DE102017202243A1

DE102017202243A1 - Method for producing a camshaft

Info

Publication number: DE102017202243A1
Application number: DE102017202243.4A
Authority: DE
Inventors: Stefan Steichele; Christoph Steinmetz; Mariella Turrek
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-02-13
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle (1), bei dem
- ein aus zwei Axiallagerelementen (2,2') und einem dazwischen angeordneten Distanzelement (3) bestehendes Paket (4) auf eine Fügetemperatur erwärmt und auf ein Nockenwellenrohr (5) der Nockenwelle (1) aufgeschoben wird,
- zumindest ein Axiallagerelement (2,2') gehalten wird und nach dem Abkühlen beide Axiallagerelemente (2,2') über einen thermischen Fügesitz drehfest auf dem Nockenwellenrohr (5) gefügt sind, während das Distanzelement (3) drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen (2,2') auf dem Nockenwellenrohr (5) angeordnet ist,
- eine axiale Breite (b) des Distanzelements (3), ein für das Distanzelement (3) verwendetes Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt werden, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets (4) ein vordefiniertes Axialspiel (a) zwischen dem Axiallagerelement (2,2') und dem Distanzelement (3) ergibt.

The invention relates to a method for producing a camshaft (1), in which
a package (4) consisting of two axial bearing elements (2, 2 ') and a spacing element (3) arranged therebetween is heated to a joining temperature and pushed onto a camshaft tube (5) of the camshaft (1),
- At least one axial bearing element (2,2 ') is held and after cooling both Axiallagerelemente (2,2') via a thermal joint seat rotatably on the camshaft tube (5) are joined, while the spacer element (3) rotatably between the two Axiallagerelementen ( 2,2 ') is arranged on the camshaft tube (5),
- An axial width (b) of the spacer element (3), a material used for the spacer element (3) and / or the joining temperature are selected such that after cooling of the package (4) has a predefined axial play (a) between the thrust bearing element (2,2 ') and the spacer element (3) results.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle. Die Erfindung betrifft außerdem eine nach diesem Verfahren hergestellte Nockenwelle.The present invention relates to a method of manufacturing a camshaft. The invention also relates to a camshaft produced by this method.

Um insbesondere eine leichte Verstellbarkeit einer verstellbaren Nockenwelle gewährleisten und damit einen langfristig zuverlässigen Betrieb ermöglichen zu können, ist es erforderlich, sowohl die Innenwelle als auch die Außenwelle der verstellbaren Nockenwelle in Axialrichtung zu lagern. Dies ist insbesondere auch deshalb von großer Bedeutung, da die mit der Innenwelle verstifteten Nocken nur dann leichtgängig verstellbar sind, sofern die in entsprechenden Langlöchern der Außenwelle geführten Stifte nicht reiben, das heißt nicht mit einem Rand des jeweiligen Langlochs in Kontakt treten. Für eine weitere Gewährleistung der leichtgängigen Lagerung ist es zudem erforderlich, dass beispielsweise die mit der Innenwelle verstifteten ersten Nocken stirnseitig nicht an zweiten Nocken oder Axiallagerelementen reiben. Dies wiederum erfordert einen vergleichsweise aufwendigen Montageprozess der Nockenwelle mit äußerst geringen Toleranzen, was üblicherweise über den Einsatz von Lehren erfolgt.In particular, to ensure easy adjustability of an adjustable camshaft and thus to enable long-term reliable operation, it is necessary to store both the inner shaft and the outer shaft of the adjustable camshaft in the axial direction. This is particularly important because the cammed with the inner cam cams are only then easily adjustable, unless the run in corresponding slots of the outer shaft pins do not rub, that is, do not come into contact with an edge of the respective slot. For a further guarantee of the smooth bearing, it is also necessary that, for example, pinned with the inner shaft first cam not rub frontally on second cam or thrust bearing elements. This in turn requires a relatively complex assembly process of the camshaft with extremely low tolerances, which usually takes place via the use of gauges.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Verfahren anzugeben, mittels welchem eine Nockenwelle einerseits einfach und andererseits hochpräzise herstellbar ist.The present invention therefore deals with the problem of providing a method by means of which a camshaft on the one hand and on the other hand can be produced with high precision.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, mittels eines völlig neuartigen Herstellungsverfahrens ein Axialspiel einerseits äußerst genau, andererseits jedoch einfach einzustellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei zunächst ein aus zwei Axiallagerelementen und einem dazwischen angeordneten Distanzelement bestehendes Paket auf eine Fügetemperatur erwärmt und auf ein Nockenwellenrohr der Nockenwelle aufgeschoben. Während des Abkühlens wird dabei zumindest ein Axiallagerelement gehalten, bis nach dem Abkühlen beide Axiallagerelemente über einen thermischen Fügesitz fest auf dem Nockenwellenrohr gefügt sind. Das Distanzelement ist auch nach dem Abkühlen drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen auf dem Nockenwellenrohr angeordnet und deshalb nicht über einen thermischen Fügesitz drehfest mit dem Nockenwellenrohr verbunden. Erfindungsgemäß werden nun eine axiale Breite des Distanzelements, ein für das Distanzelement verwendetes Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets, bestehend aus den beiden Axiallagerelementen und dem dazwischen angeordneten Distanzelement, ein vordefiniertes Axialspiel zwischen den Axiallagerelementen und dem Distanzelement ergibt, da das Distanzelement hinsichtlich seiner Breite schrumpfen und durch diesen Schrumpfungsprozess das Axialspiel zum benachbarten Axiallagerelement in vordefinierter Weise bereitstellen kann, da die beiden Axiallagerelemente drehfest über den jeweiligen thermischen Fügesitz auf dem Nockenwellenrohr gefügt sind. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit auch das Distanzelement erwärmt, obwohl dies zum Auffädeln auf die Nockenwelle nicht erforderlich wäre, da das Distanzelement sowohl in erwärmtem, als auch in abgekühltem Zustand drehbar auf dem Nockenwellenrohr angeordnet ist. Durch das Erwärmen des Distanzelements auf die Fügetemperatur dehnt sich dieses jedoch auch in Axialrichtung, d.h. in Richtung seiner axialen Breite, aus und zieht sich beim Abkühlen in gleicher Weise wieder zusammen, während die beiden Axiallagerelemente beim Abkühlen ortsfest auf dem Nockenwellenrohr gefügt werden. Das beim Abkühlen des Pakets, bestehend aus den beiden Axiallagerelementen und dem dazwischen angeordneten Distanzelement entstehende Axialspiel lässt sich durch eine genaue Auswahl der axialen Breite des Distanzelements, des für das Distanzelement verwendeten Materials und/oder der Fügetemperatur exakt vorhersagen, wodurch insbesondere im Vergleich zu bislang eingesetzten Lehren die Einstellung des Axialspiels nicht nur äußerst genau, sondern auch äußerst einfach möglich ist. Soll beispielsweise ein Axialspiel von lediglich 50 µm eingestellt werden, so ist dies mit dem erfindungsgemäßen Verfahren problemlos möglich, während es mit bislang eingesetzten Lehren nicht möglich wäre, da diese beim Herausziehen nach dem Abkühlen des Pakets aufgrund der geringen Dicke brechen würden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich somit auch beliebig kleine Axialspiele äußerst präzise einstellen. Bei einer Fertigung der erfindungsgemäßen Nockenwelle in der Vertikalen kann beispielsweise lediglich das untere Axiallagerelement während des thermischen Fügens gehalten werden, womit zugleich auch das darüber angeordnete Distanzelement und das wieder darüber angeordnete zweite Axiallagerelement gehalten sind. Unterschreitet die Temperatur beim Abkühlen eine Temperatur, bei welcher die Axiallagerelemente fest auf dem Nockenwellenrohr gefügt werden, so können diese ab dieser Temperatur nicht mehr verrutschen. Bei einem weiteren Abkühlen zieht sich jedoch das zwischen den beiden Axiallagerelementen angeordnete Distanzelement weiter zusammen und gibt dadurch das Axialspiel zum oberen Axiallagerelement frei. Das Zusammenziehen des Distanzelements ist dabei problemlos möglich, da dieses auch in völlig abgekühltem Zustand drehbar und natürlich auch in Axialrichtung verschiebbar auf dem Nockenwellenrohr der Nockenwelle gelagert ist.The present invention is based on the general idea, by means of a completely novel manufacturing process on the one hand extremely accurate on the one hand, but easy to adjust. In the method according to the invention, a package consisting of two axial bearing elements and a spacing element arranged therebetween is first heated to a joining temperature and pushed onto a camshaft tube of the camshaft. During the cooling process, at least one axial bearing element is held until, after cooling, both axial bearing elements are firmly joined to the camshaft tube via a thermal joining seat. The spacer is rotatably disposed even after cooling between the two thrust bearing elements on the camshaft tube and therefore not rotatably connected via a thermal joint seat with the camshaft tube. According to the invention, an axial width of the spacer element, a material used for the spacer element and / or the joining temperature are selected such that, after the package has cooled, consisting of the two axial bearing elements and the spacing element arranged therebetween, a predefined axial clearance between the axial bearing elements and the Distance element results because the spacer shrink in width and can provide by this shrinkage process, the axial clearance to the adjacent thrust bearing element in a predefined manner, since the two thrust bearing elements are rotatably joined via the respective thermal joint seat on the camshaft tube. In the method according to the invention thus also the spacer element is heated, although this would not be required for threading onto the camshaft, since the spacer element is rotatably mounted on the camshaft tube both in the heated and in the cooled state. However, by heating the spacer to the bonding temperature, it also expands in the axial direction, i. in the direction of its axial width, and retracts upon cooling in the same way again together, while the two thrust bearing elements are added during cooling stationary on the camshaft tube. The axial play arising during the cooling of the package, consisting of the two axial bearing elements and the spacing element arranged therebetween, can be accurately predicted by a precise selection of the axial width of the spacer element, the material used for the spacer element and / or the joining temperature, whereby, in particular, compared to heretofore not only extremely accurate, but also extremely easy to set the axial play. If, for example, an axial clearance of only 50 μm is to be set, then this is easily possible with the method according to the invention, whereas it would not be possible with previously used gauges, since these would break when pulled out after the package has cooled due to the small thickness. With the method according to the invention thus also arbitrarily small axial play can be adjusted extremely precisely. When manufacturing the camshaft according to the invention in the vertical direction, for example, only the lower axial bearing element can be held during the thermal joining, whereby at the same time the spacer element arranged above it and the second axial bearing element arranged above it are also held. If, during cooling, the temperature falls below a temperature at which the axial bearing elements are firmly joined to the camshaft tube, they can no longer slip from this temperature. In a further cooling, however, the arranged between the two thrust bearing elements spacer further contracts and thereby releases the axial clearance to the upper thrust bearing element. The contraction of the spacer element is easily possible, since this is rotatably mounted in the cooled state and of course displaceable in the axial direction on the camshaft tube of the camshaft.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird als Distanzelement eine offene Hülse verwendet, die nach dem Abkühlen des Pakets entfernt wird. Eine derartige offene Hülse kann beispielsweise als geteilter Lagerring ausgebildet sein und nahezu beliebig wiederverwendet werden. Alternativ ist auch denkbar, dass als Distanzelement ein Lagerring, ein Nocken- oder ein Lagerbock verwendet wird, der nach dem Abkühlen des Pakets auf dem Nockenwellenrohr verbleibt. Auch in diesem Fall hätte der Lagerring, der Nocken- oder der Lagerbock nach dem Abkühlen ein vordefiniertes Axialspiel zu den benachbarten Axiallagerelementen und wäre zudem drehbar auf dem Nockenwellenrohr gelagert. Hierdurch ließe sich insbesondere auch eine Axiallagerung einer verstellbaren Nockenwelle vergleichsweise einfach und präzise herstellen, sofern beispielsweise der als Distanzelement ausgebildete Nocken durch eine sich in Umfangsrichtung erstreckende langlochförmige Ausnehmung mit einer Innenwelle der verstellbaren Nockenwelle verstiftet wäre. In an advantageous development of the solution according to the invention an open sleeve is used as a spacer element, which is removed after cooling of the package. Such an open sleeve can be formed for example as a split bearing ring and be reused almost anywhere. Alternatively, it is also conceivable that a bearing ring, a cam or a bearing block is used as a spacer, which remains after cooling of the package on the camshaft tube. Also in this case would have the bearing ring, the cam or the bearing block after cooling a predefined axial play to the adjacent thrust bearing elements and would also rotatably mounted on the camshaft tube. In this way, in particular, an axial bearing of an adjustable camshaft could be produced comparatively easily and precisely, if, for example, the cam formed as a spacer element would be pinned by an elongated hole-shaped recess extending in the circumferential direction with an inner shaft of the adjustable camshaft.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung werden die axiale Breite des Distanzelements, das für das Distanzelement verwendete Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets ein Axialspiel a zwischen 20 µm < a < 100 µm, vorzugsweise ein Axialspiel a von ca. 50 µm, zwischen einem der Axiallagerelemente und dem Distanzelement ergibt. Bereits diese geringen Abmessungen lassen erahnen, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das Einstellen eines Axialspiels möglich ist, welches mit bislang aus dem Stand der Technik bekannten Lehren nicht einstellbar wäre, da derartige dünne Lehren beim Entfernen brechen würden.In an advantageous development of the solution according to the invention, the axial width of the spacer element, the material used for the spacer element and / or the joining temperature are chosen such that after cooling of the package an axial clearance a between 20 microns <a <100 microns, preferably an axial play a of about 50 microns, between one of the thrust bearing elements and the spacer element results. Already these small dimensions give an idea that with the method according to the invention it is possible to set an axial clearance which would not be adjustable with previously known teachings, since such thin gauges would break upon removal.

Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Nockenwelle nach dem zuvor beschriebenen Verfahren herzustellen, wobei die Nockenwelle eine Innenwelle und eine koaxial dazu angeordnete Außenwelle aufweist. Die erfindungsgemäße Nockenwelle ist somit als sogenannte „Welle in Welle“- Nockenwelle (bzw. „Cam-in-Cam“-Nockenwelle) ausgebildet. Die Nockenwelle weist darüber hinaus zumindest zwei mit der Außenwelle (Nockenwellenrohr) verbundene Axiallagerelemente auf, zwischen denen das Distanzelement angeordnet ist. Die Axiallagerelemente sind dabei über einen thermischen Fügesitz drehfest auf der Außenwelle befestigt, während das Distanzelement drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen auf der Außenwelle angeordnet ist. Die mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Nockenwelle ermöglicht somit ebenfalls ein vergleichsweise einfaches, aber dennoch hochexaktes Einstellen eines vordefinierten Axialspiels zwischen den Axiallagerelemente und dem dazwischen angeordneten Distanzelement, allein aufgrund des über die Materialauswahl, die Fügetemperatur bzw. die axiale Breite des Distanzelements vordefinierte Schrumpfung des Distanzelements beim Abkühlen.The present invention is further based on the general idea to produce a camshaft according to the method described above, wherein the camshaft has an inner shaft and an outer shaft arranged coaxially therewith. The camshaft according to the invention is thus designed as a so-called "shaft-in-shaft" camshaft (or "cam-in-cam" camshaft). The camshaft moreover has at least two axial bearing elements connected to the outer shaft (camshaft tube), between which the spacer element is arranged. The axial bearing elements are fixed in rotation on the outer shaft via a thermal joining seat, while the spacer element is rotatably arranged between the two axial bearing elements on the outer shaft. The camshaft produced by the method according to the invention thus also allows a comparatively simple, yet highly accurate setting of a predefined axial clearance between the thrust bearing elements and the spacer element arranged therebetween, solely on the basis of the predefined shrinkage of the spacer element via the material selection, the joining temperature or the axial width of the spacer element on cooling.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Nockenwelle ist das Distanzelement als erster Nocken ausgebildet und drehfest, beispielsweise über eine Verstiftung, mit der Innenwelle verbunden. Die Axiallagerelemente sind bei dieser Ausführungsform als zweite Nocken ausgebildet und drehfest mit der Außenwelle verbunden, so dass die zweiten Nocken im Sinne der Axiallagerelemente den ersten Nocken und über diesen auch die Innenwelle in Axialrichtung bezüglich der Außenwelle fixieren. Das in den vorherigen Absätzen bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebene Paket ist im vorliegenden Fall also ein Nockenpaket, bestehend aus zwei zweiten Nocken und einem dazwischen angeordneten ersten Nocken, wobei der erste Nocken das Distanzelement und die beiden zweiten Nocken die Axiallagerelemente bilden.In an advantageous development of the camshaft according to the invention, the spacer element is designed as a first cam and rotationally fixed, for example via a pinning, connected to the inner shaft. The thrust bearing elements are formed in this embodiment as a second cam and rotatably connected to the outer shaft, so that the second cam in the sense of Axiallagerelemente the first cam and fix it over the inner shaft in the axial direction with respect to the outer shaft. The package described in the preceding paragraphs with respect to the method according to the invention is thus in the present case a cam package consisting of two second cams and a first cam arranged therebetween, the first cam forming the spacer element and the two second cams forming the axial bearing elements.

Alternativ hierzu kann das Distanzelement auch als offene Hülse, als Lagerring oder als ein Lagerbock ausgebildet sein. Durch eine Ausbildung des Distanzelements als offene Hülse, ist es möglich, dieses nach dem thermischen Fügen der Axiallagerelemente vom Nockenwellenrohr, das heißt im vorliegenden Fall von der Außenwelle der Nockenwelle, abzunehmen. Über eine Ausbildung des Distanzelements als Lagerring oder als Lagerbock lässt sich insbesondere vergleichsweise einfach und hochpräzise eine Lagerung der Nockenwelle in einem Lagerrahmen oder einer Zylinderkopfhaube erreichen.Alternatively, the spacer can also be designed as an open sleeve, as a bearing ring or as a bearing block. By forming the spacer element as an open sleeve, it is possible to remove this after the thermal joining of the thrust bearing elements of the camshaft tube, that is in the present case of the outer shaft of the camshaft. About a training of the spacer element as a bearing ring or as a bearing block can be in particular comparatively easy and high precision to achieve a bearing of the camshaft in a bearing frame or a cylinder head cover.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Figurenliste list of figures

1a eine Ansicht auf eine erfindungsgemäße Nockenwelle beim Fügen eines Pakets, 1a a view of a camshaft according to the invention when joining a package,
1b eine Darstellung wie in Fig. 1a, jedoch in fertig gefügtem Zustand, 1b a representation as in Fig. 1a, but in the finished joined state,
2a eine Schnittdarstellung durch die gemäß der 1a dargestellte Nockenwelle, 2a a sectional view through the according to the 1a illustrated camshaft,
2b eine Schnittdarstellung durch die gemäß der 1b dargestellte Nockenwelle, 2 B a sectional view through the according to the 1b illustrated camshaft,
3 eine Darstellung wie in Fig. 1a, jedoch bei einem als Hülse ausgebildeten Distanzelement, 3 a representation as in Fig. 1a, but in a trained as a sleeve spacer element,
4 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäß hergestellte verstellbare Nockenwelle. 4 a sectional view through an adjustable camshaft produced according to the invention.

Entsprechend den 1 bis 4 wird bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle 1 ein aus zwei Axiallagerelementen 2, 2' und einem dazwischen angeordneten Distanzelement 3 bestehendes Paket 4 auf eine Fügetemperatur erwärmt und dann auf ein Nockenwellenrohr 5, beispielsweise eine Außenwelle 6, der Nockenwelle 1 aufgeschoben. Während des Abkühlens wird dabei zumindest ein Axiallagerelement 2, 2' gehalten, insbesondere sofern eine Fertigung der Nockenwelle 1 in vertikaler Weise erfolgt, wobei nach dem Abkühlen die Axiallagerelemente 2, 2' jeweils drehfest über einen thermischen Fügesitz auf dem Nockenwellenrohr 5 bzw. der Außenwelle 6 gefügt sind, während das Distanzelement 3 drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen 2, 2' auf dem Nockenwellenrohr 5 bzw. der Außenwelle 6 angeordnet ist. 1a zeigt dabei das Paket 4 in seinem auf Fügetemperatur erwärmten Zustand, während die 1b den Zustand nach dem Abkühlen zeigt. Erfindungsgemäß werden nun eine axiale Breite b des Distanzelements 3, ein für das Distanzelement 3 verwendetes Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt, dass sich nach dem Abkühlen (vgl. 1b und 2b) des Pakets 4 ein vordefiniertes Axialspiel a zwischen den Axiallagerelementen 2 oder 2' und dem Distanzelement 3 ergibt.According to the 1 to 4 is in a method for producing a camshaft according to the invention 1 one of two thrust bearing elements 2 . 2 ' and a spacer disposed therebetween 3 existing package 4 heated to a bonding temperature and then to a camshaft tube 5 , For example, an outer shaft 6 , the camshaft 1 postponed. During cooling, at least one thrust bearing element is thereby 2 . 2 ' held, in particular, if a production of the camshaft 1 takes place in a vertical manner, wherein after cooling, the thrust bearing elements 2 . 2 ' each rotationally fixed on a thermal joint seat on the camshaft tube 5 or the outer shaft 6 are joined while the spacer element 3 rotatably between the two thrust bearing elements 2 . 2 ' on the camshaft tube 5 or the outer shaft 6 is arranged. 1a shows the package 4 in its heated to joining temperature state while the 1b shows the state after cooling. According to the invention now an axial width b of the spacer element 3 , one for the spacer element 3 used material and / or the joining temperature chosen such that after cooling (see. 1b and 2 B ) of the package 4 a predefined axial play a between the thrust bearing elements 2 or 2 ' and the spacer element 3 results.

Die axiale Breite b des Distanzelements 3, das für das Distanzelement 3 verwendete Material und/oder die Fügetemperatur können dabei derart gewählt werden, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets 4 ein Axialspiel a zwischen 20 µm < a < 100 µm, insbesondere ein Axialspiel a von ca. 50 µm, zwischen zumindest einem der Axiallagerelemente 2, 2' und dem Distanzelement 3 ergibt. Das Axiallagerspiel a berechnet sich dabei immer zwischen dem Distanzelement 3 und einem der beiden Axiallagerelemente 2, 2', sofern das Distanzelement 3 am gegenüberliegenden Axiallagerelement 2', 2 anliegt.The axial width b of the spacer element 3 that for the spacer element 3 used material and / or the joining temperature can be chosen such that after cooling the package 4 an axial play a between 20 μm <a <100 μm, in particular an axial play a of approximately 50 μm, between at least one of the axial bearing elements 2 . 2 ' and the spacer element 3 results. The axial bearing play a is always calculated between the spacer element 3 and one of the two thrust bearing elements 2 . 2 ' , provided the spacer element 3 on the opposite thrust bearing element 2 ' . 2 is applied.

Als Distanzelement 3 kann beispielsweise eine offene Hülse 7 (vgl. 3) verwendet werden, die nach dem Abkühlen des Pakets 4, das heißt nach dem Fertigen der Nockenwelle 1, entnommen wird. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch denkbar, dass das Distanzelement 3 als ein Lagerring 8, als Nocken 9, insbesondere als erster Nocken 10, oder als Lagerbock 11 ausgebildet ist und nach dem Abkühlen des Pakets 4 auf dem Nockenwellenrohr 5 verbleibt.As a spacer element 3 For example, an open sleeve 7 (see. 3 ) are used after cooling the package 4 that is, after finishing the camshaft 1 , is taken. Of course, theoretically, it is also conceivable that the spacer element 3 as a bearing ring 8th , as a cam 9 , in particular as a first cam 10 , or as a bearing block 11 is formed and after cooling the package 4 on the camshaft tube 5 remains.

Mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens lässt sich erstmals eine Fertigung einer Nockenwelle 1 erreichen, bei dem ein Axialspiel a ohne aufwendige Lehre fertigungstechnisch einfach einstellbar ist. Das Distanzelement 3 müsste zum Fügen auf dem Nockenwellenrohr 5 bzw. der Außenwelle 6 nicht erwärmt werden, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aber als Bestandteil des Pakets 4 zusammen mit den Axiallagerelementen 2, 2' erwärmt und zusammen mit diesen auf das Nockenwellenrohr 5 aufgeschoben. Beim Abkühlen der Axiallagerelemente 2, 2' werden diese mittels eines thermischen Schrumpfsitzes auf dem Nockenwellenrohr 5 bzw. der Außenwelle 6 der Nockenwelle 1 fixiert, während das Distanzelement 3 auch in abgekühltem Zustand drehbar auf dem Nockenwellenrohr 5 bzw. der Außenwelle 6 gelagert ist. Durch diese drehbare Lagerung, also das Fehlen eines thermischen Schrumpfsitzes, kann sich das Distanzelement 3 in Richtung seiner axialen Breite b, das heißt in Axialrichtung 15, zusammenziehen und gibt dadurch in abgekühltem Zustand das Axialspiel a zum benachbarten Axiallagerelement 2' bzw. 2 frei. Hierbei ist mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auch ein so geringes Axialspiel a einstellbar, welches mittels herkömmlicher Lehren nicht einstellbar wäre, da diese beim Entfernen abbrechen würden.By means of the manufacturing method according to the invention can be for the first time a production of a camshaft 1 reach, in which an axial play a production technology is easily adjustable without expensive teaching. The spacer element 3 would have to join on the camshaft tube 5 or the outer shaft 6 are not heated, but in the inventive method as part of the package 4 together with the thrust bearing elements 2 . 2 ' heated and together with these on the camshaft tube 5 postponed. When cooling the thrust bearing elements 2 . 2 ' These are by means of a thermal shrink fit on the camshaft tube 5 or the outer shaft 6 the camshaft 1 fixed while the spacer element 3 also in the cooled state rotatable on the camshaft tube 5 or the outer shaft 6 is stored. By this rotatable mounting, so the absence of a thermal shrink fit, the spacer element can 3 in the direction of its axial width b, that is in the axial direction 15 , contract and thereby gives in the cooled state, the axial clearance a to the adjacent thrust bearing element 2 ' respectively. 2 free. In this case, by means of the method according to the invention also such a small axial play a can be set, which would not be adjustable by means of conventional teachings, since these would break off during removal.

Betrachtet man nun die gemäß der 4 dargestellte und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Nockenwelle 1, so ist diese als verstellbare Nockenwelle ausgebildet und weist eine Innenwelle 12 sowie eine koaxial dazu angeordnete Außenwelle 6 auf. Die Nockenwelle 1 besitzt dabei zumindest zwei fest mit der Außenwelle 6 verbundene Axiallagerelemente 2, 2', zwischen denen das Distanzelement 3 angeordnet ist. Die Axiallagerelemente 2, 2' sind auch hier entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren über einen thermischen Fügesitz drehfest auf der Außenwelle 6 gefügt, während das Distanzelement 3 drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen 2, 2' auf der Außenwelle 6 angeordnet ist. In dem gemäß der 4 dargestellten Fall ist das Distanzelement 3 als erster Nocken 10 ausgebildet und drehfest mit der Innenwelle 12 verbunden, beispielsweise über einen Stift 13 mit dieser verstiftet. Die Axiallagerelemente 2, 2' sind dabei als zweite Nocken 14, 14' ausgebildet und über den thermischen Schrumpfsitz drehfest mit der Außenwelle 6 verbunden, so dass die zweiten Nocken 14, 14' den ersten Nocken 10 und über diesen auch die Innenwelle 12 in Axialrichtung 15 bezüglich der Außenwelle 6 fixieren.Looking now at the according to the 4 illustrated and produced by the process according to the invention camshaft 1 , so this is designed as an adjustable camshaft and has an inner shaft 12 and a coaxially arranged outer shaft 6 on. The camshaft 1 has at least two fixed to the outer shaft 6 connected thrust bearing elements 2 . 2 ' between which the spacer element 3 is arranged. The thrust bearing elements 2 . 2 ' are also here according to the method of the invention via a thermal joint seat rotationally fixed on the outer shaft 6 joined while the spacer element 3 rotatably between the two thrust bearing elements 2 . 2 ' on the outside 6 is arranged. In the according to the 4 the case shown is the spacer element 3 as the first cam 10 trained and rotationally fixed to the inner shaft 12 connected, for example via a pen 13 pinned with this. The thrust bearing elements 2 . 2 ' are here as the second cam 14 . 14 ' formed and rotatably on the thermal shrink fit with the outer shaft 6 connected so that the second cams 14 . 14 ' the first cam 10 and over this also the inner shaft 12 in the axial direction 15 with respect to the outside shaft 6 fix.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich somit eine Nockenwelle 1 mit einem exakt vordefinierbaren Axialspiel a zwischen Distanzelement 3 und Axiallagerelementen 2, 2' technisch vergleichsweise einfach einstellen.With the method according to the invention thus can be a camshaft 1 with an exactly predefinable axial clearance a between the spacer element 3 and thrust bearing elements 2 . 2 ' technically comparatively easy to adjust.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle (1), bei dem - ein aus zwei Axiallagerelementen (2,2') und einem dazwischen angeordneten Distanzelement (3) bestehendes Paket (4) auf eine Fügetemperatur erwärmt und auf ein Nockenwellenrohr (5) der Nockenwelle (1) aufgeschoben wird, - zumindest ein Axiallagerelement (2,2') gehalten wird und nach dem Abkühlen beide Axiallagerelemente (2,2') über einen thermischen Fügesitz drehfest auf dem Nockenwellenrohr (5) gefügt sind, während das Distanzelement (3) drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen (2,2') auf dem Nockenwellenrohr (5) angeordnet ist, - eine axiale Breite (b) des Distanzelements (3), ein für das Distanzelement (3) verwendetes Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt werden, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets (4) ein vordefiniertes Axialspiel (a) zwischen dem Axiallagerelement (2,2') und dem Distanzelement (3) ergibt.Method for producing a camshaft (1), in which a package (4) consisting of two axial bearing elements (2, 2 ') and a spacing element (3) arranged therebetween is heated to a joining temperature and pushed onto a camshaft tube (5) of the camshaft (1), - At least one axial bearing element (2,2 ') is held and after cooling both Axiallagerelemente (2,2') via a thermal joint seat rotatably on the camshaft tube (5) are joined, while the spacer element (3) rotatably between the two Axiallagerelementen ( 2,2 ') is arranged on the camshaft tube (5), - An axial width (b) of the spacer element (3), a material used for the spacer element (3) and / or the joining temperature are selected such that after cooling of the package (4) has a predefined axial play (a) between the thrust bearing element (2,2 ') and the spacer element (3) results.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Distanzelement (3) eine offene Hülse (7) verwendet wird, die nach dem Abkühlen des Pakets (4) entfernt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the spacer element (3) is an open sleeve (7) is used, which is removed after cooling of the package (4).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Distanzelement (3) ein Lagerring (8), ein Nocken (9) oder ein Lagerbock (11) verwendet wird, der nach dem Abkühlen des Pakets (4) auf dem Nockenwellenrohr (5) verbleibt.Method according to Claim 1 , characterized in that a bearing ring (8), a cam (9) or a bearing block (11) is used as the spacer element (3), which remains after cooling of the package (4) on the camshaft tube (5).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite (a) des Distanzelements (3), das für das Distanzelement (3) verwendete Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt werden, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets (4) ein Axialspiel a zwischen 20µm < a < 100µm zwischen dem Axiallagerelement (2,2') und dem Distanzelement (3) ergibt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the axial width (a) of the spacer element (3), the material used for the spacer element (3) and / or the joining temperature are selected such that after cooling the package (4 ) results in an axial play a between 20μm <a <100μm between the thrust bearing element (2,2 ') and the spacer element (3).

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite (b) des Distanzelements (3), das für das Distanzelement (3) verwendete Material und/oder die Fügetemperatur derart gewählt werden, dass sich nach dem Abkühlen des Pakets (4) ein Axialspiel a von ca. 50 µm zwischen dem Axiallagerelement (2,2') und dem Distanzelement (3) ergibt.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the axial width (b) of the spacer element (3), the material used for the spacer element (3) and / or the joining temperature are selected such that after cooling the package (4) an axial play a of approx 50 μm between the thrust bearing element (2, 2 ') and the spacer element (3).

Nockenwelle (1) hergestellt nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 5.Camshaft (1) produced by a method of Claims 1 to 5 ,

Nockenwelle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, - dass die Nockenwelle (1) eine Innenwelle (12) und eine koaxial dazu angeordnete Außenwelle (6) aufweist, - dass die Nockenwelle (1) zumindest zwei fest mit der Außenwelle (6) verbundene Axiallagerelemente (2,2') aufweist, zwischen denen das Distanzelement (3) angeordnet ist, - die Axiallagerelemente (2,2') über einen thermischen Fügesitz drehfest auf der Außenwelle (6) gefügt sind, während das Distanzelement (3) drehbar zwischen den beiden Axiallagerelementen (2,2') auf der Außenwelle (6) angeordnet ist.Camshaft to Claim 6 Characterized in that - the camshaft (1) has an inner shaft (12) and a coaxially arranged outer shaft (6), - that the camshaft (1) at least two fixed to the outer shaft (6) connected to the axial bearing elements (2,2 ' ), between which the spacer element (3) is arranged, - the axial bearing elements (2, 2 ') are joined non-rotatably on the outer shaft (6) via a thermal joining seat, while the spacer element (3) is rotatable between the two axial bearing elements (2, 2 ') is arranged on the outer shaft (6).

Nockenwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, - dass das Distanzelement (3) als erster Nocken (10) ausgebildet und drehfest mit der Innenwelle (12) verbunden ist, - die Axiallagerelemente (2,2') als zweite Nocken (14,14') ausgebildet und drehfest mit der Außenwelle (6) verbunden sind, sodass die zweiten Nocken (14,14') den ersten Nocken (10) und über diesen auch die Innenwelle (12) in Axialrichtung (15) bezüglich der Außenwelle (6) fixieren.Camshaft to Claim 7 , characterized in that - the spacer element (3) as a first cam (10) and rotatably connected to the inner shaft (12) is connected, - the axial bearing elements (2,2 ') as a second cam (14,14') formed and rotationally fixed are connected to the outer shaft (6), so that the second cam (14,14 ') the first cam (10) and via this also the inner shaft (12) in the axial direction (15) with respect to the outer shaft (6) fix.

Nockenwelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzelement (3) eine offene Hülse (7), ein Lagerring (8) oder ein Lagerbock (11) ist.Camshaft to Claim 7 , characterized in that the spacer element (3) is an open sleeve (7), a bearing ring (8) or a bearing block (11).