen.
  • Der erste Satz Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 und die Lagerzapfen 262, 264, 266, 268, 270 können zur Drehung mit der ersten Welle 234 befestigt sein. Der Eingriff zwischen dem ersten Satz Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 und der ersten Welle 234 und der Eingriff zwischen den Lagerzapfen 262, 264, 266, 268, 270 und der ersten Welle 234 kann einen Reibungspassungseingriff umfassen. Der zweite Satz Nockenelemente 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 kann zwischen benachbarten Nockenelementen des ersten Satzes Nockenelemente 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 angeordnet sein.
  • Die Struktur der ersten Welle 234 bei jedem Nockenelement 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 und bei jedem Lagerzapfen 262, 264, 266, 268, 270 kann im Allgemeinen ähnlich sein. Daher werden die Struktur der ersten Welle 234 bei dem Nockenelement 238 und bei dem Lagerzapfen 262, die Struktur des Nockenelements 238 und des Lagerzapfens 262, der Eingriff zwischen dem Nockenelement 238 und der ersten Welle 234 und der Eingriff zwischen dem Lagerzapfen 262 und der ersten Welle 234 mit dem Verständnis beschrieben, dass die Beschreibung gleichermaßen auf die Nockenelemente 240, 242, 244, 246, 248, 250, 252 und die Lagerzapfen 264, 266, 268, 270 zutrifft. Die Struktur der ersten Welle 234 bei jedem Nockenelement 254, 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 kann ebenfalls im Allgemeinen ähnlich sein. Daher werden die Struktur der ersten Welle 234 bei dem Nockenelement 254, die Struktur des Nockenelements 254 und der Eingriff zwischen dem Nockenelement 254 und der ersten Welle 234 mit dem Verständnis beschrieben, dass die Beschreibung gleichermaßen auf die Nockenelemente 255, 256, 257, 258, 259, 260, 261 zutrifft.
  • Mit Bezug auf 6 ist die Nockenwelle 226 in einem Anfangszustand gezeigt, bevor der erste Satz Nockenelemente 238 und die Lagerzapfen 262 zur Drehung mit der ersten Welle 234 befestigt sind. Die erste Welle 234 kann eine ringförmige Wand 276 umfassen, die eine Bohrung 278 defi niert. Die ringförmige Wand 276 kann erste, zweite und dritte Abschnitte 280, 282, 284 umfassen. Der erste Abschnitt 280 kann auf das Nockenelement 238 axial ausgerichtet sein, der zweite Abschnitt 282 kann auf das Nockenelement 254 axial ausgerichtet sein und der dritte Abschnitt 284 kann auf den Lagerzapfen 262 axial ausgerichtet sein.
  • Der erste Abschnitt 280 kann eine erste radiale Innenfläche 286 und eine erste radiale Außenfläche 288 aufweisen. Der zweite Abschnitt 282 kann eine zweite radiale Innenfläche 290 und eine zweite radiale Außenfläche 292 aufweisen. Der dritte Abschnitt 284 kann eine dritte radiale Innenfläche 294 und eine dritte radiale Außenfläche 296 aufweisen. Im Anfangszustand können die erste und die dritte radiale Innenfläche 286, 294 relativ zu der zweiten radialen Innenfläche 290 radial versetzt sein.
  • Bei dem vorliegenden Beispiel kann die zweite radiale Innenfläche 290 relativ zu der ersten und der dritten radialen Innenfläche 286, 294 radial nach innen versetzt sein. Das radiale Außenausmaß der ersten, zweiten und dritten radialen Außenfläche 288, 292, 296 kann im Allgemeinen gleich sein. Das Nockenelement 238 kann eine Bohrung 298 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der ersten radialen Außenfläche 288 ist. Das Nockenelement 254 kann eine Bohrung 300 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der zweiten radialen Außenfläche 292 ist. Der Lagerzapfen 262 kann eine Bohrung 302 aufweisen, die ein radiales Außenausmaß aufweist, das größer als das anfängliche radiale Außenausmaß der dritten radialen Außenfläche 296 ist.
  • Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 280 einen anfänglichen Innendurchmesser (D11ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D11oi) aufweisen, die eine erste Wandstärke (T11) für den ersten Abschnitt 280 definieren. Der zweite Abschnitt 282 kann einen anfänglichen Innendurchmesser (D22ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D22oi) aufweisen, die eine zweite Wandstärke (T22) für den zweiten Abschnitt 282 definieren. Der dritte Abschnitt 284 kann einen anfänglichen Innendurchmesser (D33ii) und einen anfänglichen Außendurchmesser (D33oi) aufweisen, die eine dritte Wandstärke (T33) für den dritten Abschnitt 284 definieren. Die erste Wandstärke (T11) und die dritte Wandstärke (T33) können kleiner als die zweite Wandstärke (T22) sein. Die Bohrung 298 des Nockenelements 238 kann einen ersten Durchmesser (D11) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D11oi) des ersten Abschnitts 280 ist, wodurch eine erste Ausnehmung (C11) zwischen der ersten Welle 234 und dem Nockenelement 238 gebildet wird. Die Bohrung 300 des Nockenelements 254 kann einen zweiten Durchmesser (D22) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D22oi) des zweiten Abschnitts 282 ist, wodurch eine zweite Ausnehmung (C22) zwischen der ersten Welle 234 und dem Nockenelement 254 gebildet wird. Die Bohrung 302 des Lagerzapfens 262 kann einen dritten Durchmesser (D33) aufweisen, der größer als der anfängliche Außendurchmesser (D33oi) des dritten Abschnitts 284 ist, wodurch eine dritte Ausnehmung (C33) zwischen der ersten Welle 234 und dem Lagerzapfen 262 gebildet wird.
  • Beim Zusammenbau der Nockenwelle 226 kann das Nockenelement 254 an dem zweiten Abschnitt 282 der ersten Welle 234 angeordnet werden, das Nockenelement 238 kann an dem ersten Abschnitt 280 der ersten Welle 234 angeordnet werden und der Lagerzapfen 264 kann an dem dritten Abschnitt 284 der ersten Welle 234 angeordnet werden. In der Bohrung 278 der ersten Welle 234 kann ein druckbeaufschlagtes Fluid bereitgestellt werden, um einen Reibungseingriff (oder eine Presspassung) zwischen dem Nockenelement 238 und der ersten Welle 234 und zwischen dem Lagerzapfen 262 und der ersten Welle 234 zu schaffen. Insbesondere kann das druckbeaufschlagte Fluid in der Bohrung 278 allgemein die erste Ausnehmung (C1) und die dritte Ausnehmung (C3) beseitigen, während die zweite Ausnehmung (C2) aufgrund der größeren Wandstärke (T22) des zweiten Abschnitts 282 der ersten Welle 234 beibehalten wird.
  • Mit Bezug auf 7 ist die Nockenwelle 226 in einem Endzustand gezeigt, bei dem der erste Satz Nockenelemente 238 und die Lagerzapfen 262 zur Drehung mit der ersten Welle 234 befestigt sind. In dem Endzustand kann die erste radiale Außenfläche 288 der ersten Welle 234 und die dritte radiale Außenfläche 296 der ersten Welle 234 jeweils ein radiales Außenausmaß aufweisen, das größer als ein radiales Außenausmaß der zweiten radialen Außenfläche 292 der ersten Welle 234 ist. Das radiale Außenausmaß der ersten radialen Außenfläche 288 kann allgemein dem radialen Außenausmaß der Bohrung 298 des Nockenelements 238 ähneln und das radiale Außenausmaß der dritten radialen Außenfläche 296 kann allgemein dem radialen Außenausmaß der Bohrung 302 des Lagerzapfens 262 ähneln. Daher kann das Nockenelement 238 mit dem ersten Abschnitt 280 der ersten Welle 234 in Reibungseingriff stehen und der Lagerzapfen 262 kann mit dem dritten Abschnitt 284 der ersten Welle 234 in Reibungseingriff stehen.
  • Zum Beispiel kann der erste Abschnitt 280 einen endgültigen Innendurchmesser (D11if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D11of) aufweisen, der zweite Abschnitt 282 kann einen endgültigen Innendurchmesser (D22if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D22of) aufweisen und der dritte Abschnitt 284 kann einen endgültigen Innendurchmesser (D33if) und einen endgültigen Außendurchmesser (D33of) aufweisen. Die Bohrung 298 des Nockenelements 238 kann einen ersten Durchmesser (D11) aufweisen, der in etwa gleich dem endgültigen Außendurchmes ser (D11of) des ersten Abschnitts 280 ist, wodurch das Nockenelement 238 zur Drehung mit der ersten Welle 234 durch Reibung verriegelt ist. Die Bohrung 300 des Nockenelements 254 kann einen zweiten Durchmesser (D22) aufweisen, der größer als der endgültige Außendurchmesser (D22of) des zweiten Abschnitts 282 ist. Der endgültige Außendurchmesser (D22of) des zweiten Abschnitts 282 kann in etwa gleich dem anfänglichen Außendurchmesser (D22oi) des zweiten Abschnitts 282 sein, wodurch die zweite Ausnehmung (C22) zwischen der ersten Welle 234 und dem Nockenelement 254 beibehalten wird. Die Bohrung 302 des Lagerzapfens 262 kann einen dritten Durchmesser (D33) aufweisen, der in etwa gleich dem endgültigen Außendurchmesser (D33of) des dritten Abschnitts 284 ist, wodurch der Lagerzapfen 262 zur Drehung mit der ersten Welle 234 durch Reibung verriegelt ist. Der endgültige Innendurchmesser (D11if) des ersten Abschnitts 280 und der endgültige Innendurchmesser (D33if) des dritten Abschnitts 284 können aufgrund der Verformung, die durch das druckbeaufschlagte Fluid verursacht wird, größer als der anfängliche Innendurchmesser (D11ii) des ersten Abschnitts 280 und der anfängliche Innendurchmesser (D33ii) des dritten Abschnitts 284 sein.

Claims (20)

  1. Nockenwelle, die umfasst: eine erste Welle, die eine ringförmige Wand umfasst, die eine erste Bohrung definiert, wobei die Wand einen ersten Abschnitt mit einer ersten radialen Außenfläche und einen zweiten Abschnitt mit einer zweiten radialen Außenfläche, die relativ zu der ersten radialen Außenfläche radial versetzt ist, umfasst; ein erstes Nockenelement, das eine zweite Bohrung definiert, in welcher der erste Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist, und das mit der ersten Welle zur Drehung mit der ersten Welle in Reibungseingriff steht; und ein zweites Nockenelement, das eine dritte Bohrung definiert, in welcher der zweite Abschnitt der ersten Welle angeordnet ist, wobei das zweite Nockenelement an dem zweiten Abschnitt der ersten Welle drehbar angeordnet ist.
  2. Nockenwelle nach Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt der ersten Welle eine Wandstärke aufweist, die größer als eine Wandstärke des zweiten Abschnitts der ersten Welle ist.
  3. Nockenwelle nach Anspruch 1, wobei der zweite Abschnitt der ersten Welle eine Wandstärke aufweist, die größer als eine Wandstärke des ersten Abschnitts der ersten Welle ist.
  4. Nockenwelle nach Anspruch 1, wobei die erste radiale Außenfläche des ersten Abschnitts relativ zu der zweiten radialen Außenfläche des zweiten Abschnitts radial nach außen versetzt ist.
  5. Nockenwelle nach Anspruch 1, wobei eine erste radiale Innenfläche des ersten Abschnitts relativ zu einer zweiten radialen Innenfläche des zweiten Abschnitts radial nach innen versetzt ist.
  6. Nockenwelle nach Anspruch 1, wobei eine erste radiale Innenfläche des ersten Abschnitts relativ zu einer zweiten radialen Innenfläche des zweiten Abschnitts radial nach außen versetzt ist.
  7. Nockenwelle nach Anspruch 1, die ferner eine zweite Welle umfasst, die in der ersten Bohrung drehbar angeordnet ist, wobei das zweite Nockenelement zur Drehung mit der zweiten Welle befestigt ist.
  8. Verfahren, das umfasst, dass: ein erstes Nockenelement einer Nockenwelle an einer ersten Welle angeordnet wird, wobei die erste Welle eine ringförmige Wand umfasst, die eine erste Bohrung definiert, die ringförmige Wand einen ersten Abschnitt, der erste radiale Innen- und Außenflächen aufweist, und einen zweiten Abschnitt umfasst, der zweite radiale Innen- und Außenflächen aufweist, wobei das Anordnen umfasst, dass der erste Abschnitt der ersten Welle in einer zweiten Bohrung des ersten Nockenelements angeordnet wird; ein zweites Nockenelement an der ersten Welle angeordnet wird, was umfasst, dass der zweite Abschnitt der ersten Welle in einer dritten Bohrung des zweiten Nockenelements angeordnet wird; und aus dem Inneren der ersten Bohrung heraus eine nach außen gerichtete Radialkraft aufgebracht wird, welche die erste radiale Innenfläche relativ zu der zweiten radialen Innenfläche radial nach außen versetzt und die erste radiale Außenfläche relativ zu der zweiten radialen Außenfläche radial nach außen versetzt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Aufbringen einen Reibungseingriff zwischen dem ersten Abschnitt und dem ersten Nockenelement erzeugt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die erste radiale Innenfläche vor dem Aufbringen relativ zu der zweiten radialen Innenfläche radial nach innen versetzt ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Aufbringen umfasst, dass mit einem Werkzeug in die erste radiale Innenfläche der ersten Welle eingegriffen wird und der erste Abschnitt radial nach außen verformt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Werkzeug während des Aufbringens von der zweiten radialen Innenfläche radial nach innen beabstandet ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Abschnitt des Werkzeugs, der mit der ersten radialen Innenfläche der ersten Welle in Eingriff tritt, einen ersten Durchmesser umfasst, der größer als ein Innendurchmesser der ersten Bohrung an dem ersten Abschnitt und kleiner als ein Innendurchmesser der ersten Bohrung an dem zweiten Abschnitt ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der erste Abschnitt eine erste Wandstärke aufweist, die größer als eine zweite Wandstärke des zweiten Abschnitts ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der erste Abschnitt eine erste Wandstärke aufweist, die kleiner als eine zweite Wandstärke des zweiten Abschnitts ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Aufbringen umfasst, dass ein druckbeaufschlagtes Fluid in der ersten Bohrung der ersten Welle bereitgestellt wird, wobei das druckbeaufschlagte Fluid den ersten Abschnitt der ersten Welle radial nach außen in einen Reibungseingriff mit dem ersten Nockenelement drückt.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das druckbeaufschlagte Fluid auf eine radiale Innenfläche des ersten Abschnitts und eine radiale Innenfläche des zweiten Abschnitts gleichzeitig aufgebracht wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der erste Abschnitt um ein größeres Ausmaß radial nach außen versetzt wird als der zweite Abschnitt.
  19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die erste radiale Innenfläche vor dem Schritt des Aufbringens relativ zu der zweiten radialen Innenfläche radial nach außen versetzt ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das zweite Nockenelement nach dem Schritt des Aufbringens an dem zweiten Abschnitt der ersten Welle drehbar ist.
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