DE102011052823A1

DE102011052823A1 - Camshaft, in particular for motor vehicle engines

Info

Publication number: DE102011052823A1
Application number: DE201110052823
Authority: DE
Inventors: Markus Melzer; Bernd Mann; Jürgen Meusel; Michael Kunz
Original assignee: ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Current assignee: Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Priority date: 2011-08-18
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2013-02-21
Also published as: WO2013023924A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren, mit einer ersten Welle und einer zweiten Welle, die eine hohle Außenwelle (1) und eine koaxial in der Außenwelle (1) angeordneten und gegenüber der Außenwelle (1) verdrehbar gelagerte Innenwelle (2) bilden, mit ersten an der Außenwelle (1) drehfest angeordneten Nocken (3a) und mit zweiten Nocken (3b), die drehbar an der Außenwelle (1) angeordnet und an der Innenwelle (2) befestigt sind. 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.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 (1) and a coaxial in the outer shaft (1) and with respect to the outer shaft (1) rotatably mounted inner shaft (2) , with first on the outer shaft (1) rotatably arranged cam (3a) and with second cam (3b), which are rotatably arranged on the outer shaft (1) and fixed to the inner shaft (2). According to the invention, the first shaft and the second shaft are supported against one another in the axial direction (x) by a form-locking formation (5), the first shaft, seen in the axial direction (x), having a first contact surface (6a) on one side of the form-locking formation (5). and on the other side of the form-locking formation (5) has a second contact surface (6b) for rotatably supporting the second shaft on the Formschlussausformung (5). Furthermore, it is provided that the form-fit formation (5) and at least one of the associated contact surfaces (6a) are subdivided such that in a first angular position of the inner shaft (2) relative to the outer shaft (1), the inner shaft (2) into the outer shaft (1 ) is inserted and that in a second angular position, the inner shaft (2) relative to the outer shaft (1) in the axial direction (x) is fixed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren, 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. 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 second Cams which are rotatably mounted on the outer shaft and fixed to the inner shaft. In the context of the invention, depending on the embodiment, 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.

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 Verstelleinrichtungen, die auch als Phaser bezeichnet werden. By an adjustment of the first cam relative to the second cam, a variable control of the valves of an internal combustion engine is possible. Thus, for example, load and speed-dependent the ratio of intake time and exhaust time can be changed, 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, which are also referred to as phaser.

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 beabstandete 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 Abstützungsflächen formstabile Materialien vorgesehen sind, die vorzugsweise auch einen ähnlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen. Eine axiale Abstützung über weiche Dichtungen oder dergleichen ist in der Regel nicht ausreichend. In order to enable a precise positioning of the cams and at the same time a slight adjustability of the inner shaft to the outer shaft, the two shafts must be rotatably supported in a suitable manner to each other. So it is in a generic camshaft with the features described above according to the DE 39 43 426 C1 known to provide at the ends of the nested shaft elements bearing sleeves, which cause not only a radial bearing but also an axial fixation. This results in the disadvantage that the axial bearing is provided by separate, widely spaced elements, which is why in addition to an increased production costs and the increased risk of malfunction. For a precise axial bearing, it is also advantageous if dimensionally stable materials are provided on the support surfaces, which preferably also have a similar coefficient of thermal expansion. Axial support via soft seals or the like is usually not sufficient.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verstellbare Nockenwelle mit einer Innenwelle und einer Außenwelle anzugeben, bei der auf einfache Weise eine präzise und zuverlässige Lagerung in axialer Richtung verwirklicht ist. Against this background, 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.

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 Formschlussausformung kann je nach Ausgestaltung zur gleitenden sowie zur rollenden Lagerung nach Art eines Wälzlagers vorgesehen sein, wobei dann zweckmäßigerweise mehrere voneinander separate Formschlussausformungen vorgesehen sind.Starting from a camshaft with the features described above, 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 Formschlussausformung a second contact surface for rotatably supporting the second shaft on the Formschlussausformung and that the Formschlussausformung 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. In the context of the invention 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. Depending on the embodiment, the form-fit formation can be provided for sliding and rolling support in the manner of a roller bearing, with a plurality of mutually separate positive-locking formations then being expediently provided.

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. According to the invention, the form-fit formation and at least one of the associated contact surfaces, namely the contact surface closer to the shaft end, 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.

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. Thus, for example, it is possible to provide 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.

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. In principle, it is sufficient if 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.

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. In addition, however, two or more teeth are possible, with a uniform distribution over the circumference is preferred. This results in a connection in the manner of a bayonet closure, wherein a locking is realized via a tongue and groove connection.

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, beispielsweise mit einem Stift, einer Schraube oder dergleichen, mit der Innenwelle verbunden werden. 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 in this supported position, the second cam in a conventional manner, for example, with a pin, a screw or the like, are connected to the inner shaft.

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. In the context of the invention, it is advantageous if 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. In addition to a fine grinding in addition or alternatively, a hardening, a coating or the like into consideration.

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. According to a further embodiment of the invention, 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. In particular, it can be provided that the form-fit formation is supported on a part which is also a functional element of the camshaft.

Wenn die Formschlussausformung als radialer Vorsprung der Innenwelle ausgebildet ist, kann diese Formschlussausformung entweder an einem rohroder stabförmigen Innenwellengrundkörper oder an einem mit dem Innenwellengrundkörper 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, beispielsweise 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 Innenwellengrundkörpers möglich ist. If the form-locking formation is formed as a radial projection of the inner shaft, this form-fitting formation can be formed either on a raw-rooted 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. In addition, the Formschlussausformung can also be produced by a machining operation, such as a rotation. If, in accordance with the further alternative described, 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.

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-Gleitlager bilden.In the context of the invention may also be provided against each other in the field of form-locking molding a radial support of the waves. Thus, the form-fitting formation can rest on its radial end surface on an associated surface of the second shaft and thus form a radial slide bearing.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in the following with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. Show it:

1a einen Längsschnitt durch das Ende einer erfindungsgemäßen verstellbaren Nockenwelle, 1a a longitudinal section through the end of an adjustable camshaft according to the invention,

1b eine Detailansicht der in 1a dargestellten Außenwelle in einer Perspektive, 1b a detailed view of in 1a represented external wave in a perspective,

1c eine Detailansicht der in 1a dargestellten Innenwelle in einer Perspektive, 1c a detailed view of in 1a represented inner shaft in a perspective,

1d die Nockenwelle gemäß der 1a in einer perspektivischen Ansicht, 1d the camshaft according to 1a in a perspective view,

2a bis 2c eine alternative Ausgestaltung der Nockenwelle in einer Darstellung gemäß der 1a bis 1c, 2a to 2c an alternative embodiment of the camshaft in a representation according to the 1a to 1c .

3 eine Variante der in 2a dargestellten Nockenwelle in einem Längsschnitt, 3 a variant of in 2a shown camshaft in a longitudinal section,

4a bis 4c eine alternative Ausgestaltung der Nockenwelle in einer Darstellung gemäß den 1a bis 1c, 4a to 4c an alternative embodiment of the camshaft in a representation according to the 1a to 1c .

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 1a 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 1a zeigt ein Ende einer solchen Nockenwelle. 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 one in the hollow outer shaft 1 arranged coaxially and relative to the outer shaft 1 rotatably mounted inner shaft 2 form. From the 1a is recognizable that first cams 3a firmly on the outer shaft 1 are arranged, wherein second cam 3b rotatable on the outer shaft 1 arranged and on the inner shaft 2 with suitable fasteners 4 , in particular bolts, are attached. The 1a shows an end of such a camshaft.

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. The present invention is concerned with the axial bearing of the outer shaft 1 and the inner shaft rotatably mounted therein 2 , When axial bearing is to be considered that between the inner shaft 2 and the outside wave 1 in the axial direction no play should be present, but also a sliding, jam-free storage should be achieved.

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 Formschlussausformung 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. For this purpose, according to the present invention, a positive fixing and mounting in the axial direction x is provided. Generally, the first shaft and the second shaft are in the axial direction x by a form-fitting formation 5 supported against each other, wherein the first shaft in the axial direction on one side of the form-locking formation 5 a first contact surface 6a and on the other side of the positive locking formation 5 a second contact surface 6b for rotatably supporting the second shaft via the form-fitting formation 5 having.

Ausgehend von diesem erfindungsgemäßen Grundprinzip zeigt die Ausgestaltung gemäß den 1a 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. Based on this inventive principle, the embodiment according to the 1a to 1d a camshaft, wherein the outer shaft of a tubular body 8th as well as a permanently connected functional element 9 is formed in the form of a gear for driving the camshaft. The functional element 9 can be fixed with the usual measures, such as welding, friction welding, soldering, gluing, shrinking, screws, the generation of a transverse / longitudinal association, the generation of a positive connection or a combination of the aforementioned measures. Depending on the type of mounting different materials are suitable, but must withstand the existing at the camshaft supplies and the temperatures in an internal combustion engine.

In ähnlicher Weise ist die Innenwelle 2 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Innenwellengrundkörper und einem damit fest verbundenen Innenwellenendstück 11 gebildet.Similarly, the inner shaft 2 in the illustrated embodiment of an inner shaft main body and a thus firmly connected inner shaft end 11 educated.

Gemäß der in den 1a bis 1d 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. According to the in the 1a to 1d illustrated embodiment is provided that the form-locking formation 5 as well as the second contact surface 6b are subdivided such that in a first angular position of the inner shaft 2 opposite the outer shaft 1 the inner shaft 2 in the outer shaft 1 is inserted and that in a second angular position, the inner shaft 2 opposite the outer shaft 1 is fixed in the axial direction x.

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. For this purpose, the points on the functional element 9 arranged Formschlussausformung 5 a tooth 14 on, during assembly through a free space 15 the inner shaft 2 can be performed. If then the tooth 14 as form-locking shaping 5 at the first contact surface 6a strikes, the inner shaft 2 and the outside wave 1 twisted against each other, so that then the tooth 14 next to the open space 15 also on the second contact surface 6b supported. It is thus achieved a fixation in the manner of a bayonet closure.

Weitere Varianten dieses Grundprinzips sind in den 2a bis 2c, 3 und 4a bis 4c dargestellt. Other variants of this basic principle are in the 2a to 2c . 3 and 4a to 4c shown.

Gemäß den 1b und 1c 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 1a an dem Funktionselement 9 der Außenwelle 1 angeordnete Formschlussausformung 5 zwischen den Kontaktflächen 6a, 6b des Innenwellenendstücks 11 axial geführt. Im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass die Bearbeitung des Innenwellenendstücks 11 sowie des Funktionselementes 9 als separate Teile einfacher möglich ist als Bearbeitung der gesamten Innenwelle 2 oder Außenwelle 1 bzw. des Innenwellengrundkörpers 7 bzw. des Grundkörpers 8 der Außenwelle 1.According to the 1b and 1c the positive locking formations run 5 and a groove with the two contact surfaces 6a . 6b about in about half the circumference. The inner shaft 2 and the outside wave 1 can be twisted against each other so that the inner shaft 2 in the outer shaft 1 can be pushed. When the inner shaft 2 then against the outside wave 1 is rotated, which is in the embodiment of 1a on the functional element 9 the outer shaft 1 arranged Formschlussausformung 5 between the contact surfaces 6a . 6b of the inner shaft end piece 11 axially guided. In the context of the described embodiment, there is the advantage that the machining of the inner shaft end 11 and the functional element 9 as separate parts is easier than machining the entire inner shaft 2 or outer shaft 1 or the inner shaft main body 7 or of the basic body 8th the outer shaft 1 ,

Die 2a bis 2c zeigen in einer Darstellung gemäß den 1a bis 1c 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.The 2a to 2c show in a representation according to the 1a to 1c an embodiment in which a segmentation of the form-locking formation 5 with two teeth 14 is provided. Corresponding to the inner shaft 2 two assigned free spaces 15 intended. Otherwise, the above-described operation results.

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.Optionally, a radial bearing on the radially inwardly facing surface of the teeth 14 and the groove between the contact surfaces 6a . 6b respectively. Alternatively, a radial bearing surface can also be seen in the axial direction immediately before or after the teeth 14 be provided.

Die 3 zeigt eine Variante zu der Anordnung gemäß der 2a, wobei das Innenwellenendstück 11 nicht auf dem Außendurchmesser eines Innenwellengrundkörpers 7 sondern an einer Stirnfläche des Innenwellengrundkörpers 7 befestigt ist. The 3 shows a variant of the arrangement according to the 2a , wherein the inner shaft end 11 not on the outer diameter of a Innenwellengrundkörpers 7 but on an end face of the inner shaft main body 7 is attached.

Schließlich zeigen die 4a bis 4c eine Ausgestaltung, bei der eine zwei Zähne 14 aufweisende Formschlussausformung 5 bei ansonsten vergleichbarer Funktionsweise unmittelbar von einer Durchmessererweiterung des Innenwellengrundkörpers 7 gebildet ist. Die zugeordneten Kontaktflächen 6a, 6b sind entsprechend an einem Funktionselement 9 der Außenwelle 1 gebildet, welches auch die Freiräume 15 aufweist. Finally, the show 4a to 4c an embodiment in which a two teeth 14 having positive locking form 5 in otherwise comparable operation directly from a diameter extension of the inner shaft main body 7 is formed. The assigned contact surfaces 6a . 6b are accordingly at one functional element 9 the outer shaft 1 formed, which also the open spaces 15 having.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3943426 C1 [0003] DE 3943426 C1 [0003]

Claims

Nockenwelle, insbesondere für Kraftfahrzeugmotoren, 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, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle und die zweite Welle in axialer Richtung durch eine Formschlussausformung (5) gegeneinander 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. Camshaft, in particular for motor vehicle engines, having a first shaft and a second shaft having a hollow outer shaft ( 1 ) and a coaxial in the outer shaft ( 1 ) and with respect to the outer shaft ( 1 ) rotatably mounted inner shaft ( 2 ), with first on the outer shaft ( 1 ) fixed cams ( 3a ) and with second cams ( 3b ) rotatable on the outer shaft ( 1 ) and on the inner shaft ( 2 ), characterized in that the first shaft and the second shaft in the axial direction by a Formschlussausformung ( 5 ) are supported against each other, wherein the first shaft in the axial direction (x) seen on one side of the form-locking formation ( 5 ) a first contact surface ( 6a ) and on the other side of the form-locking formation ( 5 ) a second contact surface ( 6b ) for rotatably supporting the second shaft via the form-locking formation ( 5 ) and that the form-locking formation ( 5 ) and at least one of the associated contact surfaces ( 6a ) are subdivided such that during assembly in a first angular position of the inner shaft ( 2 ) with respect to the outer shaft ( 1 ) the inner shaft ( 2 ) in the outer shaft ( 1 ) is inserted and that in a second angular position, the inner shaft ( 2 ) with respect to the outer shaft ( 1 ) is fixed in the axial direction (x).

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 Formschlussausformung (5) aufweist, die über den Innendurchmesser des Grundkörpers (8) in radialer Richtung vorsteht. Camshaft according to claim 1, characterized in that the inner shaft ( 2 ) at a camshaft end via a tubular body ( 8th ) of the outer shaft ( 1 ) and there form the Formschlussausformung ( 5 ), which over the inner diameter of the base body ( 8th ) projects in the radial direction.

Nockenwelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formschlussausformung (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. Camshaft according to claim 2, characterized in that the form-locking formation ( 5 ) seen in the axial direction (x) on both sides of contact surfaces ( 6a . 6b ) one fixed to the main body ( 8th ) connected part of the outer shaft ( 1 ) is supported.

Nockenwelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil der Außenwelle (1) ein Funktionselement (9) der Nockenwelle ist.Camshaft according to claim 3, characterized in that the part of the outer shaft ( 1 ) a functional element ( 9 ) of the camshaft is.

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. Camshaft according to claim 3 or 4, characterized in that the part of the outer shaft ( 1 ) by a positive and / or non-positive and / or material connection firmly fixed to the body ( 8th ) is attached.

Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (2) einen rohr- oder stabförmigen Innenwellengrundkörper (7) sowie ein Innenwellenendstück (11) aufweist, wobei die Formschlussausformung (5) oder die Kontaktflächen (6a, 6b) an dem Innenwellenendstück (11) gebildet ist bzw. sind.Camshaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner shaft ( 2 ) a tubular or rod-shaped inner shaft main body ( 7 ) as well as an inner shaft end piece ( 11 ), wherein the form-locking formation ( 5 ) or the contact surfaces ( 6a . 6b ) at the inner shaft end piece ( 11 ) is formed or are.

Nockenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussausformung (5) sich auch in radialer Richtung an der ersten Welle abstützt. Camshaft according to one of claims 1 to 6, characterized in that the form-locking formation ( 5 ) is also supported in the radial direction on the first shaft.

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. Camshaft according to one of claims 1 to 7, characterized in that as a form-locking shaping ( 5 ) at least one tooth extending over only part of the circumference ( 14 ) is provided.

Nockenwelle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussausformung von mehreren Zähnen (14) gebildet ist, die gleichmäßig um den Umfang verteilt sind.Camshaft according to claim 8, characterized in that the form-locking formation of a plurality of teeth ( 14 ) is formed, which are evenly distributed around the circumference.

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 nachfolgend 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. Method for producing a camshaft according to one of claims 1 to 9, wherein the first cams ( 3a ) as well as the second cams ( 3b ) on the outer shaft ( 1 ) are applied, wherein at least the first cam ( 3a ) on the outer shaft ( 1 ) and the second cams ( 3b ) on the outer shaft ( 1 ) are rotatably guided and axially displaceable, wherein subsequently the inner shaft ( 2 ) in a suitable angular position relative to the outer shaft ( 1 ) is inserted into this and wherein by a rotation of the inner shaft ( 2 ) with respect to the outer shaft ( 1 ) in the axial direction a positive support is generated before in this supported position, the second cam ( 3b ) with the inner shaft ( 2 ) get connected.