DE4118685A1 - Zusammengesetzte nockenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Nockenwelle, deren eine Wellendurchgangsbohrung aufweisende Nocken zu­ mindest eine von der Durchgangsbohrung ausgehende Nut aufweisen und die durch Aufweiten der Welle kraftschlüs­ sig und formschlüssig mit der Welle verbunden sind.

Eine derartige Nockenwelle ist aus der DE 34 01 057 C2 bekannt. Hierbei hat sich gezeigt, daß aufgrund der ex­ tremen Steifigkeitssprünge im Übergangsbereich zwischen der Kontur der Durchgangsbohrung sowie der danebenlie­ genden Nut beim Aufweiten der Hohlwelle unbefriedigende Ergebnisse erzielt werden. Zwar ist es erwünscht, zur Er­ zielung der kraftschlüssigen Verbindung den Wellenkörper nicht nur elastisch, sondern auch plastisch zu verformen, jedoch können sich beim bekannten Stand der Technik im oben genannten Übergangsbereich unzulässig hohe Verfor­ mungen des Wellenmaterials einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Maßnahmen aufzuzei­ gen, mit Hilfe derer an einer zusammengesetzten Nocken­ welle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beim Ferti­ gungsprozeß extrem hohe Verformungsgradienten vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die im Be­ reich der Nockenspitze liegende Nut in einen in der Breite erweiterten Durchbruch übergeht, dessen Kontur der Außenkontur der Nockenspitze ähnlich ist.

Näher erläutert wird die Erfindung anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispieles, wobei ein durch einen Nocken verlaufender Schnitt durch eine erfindungsgemäße Nocken­ welle gezeigt ist.

Die zusammengesetzte Nockenwelle besteht aus einer Hohl­ welle 1 sowie zumindest einem auf die Hohlwelle 1 aufge­ setzten Nocken 2, der hierfür eine Wellendurchgangsboh­ rung 3 aufweist. Die Verbindung zwischen dem Nocken 2 so­ wie der Hohlwelle 1 erfolgt durch Aufweiten der Hohlwelle 1. Hierzu wird der Innenraum 4 der Hohlwelle 1 mit hohem Druck beaufschlagt, wozu beim Fertigungsprozeß ein weit­ gehend inkompressibles Fluid eingebracht wird. Hierdurch verformt sich die Hohlwelle 1 bis in den plastischen Be­ reich, so daß zwischen dem über weite Bereiche lediglich elastisch verformten Nocken 2 sowie der plastisch ver­ formten Hohlwelle 1 eine kraftschlüssige Verbindung her­ gestellt wird.

Unterstützt wird diese kraftschlüssige Verbindung durch eine formschlüssige Verbindung im Bereich zumindest einer im Nocken 2 vorgesehenen, von der Wellendurchgangsbohrung 3 ausgehenden Nut 5. In dieser Nut 5 krallt sich die pla­ stisch verformte Hohlwelle fest, so daß sicher höchste Drehmomente übertragen werden können.

Jedoch könnte sich im Übergangsbereich 6 zwischen der Nut sowie der die Wellendurchgangsbohrung 3 beschreibenden Innenkontur 7 des Nockens 2 aufgrund des relativ hohen Steifigkeitssprunges eine unzulässig hohe plastische Ver­ formung der Welle 1 einstellen. Der sog. Verformungsgra­ dient, der durch Vergleich der Wellenverformung im Be­ reich der Innenkontur 7 mit derjenigen im Bereich der Nut 5 gebildet wird, könnte hierbei unzulässig hoch werden.

Um hier Abhilfe zu schaffen, geht die im Bereich der Nockenspitze 2a liegende Nut 5 in einen in der Breite b erweiterten Durchbruch 8 über, dessen Kontur der Außen­ kontur der Nockenspitze 2a ähnlich ist. Die Nut 5 sowie der Durchbruch 8 bilden somit im Übergangsbereich 6 des Nockens 2 einen Hinterschnitt, der den Steifigkeitssprung in diesem Bereich erheblich herabsetzt. In diesem Über­ gangsbereich 6 wird somit beim Aufweiten der Hohlwelle 1 auch der Nocken 2 geringfügig plastisch verformt. Gleich­ zeitig vergleichmäßigt diese Konfiguration vorteilhafter­ weise die im Nocken 2 auftretende Spannungsverteilung. Dies resultiert aus der der Nockenspitze 2a ähnlichen Kontur des Durchbruchs 8.

Der gezeigte Nocken 2 läßt sich beispielsweise in einem Sinterprozeß einfach fertigen. Dabei muß die Wellendurch­ gangsbohrung 3 keineswegs einen Kreisquerschnitt be­ sitzen, um den erfindungsgemäßen Effekt zu erzielen. Ebenso können weitere Details abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel gestaltet sein, ohne den Inhalt des Patentanspruches zu verlassen.

Claims (1)

1. Zusammengesetzte Nockenwelle, deren eine Wellen-Durch­ gangsbohrung (3) aufweisende Nocken (2) zumindest eine von der Durchgangsbohrung (3) ausgehende Nut (5) aufwei­ sen, und die durch Aufweiten der Welle (1) kraftschlüssig und formschlüssig mit der Welle (1) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Nocken­ spitze (2a) liegende Nut (5) in einen in der Breite (b) erweiterten Durchbruch (8) übergeht, dessen Kontur der Außenkontur der Nockenspitze (2a) ähnlich ist.