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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorrad für eine Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Nockenwelle mit einem Sensorrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle mit einem Sensorrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
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Eine Nockenwelle umfasst im Wesentlichen eine Anzahl von Nocken, sowie ein Sensorrad. Das Sensorrad dient im Zusammenspiel mit einem entsprechenden Sensor zur elektronischen Detektion von Nockenwellenzuständen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform einer Nockenwelle ist, neben der geschmiedeten Nockenwelle, eine sogenannte gebaute Nockenwelle, umfassend eine Tragwelle und hierauf nachträgliche aufgebrachte und fixierte Nockenwellenkomponenten, wie beispielsweise Nocken oder eben ein Sensorrad. Ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen gebauten Nockenwelle ist in der
DE 4121951 C1 beschrieben.
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Nockenwellen sind Teil eines Haubenmoduls zur Steuerung von Gaswechselventilen in Verbrennungsmotoren. Moderne Haubenmodule für Kraftfahrzeuge werden besonders bei Motoren für Personenkraftwagen immer filigraner und kompakter in ihrem Bauvolumen. Dies trifft insbesondere zu, wenn Haubenmodule fertig verbaut vom Zulieferer beschafft wird. Die in solchen Systemen gelegentlich auftretenden Bauraumbedingungen können dazu führen, dass vereinzelt auf der Nockenwelle benötigte Komponenten innerhalb des gängigen Montageprozesses nicht mehr zu implementieren sind. Es kann beispielsweise der Fall auftreten, dass ein Nockenwellen Sensorrad nur nachträglich in das ansonsten fertig erstellte Haubenmodul eingebracht werden kann.
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Ein Sensorrad für eine Nockenwelle ist beispielsweise aus der
CN 205 08 56 15 U bekannt geworden. Hier ist ein zweigeteiltes Sensorrad beschrieben. Die Fixierung des zweigeteilten Sensorrades auf einer Tragwelle erfolgt mittels Schrauben.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe ein verbessertes Sensorrad für eine Nockenwelle bereitzustellen, insbesondere ein Sensorrad für eine Nockenwelle vorzuschlagen, welches rationeller und kostengünstiger, auch in beengten Raumverhältnissen, montiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Sensorrad mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass jeweils endseitig zwischen den Sensorradelementen eine Verbindungseinrichtung angeordnet ist, kann ein Sensorrad für eine Nockenwelle bereitgestellt werden, welches rationeller und kostengünstiger, auch in beengten Raumverhältnissen, montiert werden kann. Insbesondere können die Sensorradelemente, bevorzugt zwei Sensorradelemente, zu einem Sensorrad komplettiert werden, d.h. im Idealfall wird das Sensorrad ausschließlich durch die Sensorradelemente gebildet, bei denen die Verbindungseinrichtungen jeweils integrale Bestandteile sind. Auch dieser Umstand trägt zu einer kompakten Bauweise des Sensorrads bzw. der Sensorradelemente bei.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensorradelemente das Sensorrad ausbilden. Wie bereits oben angesprochen, besteht das Sensorrad vorzugsweise ausschließlich aus den einzelnen Sensorradelementen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung zur formschlüssig wirkenden Verbindung eingerichtet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung ein dem einen Sensorradelement zugeordnetes erstes Verbindungsmittel und ein in Umfangsrichtung angrenzenden nächsten Sensorradelement zugeordnetes zweites Verbindungsmittel umfasst. Entsprechend umfasst die Verbindungseinrichtung jeweils den Sensorradelementen zugeordnete Verbindungsmittel, die jeweils zusammen die Verbindungseinrichtung ausbilden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungsmittel einander gegenläufig sich aneinander abstützende und ineinandergreifende bzw. korrespondierende Formen aufweisen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung einen Keil, eine Klaue, eine hinterschnittene Struktur oder Varianten einer Schwalbenschwanzverbindung umfasst oder in radialer Richtung nicht plane oder gerade Flächen umfasst.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Verbindungseinrichtung dazu eingerichtet ist, gegen eine radial wirkende Kraft bei wirkender Überdeckung zu verriegeln.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
- - das erste Verbindungsmittel einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung umfasst,
- - das zweite Verbindungsmittel einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung umfasst, wobei
- - der Vorsprung mindestens eine Seite mit einer Ausbauchung aufweist, wobei
- - der Vorsprung mindestens eine Seite mit einer Einbuchtung aufweist, wobei
- - die Ausbauchung in der Einbuchtung aufgenommen ist und einen Hinterschnitt in Umfangsrichtung bildet und ferner dadurch, dass
- - die Ausrichtung der Seiten mit der Ausbauchung bzw. Einbuchtung axial ist, insbesondere die Seiten sich in axialer Richtung erstrecken, oder
- - die Ausrichtung der Seiten mit der Ausbauchung bzw. Einbuchtung der Vorsprünge radial ist, insbesondere die Seiten sich in radialer Richtung erstrecken.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ausbauchung bzw. Einbuchtung wellenförmig, zackenförmig, rampenförmig und/oder quaderförmig ausgestaltet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass
- - das erste Verbindungsmittel einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung umfasst,
- - das zweite Verbindungsmittel einen sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung umfasst.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung endseitig eine rundzylinderförmige oder quaderförmige Ausbauchung aufweist, wobei die Aussparung eine zu dem Vorsprung korrespondierende Gestalt, insbesondere eine der fußseitigen Gestalt des Vorsprungs und der rundzylinderförmigen Ausbauchung inverse Gestalt, aufweist.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte Nockenwelle bereitzustellen, insbesondere eine Nockenwelle mit einem Sensorrad bereitzustellen, bei dem das Sensorrad rationeller und kostengünstiger, auch in beengten Raumverhältnissen, montiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Nockenwelle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 gelöst.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle aus einer Tragwelle und einem Sensorrad gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche vorzuschlagen, insbesondere ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem das Sensorrad rationeller und kostengünstiger, auch in beengten Raumverhältnissen, montiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Insbesondere durch die Ausbildung eines Montagebereiches und eines Fixierbereiches können spezifische Bereiche für die Montageschritte bereitgestellt werden. So werden die Sensorradelemente in dem Montagebereich gewissermaßen vormontiert und in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch das Verschieben aus dem Montagebereich in den Fixierbereich fixiert, da die Durchmesserdifferenz dazu führt, dass die formschlüssig wirkenden Verbindungseinrichtungen verspannt und eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Sensorrad und Tragwelle aufgebaut wird, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass hier auch ein Formschluss, beispielsweise durch Oberflächenstrukturierung, erzeugt wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
- 1 ein Haubenmodul mit einer Nockenwelle mit einem Sensorrad in einer perspektivischen Darstellung;
- 1a eine Nockenwelle in einer perspektivischen Darstellung;
- 2 ein Sensorrad in einer perspektivischen Darstellung;
- 2a ein Sensorradelement eines Sensorrades in einer perspektivischen Darstellung;
- 2b ein Sensorradelement eines Sensorrades in einer perspektivischen Darstellung;
- 2c eine Detaildarstellung eines Sensorradelementes;
- 2d eine Detaildarstellung eines Sensorradelementes;
- 2e eine Nockenwelle in einer geschnittenen Ansicht auf ein Sensorrad;
- 3 eine Detaildarstellung eines Sensorradelementes;
- 4 eine Nockenwelle in einer geschnittenen Ansicht auf ein Sensorrad;
- 5 ein Sensorrad in einer perspektivischen Darstellung;
- 5a eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Nockenwelle mit einem Sensorrad;
- 6 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer Nockenwelle mit einem Sensorrad;
- 7 eine Detaildarstellung eines Sensorradelementes;
- 8 eine Detaildarstellung eines Sensorradelementes;
- 9-9d schematische Darstellungen zum Herstellungsverfahren;
- 10-10b schematische Darstellungen zum Herstellungsverfahren;
- 11a-11c zeigen eine Ausgestaltung des Sensorrades.
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Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:
- L
- Längsachse
- G
- Grundkörper
- B
- Lagerbrücke
- N
- Nockenwelle
- U
- Umschlingungswinkel
- Mbg
- Montagebereich
- Fbg
- Fügebereich
- DMbg
- Durchmesser Montagebereich
- DFbg
- Durchmesser Fügebereich
- Dg
- Durchmesser der Öffnung 23
- 1
- Tragwelle
- 2
- Sensorrad
- 3
- Nocken
- 4
- erste Verbindungseinrichtung
- 5
- zweite Verbindungseinrichtung
- 21
- erstes Sensorradelement
- 22
- zweites Sensorradelement
- 23
- Öffnung (zur Aufnahme der Tragwelle)
- 24
- Öffnungsweite (zur Aufnahme der Tragwelle)
- 41
- erstes Verbindungsmittel
- 42
- zweites Verbindungsmittel
- 51
- erstes Verbindungsmittel
- 52
- zweites Verbindungsmittel
- 411
- Vorsprung
- 421
- Vorsprung
- 412
- Vorsprung
- 422
- Aussparung
- 4111
- Ausbauchung
- 4211
- Einbuchtung
- 4121
- Ausbauchung
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
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Ein Haubenmodul umfasst im Wesentlichen einen Grundkörper G mit Lagerbrücken L. In den Lagerbrücken L sind Nockenwellen N aufgenommen. Das Haubenmodul wird auf einen Zylinderkopf (nicht dargestellt) mit darin vorgesehenen Gaswechselventilen aufgesetzt. Der Zylinderkopf wird wiederum in einem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) verbaut. Da die Nockenwellen N die Gaswechselventile ansteuern, werden die funktionalen Komponenten des Haubenmoduls auch oft als Ventiltrieb angesprochen. Weitere Details eines derartigen Haubenmoduls sind dem Fachmann jedoch hinreichend bekannt, so dass sie hier keiner weiteren Erwähnung bedürfen.
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Eine erfindungsgemäße Nockenwelle N umfasst im Wesentlichen eine Tragwelle 1, sowie mindestens ein erfindungsgemäßes Sensorrad 2. Auf der Tragwelle 1 sind weitere Komponenten, wie beispielsweise Nocken 3, aufgebracht.
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Ein erfindungsgemäßes Sensorrad 2 umfasst mindestens ein erstes Sensorradelement 21, sowie ein zweites Sensorradelement 22. Die Sensorradelemente 21, 22 sind in Umfangsrichtung hintereinander angeordnet. Die Sensorradelemente 21, 22 komplettieren sich vorzugsweise zu einem kompletten Sensorrad 2.
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Die Sensorradelemente 21, 22 sind mittels stirnseitig angeordneter Verbindungseinrichtungen 4, 5 untereinander verbunden. Wenngleich auch drei oder sogar noch mehrteiligere Sensorräder vorstellbar sind, so soll nachfolgend von einem zweiteiligen Sensorrad, also zwei Sensorradelementen, ausgegangen werden. Insofern umfasst das Sensorrad 2 zwei Verbindungseinrichtungen 4, 5. Die erste Verbindungseinrichtung 4 umfasst im Wesentlichen ein erstes, dem ersten Sensorradelement 21 zugeordnetes, Verbindungmittel 41 und ein zweites, dem zweiten Sensorradelement 22 zugeordnetes, Verbindungsmittel 42. Die zweite Verbindungseinrichtung 5 umfasst im Wesentlichen ein erstes, dem ersten Sensorradelement 21 zugeordnetes, Verbindungmittel 51 und ein zweites, dem zweiten Sensorradelement 22 zugeordnetes, zweites Verbindungsmittel 52.
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Bei den Verbindungseinrichtungen bzw. Verbindungsmitteln handelt es sich bevorzugt um formschlüssig wirkende Verbindungen.
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Nachfolgend sollen einige vorteilhafte Ausgestaltungen der Verbindungseinrichtungen bzw. Verbindungsmittel dargestellt werden. Die Liste der Beispiele ist nicht abschließend. Die Darstellung der Wesentlichen Merkmal erfolgt anhand der ersten Verbindungseinrichtung 4, wobei grundsätzlich die zweite Verbindungseinrichtung 5 des Sensorrades identisch ausgestaltet ist. Denkbar sind aber ebenfalls unterschiedliche Verbindungseinrichtungen pro Sensorrad 2.
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In den Abbildungen 2 bis 4 sind Verbindungsmittel bzw. Verbindungseinrichtungen dargestellt, die sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass
- - das erste Verbindungsmittel 41 einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 411 umfasst,
- - das zweite Verbindungsmittel 42 einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 421 umfasst, wobei
- - der Vorsprung 411 mindestens eine Seite mit einer Ausbauchung 4111 aufweist, wobei
- - der Vorsprung 421 mindestens eine Seite mit einer Einbuchtung 4211 aufweist, wobei
- - die Ausbauchung 4111 in der Einbuchtung 4211 aufgenommen ist und einen Hinterschnitt in Umfangsrichtung bildet und ferner dadurch, dass
- - die Ausrichtung der Seiten mit der Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 axial ist, d.h. die Seiten sich in axialer Richtung erstrecken. Die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 selbst erstrecken sich entsprechend in radialer Richtung.
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Die Vorsprünge 411, 421 greifen grundsätzlich ineinander und bilden an der Verbindungsstelle zusammen die Kontur des eigentlichen Sensorrades 2 aus, sprich außer der von außen ggf. sichtbaren Trennlinie zwischen den Vorsprüngen ist die Verbindungseinrichtung nicht sichtbar. Die Ausbauchung 4111 liegt in der Einbuchtung 4211 und erzeugt eine in Umfangsrichtung wirkende formschlüssige Verbindung. Die Ausbauchung 4111 ist grundsätzlich die inverse Form der Einbuchtung 4211.
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Die nachfolgend beispielhaft dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich im Wesentlichen durch die Form und Anzahl der Ausbauchungen bzw. Einbuchtungen.
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So ist in den 2 bis 2e ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 wellenförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Wellenform entlang des jeweiligen Vorsprungs.
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In der 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 zackenförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise sind mehrere Ausbauchungen 4111 bzw. Einbuchtungen 4211 entlang des jeweiligen Vorsprungs 411 bzw. 421 angeordnet.
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In der 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 rampenförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Rampenform entlang des jeweiligen Vorsprungs 411 bzw. 421.
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In den 5 bis 6 sind Ausführungsformen dargestellt, die ebenfalls grundsätzlich die oben skizzierten Merkmale aufweisen, bei denen jedoch die Ausrichtung der Seiten mit den Ausbuchtungen / Einbuchtungen um 90° gedreht ist, sprich die sich dadurch auszeichnen, dass
- - die Ausrichtung der Seiten mit der Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 der Vorsprünge 411, 421 radial ist, d.h. die Seiten sich in radialer Richtung erstrecken. Die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 selbst erstrecken sich entsprechend in axialer Richtung.
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So ist in der 5 und 5a eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 rampenförmig ausgestaltet ist.
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In der 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die Ausbauchung 4111 bzw. Einbuchtung 4211 quaderförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die Ausbauchung 4111 endseitig des jeweiligen Vorsprungs 411 und die Einbuchtung 4211 am Anfang des jeweiligen Vorsprungs 421 vorgesehen.
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In den 7 bis 8 sind Ausführungsformen von Verbindungsmittel bzw. Verbindungseinrichtungen dargestellt, die sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass
- - das erste Verbindungsmittel 41 einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 412 umfasst,
- - das zweite Verbindungsmittel 42 einen sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung 422 umfasst.
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So ist in der 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Vorsprung 412 endseitig eine rundzylinderförmige Ausbauchung 4121 aufweist. Entsprechend weist die Aussparung 422 eine zu dem Vorsprung 412 korrespondierende Gestalt auf, sprich die fußseitige Gestalt des Vorsprungs 412 und die rundzylinderförmige Ausbauchung 4121, jeweils invers.
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In der 8 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Vorsprung 412 endseitig eine quaderförmige Ausbauchung 4121 aufweist. Entsprechend weist die Aussparung 422 eine zu dem Vorsprung 412 korrespondierende Gestalt auf, sprich die fußseitige Gestalt des Vorsprungs 412 und die quaderförmige Ausbauchung 4121, jeweils invers.
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Mit anderen Worten, das erfindungsgemäße Sensorrad zeichnet sich insbesondere durch nachfolgende Merkmale aus.
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Das erfindungsgemäße Sensorrad ist radial um die Tragwelle 1 herum montierbar und umschließt/umgreift im gebauten Zustand die Tragwelle 1. Das montierte Sensorrad 2 weist eine Öffnung 23 zur Aufnahme der Tragwelle 1 auf, mit einem Durchmesser Dg der Öffnung 23. Die Öffnung 23 kann glatt oder verzahnt sein, beispielsweise mittels Räumung der Innenfläche hergestellt.
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Das Sensorrad zeichnet sich insbesondere durch einen mehrteiligen, insbesondere zweiteiligen Aufbau aus. Eine höhere Mehrteiligkeit ist grundsätzlich möglich.
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Die Sensorradelemente werden bevorzugt formschlüssig miteinander verbunden, d.h. bei den Verbindungseinrichtungen bzw. Verbindungsmitteln handelt es sich bevorzugt um formschlüssig wirkende Verbindungen. Denkbar ist aber auch ein Kraftschluss, dann aber eher schwach, evtl. wohl lediglich die Montage unterstützend. Die radialen Kräfte (aus Überdeckung) der Welle-Nabe-Verbindung werden bevorzugt nur durch Formschluss ertragen.
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Die Verbindung der Sensorradelemente ist grundsätzlich ohne weitere Befestigungs- oder Hilfsmittel möglich.
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Die Verbindung der Sensorradelemente sollte dergestalt sein, dass sie eine nach radial (nach außen) gerichtete Kraft erträgt bzw. gegen diese verriegelt/verriegelt ist. Die Kraft resultiert insbesondere aus der Überdeckung Sensorrad-Fügebereich.
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Typische Verbindungsmittel können mittels einander gegenläufig sich aneinander abstützender und ineinandergreifender/korrespondierender Formen wie Keile, Klauen, Hinterschnitte oder Varianten einer Schwalbenschwanzverbindung oder in radialer Richtung als nicht plane oder gerade Flächen ausgestaltet sein.
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Die Verbindungsmittel zeichnen sich insbesondere durch eine Verriegelung gegen eine radial wirkende Kraft bei wirkender Überdeckung aus.
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Als Material für das Sensorrad kommt beispielsweise Sintermaterial, stanzpaketierte Bleche, etc. in Frage.
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In den Abbildungen 9 und 10 ist das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beispielhaft und schematisch skizziert.
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Es versteht sich, dass hier nur einige ausgewählte Montageschritte dargestellt sind, wie sie für das Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens hilfreich sind. Die Herstellung des Haubenmoduls kann weitere, dem Fachmann bekannte, Schritte bzw. Zwischenschritte umfassen. Hinsichtlich weiterer Verfahrensschritte bzw. Verfahrensspezifikationen kann beispielsweise auf die
DE 102010045047 A1 verwiesen werden.
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In der
9 ist zunächst eine Tragwelle 1 mit fixierten Komponenten 3, insbesondere Nocken, dargestellt. Die Tragwelle 1 weist eine Längsachse L auf. Die Nocken sind beispielsweise gemäß dem in der
DE 4121951 C1 beschriebenen Verfahren befestigt worden.
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Es ist ein Fügebereich Fbg, mit einem vergrößerten Durchmesser für das Fügen der weiteren Komponenten 5 (z.B. Nocken, Pumpennocken) erkennbar.
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Der Bereich Fbg weist einen Durchmesser DFbg auf. Die Nocken sind mittels eines Fügeverfahrens zum Fügen der Komponenten, bspw. durch Ausbilden eines Längspressverbandes auf der Tragwelle fixiert worden. Hinsichtlich eines möglichen Fügeverfahrens kann beispielsweise auf die
DE 4121951 C1 verwiesen werden. Es handelt sich um eine sogenannte gebaute Nockenwelle.
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Die Komponente, beispielsweise ein Nocken, weisen eine Tragwellenaufnahme auf. Die Komponente, insbesondere im Bereich der Tragwellenaufnahme, weist zumindest in dem Bereich Fbg eine Überdeckung zur Tragwelle auf. Die Tragwelle kann im Bereich Fbg und/oder Fbg gerändelt /rolliert/ glatt sein.
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Es ist ein Montagebereich Mbg für das erfindungsgemäße Sensorrad 2 vorgesehen. Hier soll der Zusammenbau des ursprünglich geteilten Sensorrades 2 erfolgen. Der Wellendurchmesser im Montagebereich Mbg für das erfindungsgemäße Sensorrad 2 ist mit dem Bezugszeichen DMbg versehen. Die axiale Erstreckung des Montagebereiches Mbg für das erfindungsgemäße Sensorrad 2 entlang der Längsachse L soll einen Zusammenbau des erfindungsgemäßen Sensorrades 2 ermöglichen. Je nach Montageverfahren mindestens die Breite des Sensorrades oder zwei Sensorradelemente nebeneinander.
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Es ist ferner ein Fügebereich Fbg auf der Tragwelle 1 vorgesehen. Hier erfolgt das Fügen des erfindungsgemäßen Sensorrades 2 auf der Tragwelle, insbesondere in einem Längspresseverband. Der Wellendurchmesser im Fügebereich Fbg ist mit dem Bezugszeichen DFbg bezeichnet. Bevorzugt sind der Fügebereich Fbg und der Montagebereich Mbg axial direkt aneinandergrenzend. Wenn zwischen dem Montagebereich Mbg und dem Fügebereich Fbg ein weiterer, anderer Wellenabschnitt ausgebildet ist, sollte dieser das Überschieben des montierten Sensorrades erlauben, insbesondere hinsichtlich des Durchmessers ggü. Dg. Der Durchmesser Dg stellt dabei den Durchmesser der Öffnung 23, also den Durchmesser der Wellenaufnahmeöffnung im Sensorrad dar.
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Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Montagebereich Mbg einen kleineren Durchmesser DMbg als der Fügebereich Fbg mit seinem Durchmesser DFbg aufweist.
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Die Herstellung einer erfindungsgemäßen gebauten Nockenwelle kann sich beispielsweise wie folgt gestalten.
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In einem ersten Verfahrensschritt werden die Komponenten, wie beispielsweise Nocken, auf die Tragwelle gefügt. Die Komponenten können auch noch in einem späteren Verfahrensschritt auf die Tragwelle gefügt werden. Dies kann wie beispielsweise in der
DE 102010045047 A1 beschrieben vorgenommen werden. Die nachfolgenden Verfahrensschritte betreffen die Aufbringung des erfindungsgemäßen Sensorrades auf der Tragwelle.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Montagebereich Mbg ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Schleifen oder Kaltumformen der Tragwelle geschehen. D
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In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Ausbilden des Fügebereichs Fbg, insbesondere mittels Schleifen oder Kaltumformen.
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In einem weiteren Verfahrensschritt werden die Sensorradelemente, fluchtend oder axial versetzt, einander gegenüberliegenden auf der Tragwelle positioniert. Die Art der Positionierung der Sensorradelemente relativ zueinander, ist abhängig von ihrer Montage aneinander bzw. miteinander.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Sensorrad in dem Montagebereich Mbg montiert, insbesondere dadurch, dass, je nach Art der Verriegelungseinrichtung
- a) die Sensorradelemente radial zur Tragwelle aufeinander zu bewegt werden und die Verriegelungseinrichtungen einclipsen.
- b) die Sensorradelemente axial versetzt positioniert und axial aufeinander zubewegt werden
- c) Denkbar ist ferner eine Kombination/Überlagerung axialer und radialer Zustellbewegung
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Die Sensorradelemente könnten beispielsweise axial nicht fluchtend zusammen geclipst werden und im Anschluss axial zueinander ausgerichtet und dann final montiert werden. Die Sensorradelemente können derart ausgestaltet sein, dass die Verbindungseinrichtungen nicht aneinander anliegen und somit Spiel aufweisen. Eine radiale Bewegung würde dann zum Formschluss der Verriegelung führen.
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In einem nächsten Verfahrensschritt kann das zusammengesetzte Sensorrad hinsichtlich seines Winkels in Bezug auf die Tragwelle ausgerichtet werden. Dies kann aber auch in dem bereits vorausgegangenen Verfahrensschritt berücksichtigt werden.
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In einem nächsten Verfahrensschritt wird das Sensorrad aus dem Montagebereich Mbg in den Fügebereich Fbg axial verschoben. Die Überdeckung zwischen Sensorrad und dem Fügebereich Fbg bewirkt eine Fixierung des Sensorrades und ggf. die Verriegelung der Verbindungseinrichtungen. Mit anderen Worten, der Durchmesser DMbg des Montagebereiches kann so angelegt sein, dass eine „lose“ Verbindung bzw. eine zum axialen Verschieben geeignete Verbindung zwischen den Sensorradelementen bereits bestehen kann. Mit einer bevorzugten Beziehung DFbg > DMbg werden die Sensorradelemente 21, 22 leicht radial auseinander gedrückt wenn sie von dem Montagebereich Mbg in den Fügebereich Fbg verschoben werden, so dass eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Sensorrad und Tragwelle aufgebaut werden kann.
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In einem weiteren Verfahrensschritt kann noch ein Schleifen, Finischen, eine Endbearbeitung der Lagerstellen bzw. der Nocken durchgeführt werden. Das Sensorrad ist bevorzugt fertig bearbeitet montiert und gefügt.
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Als bevorzugte Durchmesser-Verhältnisse kommen folgende Beziehungen in Frage:
- - DMbg < Dk
- - DFbg > DMbg
- - Dk > DFbg, wobei der Fügebereich Fbg auch nach dem Fügen der Komponenten ausgebildet werden kann, wobei dann das Verhältnis Dk <-> DFbg weniger von Bedeutung ist.
- - DFbg < Dg wobei das montierte Sensorrad 2 zur Tragwelle 1, insbesondere zum Montagebereich MBg, zumindest eine Spielpassung ausbildet. Hier kommt ggf. auch noch eine größere Passungstoleranz in Frage. Der Durchmesser DFbg des Fügebereiches Fbg sollte derart gewählt werden, dass andere Komponenten, wie beispielsweise Nocken 3, darüber geführt/gefädelt werden können.
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In den 11a, 11 b und 11c ist eine Ausgestaltung des Sensorrades 2 gezeigt. Hier ist vorzugsweise das Sensorradelement 21 derart ausgestaltet, dass es mehr als die Hälfte der Tragwelle 1 umgreifen kann bzw. der Umschlingungswinkel U der Tragwelle 1 mehr als 180° beträgt. Für den Umschlingungswinkel U ist insbesondere der Bereich des Sensorradelementes 21 relevant, der die Öffnung 23 oder einen Teil davon ausbildet. Für die Montage sind der Durchmesser des Montagebereiches DMbg und das Sensorradelement 21 mit einer Öffnungsweite 24 derart aufeinander abgestimmt, dass das Sensorradelement 21 trotz des Umschlingungswinkels U von mehr als 180° über die Tragwelle 1 geführt bzw. gestülpt werden kann, wie in 11b beispielhaft gezeigt.
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Anschließend kann das Sensorradelement 22, wie oben erläutert, montiert werden. Danach kann das Sensorrad 2 axial entlang der Tragwelle 1 aus dem Montagebereich Mbg in den Fügebereich Fbg verschoben und dadurch auf der Tragwelle 1 fixiert werden, vgl. 11 c.
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Bei einer Ausgestaltung, bei der der Umschlingungswinkel U ebenfalls größer 180° ist, könnte ggf. auf die Montage des zweiten Sensorradelementes 22 verzichtet werden. Das Sensorrad wird in einem solche Fall ausschließlich durch das Sensorradelement 21 gebildet. Vom Prinzip kann dieses Sensorrad wie das in 11b gezeigte Sensorradelement 21 ausgebildet sein, wobei auf die Verbindungseinrichtungen 4, 5 entfallen. Der Fachmann weiß auch, dass die Signalgebenden Flächen oder Flanken entsprechend auf dem Sensorradelement 21 auszubilden und anzuordnen sind. Ein solches Sensorrad kann aufgrund der Umschlingung der Tragwelle1 mit nur einem Sensorradelement die Pressverbindung zur Tragwelle 1 ausbilden.
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Es gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4121951 C1 [0003, 0056, 0058]
- CN 205085615 U [0005]
- DE 102010045047 A1 [0055, 0064]
