[go: up one dir, main page]

WO2018141612A1 - Welle-nabe-verbund und verfahren zur erzeugung eines welle-nabe-verbundes - Google Patents

Welle-nabe-verbund und verfahren zur erzeugung eines welle-nabe-verbundes Download PDF

Info

Publication number
WO2018141612A1
WO2018141612A1 PCT/EP2018/051785 EP2018051785W WO2018141612A1 WO 2018141612 A1 WO2018141612 A1 WO 2018141612A1 EP 2018051785 W EP2018051785 W EP 2018051785W WO 2018141612 A1 WO2018141612 A1 WO 2018141612A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
hub
composite
setting region
axial direction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/051785
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc MÜLLER
Sebastian Wappler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
Thyssenkrupp Dynamic Components Teccenter AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta TecCenter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta TecCenter AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of WO2018141612A1 publication Critical patent/WO2018141612A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P9/00—Treating or finishing surfaces mechanically, with or without calibrating, primarily to resist wear or impact, e.g. smoothing or roughening turbine blades or bearings; Features of such surfaces not otherwise provided for, their treatment being unspecified
    • B23P9/02—Treating or finishing by applying pressure, e.g. knurling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0852—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft
    • F16D1/0858—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft due to the elasticity of the hub (including shrink fits)
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/14—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons knurled articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
    • B23P2700/02—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0471—Assembled camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L2001/0475—Hollow camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00—Manufacturing of components used in valve arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a shaft-hub composite with a non-round outside diameter having shaft. Furthermore, the invention relates to a shaft-hub composite.
  • a shaft-hub connection is known, according to which a plurality of cams or a plurality of bearing rollers are mounted on a shaft.
  • the shaft itself has on its outer periphery projecting portions which serve as abutment surfaces for the hub, which is for example a cam.
  • the shaft is tubular.
  • the bore of the hub, which serves to receive the shaft has a plurality of fitting recesses, which serve to receive the projecting portions of the shaft when the hub is pushed onto the shaft.
  • the assembled component in particular the cam, comprising the engaging body and the annular inner member, is press-fitted to this flared portion of the shaft applied substantially under plastic deformation, thus providing, for example, a crankshaft or a gear shaft.
  • Disadvantages also have an effect in this patent, for example, the maximum achievable coverage of the profiles of the shaft and the hub and thus the maximum achievable positive locking just like the material expansion generated during material deformation, which is also limited.
  • the head diameter of the material widening can not be increased in any desired manner.
  • a reduction in the inner diameter of the cam is limited, since this inner diameter can not be made smaller than the outer diameter of the shaft, as otherwise the cam would dig when applied to the shaft already in the fundamental wave. Consequently, the maximum achievable coverage as well as the torques to be transmitted is limited in such configured shaft-hub connections.
  • the method for producing a shaft-hub composite with a shaft having a non-round outer diameter and a hub having a through-hole for receiving the shaft has at least the following steps:
  • step b) a material widening in the axial direction along the shaft longitudinal axis is produced.
  • the composite can be, for example, a shaft-gear composite or a composite for forming a camshaft.
  • the shaft is a solid shaft or a hollow shaft, on which the hub, in particular the cam is pressed.
  • the shaft advantageously has an unround outer diameter, particularly advantageously a uniform non-round outer diameter.
  • the shaft is designed as a polygonal shaft with a plurality of edges, in particular three or more edges and consequently a plurality of corners.
  • the shaft has a round outer diameter.
  • the shaft is processed in a processing plant to produce a material widening.
  • the tools used for this purpose which are, for example, grinding tools, particularly advantageous roller burnishing tools, are advantageously evenly spaced from one another in the circumferential direction aligned or arranged the shaft.
  • the processing system has only a single tool for machining the shaft, in particular when a shaft with a round outer diameter is to be processed.
  • the tools are for machining the outer surface or surface of the shaft in at least one setting region, which is a region in which a press connection between the shaft and the hub is to be created. It is conceivable that more than one setting region, advantageously a plurality of setting regions, is produced on the shaft. Particularly advantageously, each setting region has a conical material widening extending in an axial direction of the shaft.
  • axial direction is understood in the context of the invention, the direction along the wavelength axis.
  • a rolling or toothing, in particular a posing of material is advantageously produced, which serves to produce a press connection, in particular a transverse press connection between the shaft and the hub, in particular in the setting region of the shaft.
  • the material expansion is not conical, but consistent, that means neither rising nor descending, extending in an axial direction of the shaft.
  • the torque transmission is advantageously already made possible when using a shaft with a non-circular outer diameter due to this non-round and increased particularly advantageous compared to a shaft with a round outer diameter.
  • the hub is advantageously pushed onto the shaft as far as the setting region or up to the setting region, so that a press connection is produced between the shaft and the hub. It is possible that after setting the hub on the shaft, a further setting area on the shaft is processed such that on this another material expansion is generated before another hub is pushed onto the shaft and placed on this wider setting range of the shaft.
  • a passage opening running conically in the axial direction is produced for receiving the shaft in the hub.
  • the hub is pushed onto the shaft such that the conically extending through opening extends substantially congruent with the conically extending material widening in the setting region of the shaft.
  • a material widening running conically in the axial direction along the longitudinal axis of the shaft is a material widening which has an outer diameter in an end region of the setting region, in particular in a setting region end, which is greater than at the beginning of the setting region, in particular in the setting region beginning or beginning (in the axial direction considered).
  • the conical through hole in the hub of the is formed such that in a region of a first end face of the hub, the inner diameter of the through hole is formed smaller than at a portion of the opposite (second) end face of the hub.
  • the passage opening of the hub is substantially funnel-shaped, corresponding to the conical course of material expansion in the setting region of the shaft.
  • the hub is pushed onto the shaft in such a way that when arranging the hub in the setting region of the shaft, the portion of the material widening which has a larger outer circumference interacts with the region of the passage opening of the hub, which has a larger inner diameter.
  • the material widening advantageously increases conically or funnel-shaped, wherein the hub is pushed so that increases in the same viewing direction, the inner diameter of the through hole of the hub conical or funnel-shaped or increases.
  • structuring into a surface of a passage opening of the hub is produced temporally before step c). Accordingly, it is possible that, for example, a widening of the material, in particular a curling or also a toothing, is produced in the surface of the passage opening of the hub as structuring. This advantageously increases the connection between the hub and the shaft in the setting region of the shaft so that high axial forces and / or torques can be transmitted, for example due to an additional positive connection between the shaft and the hub. It is also possible that additionally or alternatively to the configuration of the conically extending passage opening in the hub for receiving the shaft, the structuring is formed in the surface of the passage opening.
  • the through-opening of the hub is non-circular, in particular comparable to the geometric configuration of the outer diameter of the shaft, as a uniform out-of-round, in particular polygonal.
  • a high torque transmission between the hub and shaft is advantageously possible.
  • a bearing element for supporting the shaft is positioned on the shaft.
  • the bearing element has a bearing ring with a circular outer diameter.
  • the bearing element also has a passage opening for receiving the shaft, which is geometrically comparable to the outside diameter of the shaft, in particular as a uniform non-circular or polygonal shape.
  • the shaft and the hub are connected together using a thermal joining process. In this case, it is possible, for example, for the shaft to be cooled and / or the hub to be heated before the hub and the shaft are connected to one another.
  • the at least one expansion of material on the at least one setting region of the shaft is advantageous.
  • a shaft-hub composite with a shaft and a through hole for receiving the shaft have hub.
  • the shaft has at least one material widening, which runs conically in the axial direction, and has a setting region which extends at least in sections in the axial direction and in the circumferential direction of the shaft.
  • the hub is arranged according to the invention on the setting region of the shaft and axially and / or radially pressed with the shaft.
  • the shaft-hub composite comprised at least one shaft having a non-round outer diameter and a hub having a passage opening for receiving the shaft.
  • the shaft comprises at least one set of material having a set area, which extends at least partially in the axial direction and circumferential direction of the shaft.
  • the hub is arranged according to the invention on the setting area of the shaft and axially compressed.
  • the shaft has a round or non-circular outer diameter.
  • the shaft is a polygonal shaft having, for example, three corners and three edges or four corners and four edges. The edges or sides or stretching thus extend between the corners of the polygon, in particular polygon.
  • the corners themselves advantageously have a rounded geometric shape.
  • the material widening generated in the setting region of the shaft to be a rolling or toothing or a knurl. As a result, the torque transmission is advantageously increased and prevents unwanted in the axial direction of movement of the hub along the shaft longitudinal axis on the shaft.
  • the funnel-shaped material widening can advantageously be formed on a shaft with a round or non-circular outer diameter. It is also conceivable that the material deposition extending uniformly in the radial direction may be formed on a shaft with a round or non-round outer diameter.
  • the passage opening of the hub extends conically in the axial direction.
  • the conical shape of the through hole the hub is congruent to the conical course of material expansion in the setting region of the shaft is formed to prevent at least in an axial direction or shaft direction of the shaft displacement of the hub on the shaft after setting the hub on the setting range of the shaft.
  • a surface, in particular an inner surface, of the passage opening of the hub has a structuring, in particular a material widening, such as, for example, a curling or toothing.
  • the surface of the passage opening additionally or alternatively to the conical course of the passage opening of the hub has a structuring, wherein this structuring can be geometrically tuned to the material expansion of the shaft in the setting region.
  • a rolling or toothing geometrically comparable to the rolling or toothing in the setting of the shaft is used, so that a defined engagement or incision is made possible when arranging the hub on the shaft in the setting range of the shaft advantageous to significantly increase the torque transmission and axial force transmission.
  • the passage opening of the hub is formed geometrically comparable to the geometric configuration of the outer surface of the shaft and advantageously has a comparable polygonal configuration, whereby a particularly advantageous sufficient torque transmission is ensured.
  • a bearing element in particular a bearing ring axially adjacent to the hub is positioned on the shaft such that at least one end face of the bearing element serves as a stop acting in the axial direction of the hub. It is possible that the bearing element is arranged on an end face of the hub on the shaft, in the direction - starting from the opposite end of the hub - the hub due to the outer diameter-reducing material expansion (conical tapering of material expansion) in the setting region the shaft can not absorb increased axial force.
  • the bearing ring or the bearing element is advantageously arranged on the end face of the hub on the shaft, in the region of which the passage opening has the smallest inner diameter, while the shaft has the smallest outer diameter of the material widening in the section of the setting region.
  • shaft-hub assembly is produced by means of a method according to the preceding type.
  • a processing system for processing an outer surface of the shaft is claimed at least in a setting region for producing a shaft-hub assembly according to the aforementioned type.
  • the processing plant has a number of tools which are at least a factor of one higher than the number of corners of the shaft. If the shaft used is a shaft with a round outer diameter, it is therefore conceivable for the machining system to have only a single tool which is used to machine the outer surface of the shaft to produce a structuring in a setting region of the shaft.
  • the processing system has at least four tools to be aligned circumferentially around the shaft.
  • the tools are arranged at an angle of four times 90 ° around the shaft.
  • the four tools described instead of the four tools described only three tools with an angular offset of 90 ° (three times 90 °) are used, in which case the position of the fourth (missing) tool would remain unoccupied.
  • the tool or tools are designed to be displaceable in their position about the shaft, thus, advantageously, during the processing of the shaft or the outer surface of the shaft, to move around the shaft.
  • the shaft advantageously during its processing, is rotated about its longitudinal axis in order to be able to feed the still unprocessed areas of the outer surface to a tool.
  • an arrangement of only two tools is conceivable, which advantageously have an angular offset of 180 °.
  • the tools are so hydraulically, pneumatically or electromechanically driven or spring-loaded mounted that exert a pendulum-balancing pressure on the shaft to be machined.
  • a uniform machining of the outer surface of the shaft is advantageously made possible.
  • FIG. 1 shows a side sectional view of a hub and a shaft before method step c
  • FIG. 2 is a side sectional view of an embodiment of a shaft-hub assembly
  • 3 shows a side sectional view of an embodiment of a hub for a shaft-hub assembly according to the invention
  • FIG. 4 shows a lateral sectional view of a machining of the shaft for producing a shaft-hub assembly according to the invention
  • FIG. 5 in a sectional side view of a further embodiment of a shaft-hub composite according to the invention.
  • Figure 6 shows an embodiment of a processing plant for machining a shaft for a shaft-hub composite according to the invention.
  • FIG. 1 shows, in a lateral sectional view, a shaft 1, which forms an embodiment of a shaft-hub assembly 20 according to the invention (compare FIG. 2) with the hub 10 after arranging the hub 10 on the setting region 4 of the shaft 1.
  • the shaft 1 is in this case designed as a hollow shaft and has a through hole 2 which extends completely along the longitudinal axis 3 through the shaft 1.
  • the longitudinal axis 3 is advantageously also referred to as the axial axis.
  • the shaft 1 has a setting region 4 which is designed such that a material widening 5 is formed on an outer surface 6 of the shaft 1.
  • the material expansion 5 is generated for example by a roll.
  • the setting region 4 has a setting region beginning 4.1 and a setting region end 4.2, between which the material widening 5 advantageously extends conically or funnel-shaped.
  • the material widening 5 has an outer diameter h1 in the setting region beginning 4.1 of the setting region 4, which is smaller than in the setting region end 4.2 of the setting region 4. This means that the material widening 5 formed in the setting region end 4.2 of the seating region 4 has a larger outer diameter h2.
  • the outer diameter of the material widening 5 consequently rises continuously starting from the setting region start 4.1 to the setting region end 4.2, as a result of which a funnel-shaped or conically formed material widening 5 is or are generated along the setting region 4 of the shaft 1.
  • the shaft 1 has at least one, advantageously two or more free regions 7, in which the outer surface 6 of the shaft 1 does not comprise a material widening 5.
  • the shaft 1 is substantially unprocessed, consequently has no material widening and is ground, for example, only round on its outer surface 6.
  • a hub 10 is shown in FIG. 1 which has a passage opening 11 for receiving the shaft 1.
  • the passage opening 11 comprises a substantially untreated surface 12 and an insertion bevel 13.
  • an untreated surface 12 of the through-hole 11 for example, a surface without structuring is understood, in particular a structureless surface, apart from the occurrence of turning or scurfing marks.
  • the passage opening 11 is formed geometrically comparable to the outer periphery of the shaft 11.
  • the passage opening 11 of the hub 10 has a non-circular, in particular a uniform non-circular, particularly advantageous a polygonal geometric shape.
  • both the shaft 1 and the through hole 11 of the hub 10 are formed out of round.
  • the hub 10 is advantageously postponed after machining the through hole 11 and the setting region 5 of the shaft 1 in the mounting direction 30 on the shaft 1 such that a press connection, in particular a transverse press connection between the hub 10 and the shaft 1 in the setting region 4 is generated.
  • the shaft 1 is pushed through the through-opening 11 of the hub 10, until in the setting region 4 of the shaft 1, a press connection between the hub 10 and the shaft 1 is formed.
  • FIG. 2 An embodiment of a correspondingly produced shaft-hub composite 20 according to the invention is shown in particular in FIG. 2 in a lateral sectional view.
  • the passage opening 11 of the hub 10 extends in a conical or funnel-shaped form.
  • the hub 10 is advantageously placed on the setting region 4 of the shaft 1 in such a way that the conical progressions of the material expansion 5 and the through-opening 11 advantageously extend congruently.
  • FIG. 3 shows an embodiment of a hub 10 of a shaft-hub assembly according to the invention.
  • the hub 10 has a passage opening 11 which comprises a structuring 14.
  • the structuring 14 is advantageously designed as a rolling or toothing. It is also possible that the structuring 14 shown is a rotational contour or milling contour.
  • the structuring 14 and consequently also the passage opening 11 of the hub 10 have a conical, in particular funnel-shaped, course in the axial direction or along the longitudinal axis 3 of the shaft.
  • the inner diameter H2 of the structuring 14 or the through-bore 11 becomes larger is formed as in a portion of the passage opening end 11.2 of the through hole 11, on which the inner diameter H l is formed smaller than at the passage opening start 11.1.
  • the passage opening 11, in particular the structuring 14 is advantageously tapered in a funnel-shaped or conical manner starting from the start of the passage opening 11 1 towards the passage opening end 11.2.
  • the hub 10 additionally or alternatively to a conical passage opening 11, the structuring 14 which, depending on the geometric configuration of the passage opening 11 consequently also comprises a conical or funnel-shaped course.
  • the structuring 14, in particular the passage opening 11, is formed geometrically comparable to the material widening 5 in the setting region 4 of the shaft 1.
  • FIG. 4 shows a side sectional view of a machining of a shaft 1 for producing a shaft-hub assembly 20 according to the invention (see FIG. 5).
  • a conically extending material widening 5 is produced by using tools 51. 2 and 51. 4 of a processing system, as shown in FIG.
  • the tools 51.2 51.4 which are advantageously roller burnishing tools, have a tool profile 56 which serves to structure the outer surface of the shaft 1.
  • the tool extends profile of both tools 51.2 51.4 in the direction of the axis of rotation D of the tools 51.2 51.4 considered conical.
  • FIG. 5 shows a side sectional view of a further embodiment of a shaft-hub composite 20 according to the invention.
  • the embodiment of the shaft-hub assembly 20 according to the invention shown in FIG. 5 differs from the embodiment of a shaft-hub assembly 20 shown in FIG. 2 in that, in addition, a bearing element 40, in particular a ring bearing element, on the shaft 1 is arranged.
  • the bearing element 40 is advantageously arranged axially adjacent to the hub 10 on the shaft 1 and thereby also serves as a stop for preventing unwanted axially directed movement of the hub, in particular against the indicated mounting direction 30.
  • FIGS. 1, 2 or 5 schematically shows an embodiment of a processing installation 50 for machining a shaft 1, which serves as a component of a shaft-hub assembly 20 according to the invention (see, for example, FIGS. 1, 2 or 5).
  • the processing plant 50 has at least one tool, Advantageously, a plurality, in particular four tools 51.1-51.4, which are aligned in the circumferential direction about the shaft 1, which is designed here as a shaft 1 with non-circular outer diameter, for machining the outer surface 6 of the shaft 1.
  • the tools 51.1-51.4 are offset from each other at an angle of 90 ° (four times 90 °).
  • the tools 51.1-51.4 are used to produce a structuring, in particular a rolling (see, for example, Figures 1, 2 and 5) on the outer surface of the shaft 1.
  • the tools 51.1-51.4 can thus rotate within a square, without the contact to a lose the side surface of the shaft.
  • Each tool 51.1-51.4 advantageously has a hydraulic cylinder 52.1-52.4, wherein each of the hydraulic cylinders 52.1-52.4 is connected via a line system 55 to a hydraulic master cylinder 53 and a pressure accumulator 54.
  • the required forming force is advantageously produced hereby.
  • the tools 51.1-51.4 are rotated or rotated about their axes of rotation by the rotation of the shaft 1 about its longitudinal axis. Consequently, the tools 51.1-51.4 are advantageously designed as rotary bodies or rotary bodies.
  • the machining system shown in FIG. 5 has at least floatingly mounted tools 51.1-51.4 or a floating shaft 1. It is particularly advantageous formed a floating system of tools 51.1-51.4 and shaft 1, in which the tools 51.1-51.4 evenly distributed viewed in the circumferential direction around the shaft 1 are arranged.
  • the floating mounting of the tools can be realized for example by means of the described hydraulics or mechanically.
  • An electromechanical or even pneumatic application is conceivable here as well.
  • the pressure accumulator 54 it would also be conceivable to use the residual compatibility of the entire hydraulic system of the processing system 50 as a kind of pressure accumulator. For example, air bubbles in the hydraulic medium or expansion of the hydraulic lines when pressure is applied serve this purpose.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle - Nabe - Verbundes (20) sowie einen Welle-Nabe-Verbund, mit einer einen runden oder unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle (1), wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: • a) Anordnen der Welle (1) in einer Bearbeitungsanlage (50) zur Bearbeitung einer äußeren Oberfläche (6) der Welle (1) zumindest in einem Setzbereich (4), • b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung in dem Setzbereich der Welle, wobei die Materialaufweitung (5) in Axialrichtung entlang der Wellenlängsachse gleichbleibend oder konisch verläuft, • c) Verbinden von Nabe (10) und Welle (1) derart, dass im Setzbereich (4) eine Pressverbindung zwischen der Welle (1) und der Nabe (10) entsteht. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Bearbeitungsanlage (50) zur Bearbeitung einer Außenoberfläche (6) der Welle zumindest in einem Setzbereich (4) zur Erzeugung des Welle-Nabe-Verbundes (20).

Description

Welle-Nabe-Verbund und Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle. Ferner betrifft die Erfindung einen Welle-Nabe-Verbund.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE102008064426A1 ist eine Welle-Nabe-Verbindung bekannt, gemäß welcher auf einer Welle eine Mehrzahl von Nocken oder eine Mehrzahl von Lagerwalzen aufgebracht sind . Die Welle selbst weist auf deren äußeren Umfang vorstehende Abschnitte auf, die als Anschlagsflächen für die Nabe, welche beispielsweise ein Nocken ist, dienen. Die Welle ist rohrförmig ausgebildet. Die Bohrung der Nabe, welche zur Aufnahme der Welle dient, weist eine Mehrzahl an Pass-Ausnehmungen auf, die dazu dienen die vorstehenden Abschnitte der Welle beim Aufschieben der Nabe auf die Welle aufzunehmen. Nach der Postpositionierung der Nabe, insbesondere des Nockens, auf der Welle wird diese derart um deren zentrischen Längsachse verdreht, dass ein Verschieben der Nabe in Längsrichtung der Welle aufgrund der von der Wellenaußenoberfläche abstehenden Abschnitte verhindert wird. Hierfür ist eine sehr kostenintensive und konstruktiv aufwändig ausgeführte Ausgestaltung der Welle, insbesondere der Außenoberfläche der Welle, sowie auch der auf der Welle anzuordnenden Verbindungsteile bzw. Naben, wie hier die Nocken erforderlich . Eine weitere Welle-Nabe-Verbindung ist beispielsweise in der WO2005/066522A1 gezeigt. Hierbei wird während eines Rolliervorganges eine Welle derart bearbeitet, dass sich an einer gewünschten Position eine Materialanhäufung ergibt. Nach dem Bearbeitungsvorgang der Welle wird beispielsweise ein Nocken auf die Welle bis zur richtigen Position aufgepresst. Nach diesem Aufpressvorgang des Nockens auf der Welle erfolgt ein weiteres Bearbeiten, insbesondere Rollieren der Außenoberfläche der Welle, um darauffolgend den nächsten Nocken aufzupressen . Derartige Presseverbindungen sind hinsichtlich der Übertragung von in Längsrichtung und/oder in Umfangsrichtung der Welle dienenden Kräfte bzw. Momenten bekannt. Derartige konstruktiv gestaltete Welle-Nabe-Verbindungen können aufgrund der Toleranzabweichungen sowie der Materialbeschaffenheiten des als Anhäufung ausgebildeten Materials jedoch nur geringe Drehmomente sowie Axialkräfte aufnehmen . Dadurch ergibt sich die Gefahr eines Lösens oder Verdrehens der Nabe von der Welle bei Auftreten von hohen Belastungen während des Betriebes der Welle-Nabe-Verbindung, beispielsweise als Verwendung einer Nockenwelle. Aus der Patentschrift DE4218624C2 ist eine weitere Welle-Nabe-Verbindung bekannt, gemäß welcher ein Nocken mit einer Öffnung vorgesehen ist, welche ein ringförmiges inneres Teil mit einer Wellenöffnung aufweist. Das innere Teil weist eine 10-eckige Form mit abgerundeten Ecken auf. Dieses innere Teil ist in der Öffnung des Nockens angeordnet und dient zur Aufnahme der Welle. Auf der Welle ist mindestens ein aufgeweiteter Abschnitt mit einem Außendurchmesser erzeugt, der größer ist als der Außendurchmesser der Welle selbst. Das zusammengesetzte Bauteil, insbesondere der Nocken, welcher den Eingriffskörper und das ringförmige Innenteil umfasst, wird mit einer Presspassung auf diesen aufgeweiteten Abschnitt der Welle im Wesentlichen unter plastischer Verformung aufgebracht, um folglich beispielsweise eine Kurbelwelle bzw. eine Zahnradwelle zu schaffen . Nachteilig wirken sich auch in dieser Patentschrift beispielsweise die maximal erreichbare Überdeckung der Profile der Welle und der Nabe und somit der maximal zu erreichende Formschluss genauso aus, wie die bei der Materialumformung erzeugte Materialaufweitung, welche ebenfalls begrenzt ist. Das bedeutet, dass beispielsweise der Kopfdurchmesser der Materialaufweitung nicht in beliebiger Art und Weise vergrößert werden kann . Zudem ist eine Verkleinerung des Innendurchmessers des Nockens begrenzt, da dieser Innendurchmesser nicht kleiner ausgebildet werden kann als der Außendurchmesser der Welle, da sich anderenfalls der Nocken beim Aufbringen auf die Welle bereits in die Grundwelle eingraben würde. Folglich ist die maximal erreichbare Überdeckung sowie auch die zu übertragen Drehmomente bei derartig ausgestalteten Welle-Nabe-Verbindungen limitiert. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Welle-Nabe-Verbund sowie bei einem Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Welle-Nabe-Verbund sowie ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes zu schaffen, die auf einer einfachen und kostengünstigen Art und Weise eine Übertragung von hohen Axialkräften und Drehmomenten ermöglichen .
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 oder 2 sowie durch einen Welle-Nabe-Verbund mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 oder 10 sowie durch eine Bearbeitungsanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 18. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen . Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstständig auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann . Zudem kann der erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbund mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes hergestellt werden. Das Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes mit einer Welle und einer eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe weist zumindest die folgenden Schritte auf:
a) Anordnen der Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer äußeren Oberfläche der Wel- le zumindest in einem Setzbereich,
b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung in dem Setzbereich der Welle, wobei die Materialaufweitung in axialer Richtung entlang der Wellenlängsachse konisch verläuft,
c) Verbinden von Nabe und Welle derart, dass im Setzbereich eine Pressverbindung, insbesondere Querpressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht.
Alternativ weist das Verfahren zur Erzeugung eines Welle - Nabe - Verbundes mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle und einer eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe zumindest die folgenden Schritte auf:
a) Anordnen der Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Außenoberfläche der Welle zumindest in einem Setzbereich,
b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung (5) in dem Setzbereich (4) der Welle,
c) Verbinden der Nabe und der Welle derart, dass im Setzbereich eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht.
Hierbei verläuft die Materialaufweitung in Axialrichtung entlang der Welle betrachtet in radialer Richtung folglich gleichbleibend.
Im Rahmen der Erfindung ist es dabei denkbar, dass in Schritt b) eine in Axialrichtung entlang der Wel- lenlängsachse konisch verlaufende Materialaufweitung erzeugt wird .
Der Verbund kann beispielsweise ein Welle-Zahnrad-Verbund oder auch ein Verbund zur Bildung einer Nockenwelle sein. Es ist dabei denkbar, dass als Welle eine Vollwelle oder auch eine Hohlwelle dient, auf welcher die Nabe, insbesondere der Nocken aufgepresst ist. Die Welle weist vorteilhaft einen un- runden Außendurchmesser, besonders vorteilhaft einen gleichförmigen unrunden Außendurchmesser auf. Es ist möglich, dass die Welle als Polygonwelle mit einer Mehrzahl an Kanten, insbesondere drei oder mehr Kanten und folglich einer Mehrzahl an Ecken ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Welle einen runden Außendurchmesser aufweist. Vorteilhaft wird die Welle in einer Bearbeitungsanlage zur Erzeugung einer Materialaufweitung bearbeitet. Die hierzu dienenden Werkzeuge, welche beispielsweise Schleifwerkzeuge, besonders vorteilhaft Rollierwerkzeuge sind, sind vorteilhaft gleichmäßig zueinander beabstandet in Umfangsrichtung um die Welle ausgerichtet bzw. angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Bearbeitungsanlage lediglich ein einzelnes Werkzeug zur Bearbeitung der Welle aufweist, insbesondere, wenn eine Welle mit rundem Außendurchmesser zu bearbeiten ist. Die Werkzeuge dienen zur Bearbeitung der äußeren Oberfläche bzw. der Außenoberfläche der Welle in wenigstens einem Setzbereich, welcher ein Bereich ist, in welchem eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe erzeugt werden soll . Es ist denkbar, dass auf der Welle mehr als ein Setzbereich, vorteilhaft eine Mehrzahl an Setzbereichen erzeugt wird . Besonders vorteilhaft weist jeder Setzbereich eine sich in einer Axialrichtung der Welle erstreckende konische Materialaufweitung auf. Als Axialrichtung wird im Rahmen der Erfindung die Richtung entlang der Wellenlängsachse verstanden. Als Materialaufweitung im Bereich des Setzbereiches der Welle wird vorteilhaft eine Rollierung oder auch Verzahnung, insbesondere eine Aufwerfung von Material erzeugt, welche dazu dient eine Pressverbindung, insbesondere eine Querpressverbindung zwischen der Welle und der Nabe, insbesondere im Setzbereich der Welle zu erzeugen. Bei der Verwendung einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle ist es jedoch auch denkbar, dass die Materialaufweitung nicht konisch, sondern gleichbleibend, das bedeutet weder ansteigend noch absteigen, in einer Axialrichtung der Welle verläuft. Insbesondere die Drehmomentübertragung wird bei der Verwendung einer Welle mit einem unrunden Außendurchmesser bereits aufgrund dieses Unrundes vorteilhaft ermöglicht und im Vergleich zu einer Welle mit rundem Außendurchmesser besonders vorteilhaft erhöht. Nach der Erzeugung des Setzbereiches, insbesondere der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle wird vorteilhaft die Nabe auf die Welle bis zum Setzbereich bzw. bis auf den Setzbereich aufgeschoben, sodass eine Pressverbindung zwischen der Welle und der Nabe entsteht. Es ist möglich, dass nach dem Setzen der Nabe auf der Welle ein weiterer Setzbereich auf der Welle derart bearbeitet wird, dass auf diesem eine weitere Materialaufweitung erzeugt wird, bevor eine weitere Nabe auf die Welle aufgeschoben und auf diesen weiteren Setzbereich der Welle angeordnet wird . Es ist jedoch auch denkbar, dass insbesondere eine Mehrzahl an Setzbereichen auf der Welle nacheinander durch Erzeugung von Materialaufweitungen bearbeitet wird, bevor die Naben, wie zum Beispiel Nocken oder Zahnräder, auf die Welle aufgeschoben werden . Hierbei ist die Anwendung eines thermischen Fügeverfahren Verfahrens, wie nachfolgend noch näher erläutert, vorteilhaft.
Im Rahmen der Erfindung ist es des Weiteren denkbar, dass vor dem Schritt c) eine sich in Axialrich- tung konisch verlaufende Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle in der Nabe erzeugt wird. Vorteilhaft wird die Nabe derart auf die Welle aufgeschoben, dass die sich konisch erstreckende Durchgangsöffnung im Wesentlichen kongruent mit der konisch verlaufenden Materialaufweitung im Setzbereich der Welle verläuft. Unter einer in Axialrichtung entlang der Wellenlängsachse konisch verlaufenden Materialaufweitung ist eine Materialaufweitung zu verstehen, welche in einem Endbereich des Setzbereiches, insbesondere in einem Setzbereichsende, einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als zu Beginn des Setzbereiches, insbesondere im Setzbereichbeginn oder -anfang (in Axialrichtung betrachtet). Demzufolge wird auch die konisch verlaufende Durchgangsöffnung in der Nabe der- art ausgebildet, dass in einem Bereich einer ersten Stirnfläche der Nabe der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung geringer ausgebildet ist, als an einem Bereich der gegenüberliegenden (zweiten) Stirnfläche der Nabe. Das bedeutet, dass die Durchgangsöffnung der Nabe im Wesentlichen trichterförmig verläuft, entsprechend dem konischen Verlauf der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle.
Vorteilhaft wird die Nabe derart auf die Welle aufgeschoben, dass beim Anordnen der Nabe im Setzbereich der Welle der Abschnitt der Materialaufweitung, welcher einen größeren Außenumfang aufweist mit dem Bereich der Durchgangsöffnung der Nabe wechselwirkt, welcher einen größeren Innendurchmesser aufweist. In einer Längsrichtung der Welle betrachtet, vergrößert sich die Materialaufweitung vorteilhaft konisch bzw. trichterförmig, wobei die Nabe derart aufgeschoben ist, dass sich auch in gleicher Betrachtungsrichtung der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung der Nabe konisch bzw. trichterförmig vergrößert bzw. zunimmt.
Es ist des Weiteren denkbar, dass zeitlich vor dem Schritt c) eine Strukturierung in eine Oberfläche ei- ner Durchgangsöffnung der Nabe erzeugt wird . Demzufolge ist es möglich, dass als Strukturierung beispielsweise eine Materialaufweitung, insbesondere eine Rollierung oder auch eine Verzahnung in der Oberfläche der Durchgangsöffnung der Nabe erzeugt wird. Hierdurch wird vorteilhaft die Verbindung zwischen der Nabe und der Welle im Setzbereich der Welle erhöht, sodass hohe Axialkräfte und/oder Drehmomente beispielsweise aufgrund eines zusätzlichen Formschlusses zwischen der Welle und der Nabe, übertragen werden können. Es ist des Weiteren möglich, dass zusätzlich oder alternativ zur Ausgestaltung der konisch verlaufenden Durchgangsöffnung in der Nabe zur Aufnahme der Welle die Strukturierung in der Oberfläche der Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe unrund, insbesonde- re vergleichbar zur geometrischen Ausgestaltung des Außendurchmessers der Welle als gleichförmiges Unrund, insbesondere polygonförmig ausgebildet ist. Hierbei wird vorteilhaft eine hohe Drehmomentübertragung zwischen Nabe und Welle ermöglicht.
Es ist des Weiteren möglich, dass nach dem Schritt c) ein Lagerelement zur Lagerung der Welle, bei- spielsweise in einem Lagerrahmen einer Zylinderkopfhaube, auf der Welle positioniert wird . Es ist dabei vorteilhaft denkbar, dass das Lagerelement einen Lagerring mit einem kreisrunden Außendurchmesser aufweist. Zur Ermöglichung des Anordnens des Lagerelementes auf der Welle weist auch das Lagerelement eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle auf, welche geometrisch vergleichbar zum Außendurchmesser der Welle, insbesondere als gleichförmiges Unrund bzw. polygonförmig aus- gebildet ist. Wie bereits aufgeführt, ist es denkbar, dass die Welle und die Nabe unter Verwendung eines thermischen Fügeverfahrens miteinander verbunden werden . Hierbei ist es möglich, dass beispielsweise die Welle gekühlt und/oder die Nabe erwärmt wird bzw. werden, bevor die Nabe und die Welle miteinander verbunden werden. Vorteilhaft ist hierfür bereits die wenigstens eine Materialaufweitung auf dem we- nigstens einen Setzbereich der Welle erzeugt.
Es ist des Weiteren ein Welle-Nabe-Verbund mit einer Welle und einer Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisen Nabe beansprucht. Die Welle weist wenigstens einen eine in Axialrichtung konisch verlaufende Materialaufweitung aufweisen Setzbereich auf, welcher sich zumindest abschnitts- weise in Axialrichtung und in Umfangsrichtung der Welle erstreckt. Die Nabe ist erfindungsgemäß auf dem Setzbereich der Welle angeordnet und axial und/oder radial mit der Welle verpresst.
Alternativ umfasste der Welle - Nabe - Verbund zumindest eine einen unrunden Außendurchmesser aufweisende Welle und eine eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle aufweisenden Nabe. Die Welle umfasst wenigstens einen eine Materialaufweitung aufweisenden Setzbereich, welcher sich zumindest abschnittsweise in Axialrichtung und Umfangsrichtung der Welle erstreckt. Die Nabe ist erfindungsgemäß auf dem Setzbereich der Welle angeordnet und axial verpresst.
Im Rahmen der Erfindung ist es folglich denkbar, dass die Welle einen runden oder unrunden Außen- durchmesser aufweist. Vorteilhaft ist die Welle eine Polygonwelle aufweisend beispielsweise drei Ecken und drei Kanten oder vier Ecken und vier Kanten. Die Kanten bzw. Seiten bzw. Strecken erstrecken sich folglich zwischen den Ecken des Vieleckes, insbesondere Polygons. Die Ecken selbst weisen vorteilhaft eine abgerundete geometrische Form auf. Es ist vorteilhaft möglich, dass die im Setzbereiche der Welle erzeugte Materialaufweitung eine Rollie- rung oder Verzahnung oder ein Rändel ist. Hierdurch wird vorteilhaft die Drehmomentübertragung erhöht sowie eine ungewollte in Axialrichtung erfolgende Bewegung der Nabe entlang der Wellenlängsachse auf der Welle verhindert. Es ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Materialaufwerfung ohne radialen Anstieg bzw. Abstieg - in einer Axialrichtung betrachtet - entlang der Längsachse der Welle verläuft, oder eine konische bzw. trichterförmige geometrische Gestalt aufweist, und demnach radial ansteigend bzw. absteigend ausgebildet ist. Die trichterförmige Materialaufweitung kann vorteilhaft auf einer Welle mit rundem oder mit unrundem Außendurchmesser ausgebildet sein . Ebenfalls ist es denkbar, dass die sich in radialer Richtung gleichbleibend erstreckende Materialaufwerfung auf einer Welle mit rundem oder unrundem Außendurchmesser ausgebildet sein kann .
Es ist des Weiteren denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe in Axialrichtung konisch verläuft. Wie bereits oben erwähnt, ist es jedoch möglich, dass der konische Verlauf der Durchgangsöffnung der Nabe kongruent zum konischen Verlauf der Materialaufweitung im Setzbereich der Welle ausgebildet ist, um zumindest in einer Axialrichtung bzw. Wellenlängsrichtung der Welle ein Verschieben der Nabe auf der Welle nach dem Setzen der Nabe auf den Setzbereich der Welle zu verhindern. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, dass eine Oberfläche, insbesondere eine innere Oberfläche, der Durchgangsöffnung der Nabe eine Strukturierung, insbesondere eine Materialaufweitung, wie beispielsweise eine Rollierung oder auch Verzahnung aufweist. Demnach ist es denkbar, dass die Oberfläche der Durchgangsöffnung zusätzlich oder alternativ zum konischen Verlauf der Durchgangsöffnung der Nabe eine Strukturierung aufweist, wobei auch diese Strukturierung geometrisch abgestimmt zur Materialaufweitung der Welle im Setzbereich ausgebildet sein kann. Das bedeutet, dass beispielsweise auch auf der Oberfläche der Durchgangsöffnung eine Rollierung oder Verzahnung geometrisch vergleichbar zur Rollierung oder Verzahnung im Setzbereich der Welle verwendet wird, sodass ein definiertes Eingreifen bzw. Einschneiden beim Anordnen der Nabe auf der Welle im Setzbereich der Welle ermöglicht wird, um vorteilhaft die Drehmomentübertragung und Axialkraftübertragung deutlich zu erhöhen. Es ist des Weiteren denkbar, dass die Durchgangsöffnung der Nabe geometrisch vergleichbar zur geometrischen Ausgestaltung der äußeren Oberfläche der Welle ausgebildet ist und vorteilhaft eine vergleichbare polygonförmige Ausgestaltung aufweist, wodurch besonders vorteilhaft eine hinreichende Drehmomentübertragung gewährleistet wird . Im Rahmen der Erfindung ist des Weiteren denkbar, dass ein Lagerelement, insbesondere ein Lagerring axial benachbart zur Nabe derart auf der Welle positioniert ist, dass zumindest eine Stirnfläche des Lagerelementes als in Axialrichtung wirkender Anschlag für die Nabe dient. Hierbei ist es möglich, dass das Lagerelement an einer Stirnseite der Nabe auf der Welle angeordnet ist, in deren Richtung - ausgehend von der gegenüberliegenden Stirnseite der Nabe - die Nabe aufgrund der sich im Außen- durchmesser verringernden Materialaufweitung (konische Verjüngung der Materialaufweitung) im Setzbereich der Welle keine erhöhte Axialkraft aufnehmen kann. Dies bedeutet, dass der Lagerring bzw. das Lagerelement vorteilhaft an der Stirnfläche der Nabe auf der Welle angeordnet ist, in deren Bereich die Durchgangsöffnung den kleinsten Innendurchmesser aufweist, während die Welle in dem Abschnitt des Setzbereiches den geringsten Außendurchmesser der Materialaufweitung aufweist.
Es ist des Weiteren möglich, dass der Welle-Nabe-Verbund mittels eines Verfahrens gemäß der vorangegangenen Art erzeugt ist.
Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines Welle Nabe-Verbundes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind . Es ist des Weiteren eine Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Außenoberfläche der Welle zumindest in einem Setzbereich zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes gemäß der voran genannten Art beansprucht. Die Bearbeitungsanlage weist erfindungsgemäße eine Anzahl an Werkzeugen auf, welche mindestens um den Faktor eins höher ist als die Anzahl der Ecken der Welle. Handelt es sich bei der zum Einsatz gelangenden Welle um eine Welle mit einem runden Außendurchmesser, ist es folglich denkbar, dass die Bearbeitungsanlage lediglich ein einzelnes Werkzeug aufweist, welches zur Bearbeitung der Außenoberfläche der Welle zur Erzeugung einer Strukturierung in einem Setzbereich der Welle dient. Bei der Verwendung einer Welle mit einem unrunden Außendurchmesser, insbesondere einer Polygonwelle mit beispielsweise drei Ecken und drei Kanten, weist die Bearbeitungsanlage zumindest vier in Umfangsrichtung um die Welle auszurichtende Werkzeuge auf. In diesem Fall sind die Werkzeuge in einem Winkel von viermal 90° um die Welle angeordnet. Es wäre jedoch auch denkbar, dass anstelle der beschriebenen vier Werkzeuge lediglich drei Werkzeuge mit einem Winkelversatz von 90° (dreimal 90°) verwendet werden, wobei hierbei die Position des vierten (fehlenden) Werkzeuges unbesetzt bliebe. Des Weiteren ist es möglich, dass das Werkzeug oder die Werkzeuge in deren Position um die Welle versetzbar ausgestaltet sind, folglich, vorteilhaft während der Bearbeitung der Welle bzw. der Außenoberfläche der Welle, um die Welle wandern können. Ebenfalls es ist denkbar, dass die Welle, vorteilhaft während ihrer Bearbeitung, um deren Längsachse gedreht wird, um die noch unbearbeiteten Bereiche der Außenoberfläche einem Werkzeug zuführen zu können . Auch ist eine Anordnung von lediglich zwei Werkzeugen denkbar, welche vorteilhaft einen Winkelversatz von 180° aufweisen.
Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass die Werkzeuge derart hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch angesteuert oder federbelastet gelagert sind, dass diese einen pendelausgleichenden Druck auf die zu bearbeitende Welle ausüben. Hierdurch wird vorteilhaft eine gleichmäßige Bearbeitung der Außenoberfläche der Welle ermöglicht.
Bei der beschriebenen Bearbeitungsanlage ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen eines Welle Nabe-Verbundes gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung bzw. zu dem erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbund gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind .
Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Welle Nabe-Verbundes sowie ein Verfahren zu dessen Erzeugung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen die schematisch :
Figur 1 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Nabe sowie eine Welle vor dem Verfahrens- schritt c),
Figur 2 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform eine Welle-Nabe-Verbundes, Figur 3 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Ausführungsform einer Nabe für einen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund, Figur 4 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Bearbeitung der Welle zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes,
Figur 5 in einer seitlichen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes, und
Figur 6 eine Ausführungsform einer Bearbeitungsanlage zur Bearbeitung einer Welle für einen erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbund .
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 6 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In der Figur 1 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Welle 1 gezeigt, welche mit der Nabe 10 nach dem Anordnen der Nabe 10 auf den Setzbereich 4 der Welle 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (vergleiche Figur 2) bildet. Die Welle 1 ist hierbei als Hohl- welle ausgebildet und weist eine Durchgangsbohrung 2 auf die sich vollständig entlang der Längsachse 3 durch die Welle 1 hindurch erstreckt. Die Längsachse 3 ist vorteilhaft auch als Axialachse zu bezeichnen. Die Welle 1 weist einen Setzbereich 4 auf, welcher derart ausgebildet ist, dass auf einer Außenoberfläche 6 der Welle 1 eine Materialaufweitung 5 ausgebildet ist. Die Materialaufweitung 5 ist beispielsweise durch eine Rollierung erzeugt.
Der Setzbereich 4 weist einen Setzbereichbeginn 4.1 sowie ein Setzbereichende 4.2 auf, zwischen welchen sich die Materialaufweitung 5 vorteilhaft konisch bzw. trichterförmig erstreckt. Die Materialaufweitung 5 weist im Setzbereichbeginn 4.1 des Setzbereiches 4 einen Außendurchmesser hl auf, welcher geringer ist als im Setzbereichende 4.2 des Setzbereiches 4. Das bedeutet, dass die im Setzbereichende 4.2 des Sitzbereiches 4 ausgebildet Materialaufweitung 5 einen größeren Außendurchmesser h2 aufweist. Der Außendurchmesser der Materialaufweitung 5 steigt folglich ausgehend vom Setzbereichbeginn 4.1 zum Setzbereichende 4.2 kontinuierlich an, wodurch eine trichterförmige oder auch konisch ausgebildete Materialaufweitung 5 entlang des Setzbereiches 4 der Welle 1 erzeugt wird bzw. ist. Außerhalb des wenigstens einen Setzbereiches 4 weist die Welle 1 wenigstens einen, vorteilhaft zwei oder mehr Freibereiche 7 auf, in welchen die Außenoberfläche 6 der Welle 1 keine Materialaufweitung 5 umfasst. In dem wenigstens einen Freibereich 7 ist die Welle 1 im Wesentlichen unbearbeitet, weist folglich keine Materialaufweitung auf und ist beispielsweise lediglich auf deren Außenoberfläche 6 rund geschliffen. Des Weiteren ist in der Figur 1 eine Nabe 10 gezeigt, welche eine Durchgangsöffnung 11 zur Aufnahme der Welle 1 aufweist. Es ist denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 eine im Wesentlichen unbehandelte Oberfläche 12 sowie eine Einführschräge 13 umfasst. Als unbehandelte Oberfläche 12 der Durchgangsöffnung 11 wird beispielsweise eine keine Strukturierung umfassende Oberfläche, insbesondere eine - vom Auftreten von Drehriefen oder Räumspuren abgesehen - strukturlose Oberfläche verstanden . Es ist vorteilhaft denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 geometrisch vergleichbar zum Außenumfang der Welle 11 ausgebildet ist. So ist es denkbar, dass die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 eine unrunde, insbesondere eine gleichmäßige unrunde, besonders vorteilhaft eine polygon- förmige geometrische Gestalt aufweist. Es ist demnach denkbar, dass sowohl die Welle 1 sowie auch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 unrund ausgebildet sind . Die Nabe 10 wird vorteilhaft nach der Bearbeitung der Durchgangsöffnung 11 sowie des Setzbereiches 5 der Welle 1 in Montagerichtung 30 auf die Welle 1 derart aufgeschoben, dass eine Pressverbindung, insbesondere eine Querpressverbindung zwischen der Nabe 10 und der Welle 1 im Setzbereich 4 erzeugt wird . Es ist jedoch auch denkbar, dass die Welle 1 durch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 geschoben wird, bis im Setzbereich 4 der Welle 1 eine Pressverbindung zwischen der Nabe 10 und der Welle 1 entsteht.
Eine Ausführungsform eines entsprechend erzeugten erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 ist insbesondere in der Figur 2 in einer seitliche Schnittdarstellung gezeigt. Vorteilhaft erstreckt sich die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 in konischer oder bzw. trichterförmige Form. Insbesondere in Montagerichtung 30 wird dabei eine Erhöhung der Axialkräfte ermöglicht, da ein ungewolltes axiales Bewegen der Nabe 10 in Montagerichtung 30 nach Aufbringen der Nabe 10 auf dem Setzbereich 5 der Welle 1 verhindert wird . Vorteilhaft ist bei dem Welle-Nabe-Verbund 20 die Nabe 10 derart auf dem Setzbereich 4 der Welle 1 platziert, dass die konischen Verläufe der Materialaufweitung 5 sowie der Durchgangsöffnung 11 vorteilhaft kongruent verlaufen. Das bedeutet, dass die Nabe 10 derart im Setzbereich 5 der Welle 1 angeordnet ist, dass der Abschnitt der Strukturierung 14 mit dem größeren Innendurchmesser H2 (siehe Figur 3) mit dem Abschnitt der Materialaufweitung 5 wechselwirkt, welcher ebenfalls einen größeren Außendurchmesser h2 (siehe Figur 1) aufweist. In der Figur 3 ist eine Ausführungsform einer Nabe 10 eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes gezeigt. Die Nabe 10 weist eine Durchgangsöffnung 11 auf, die eine Strukturierung 14 umfasst. Die Strukturierung 14 ist vorteilhaft als Rollierung oder Verzahnung ausgebildet. Es ist auch möglich, dass die gezeigte Strukturierung 14 eine Drehkontur oder Fräskontur ist. Besonders vorteilhaft weist die Strukturierung 14 und folglich auch die Durchgangsöffnung 11 der Nabe 10 einen konischen, ins- besondere trichterförmigen Verlauf in Axialrichtung bzw. entlang der Wellenlängsachse 3 auf. Das bedeutet, dass beispielsweise im Abschnitt des Durchgangsöffnungsbeginnes 11.1 der Durchgangsöffnung 11 der Innendurchmesser H2 der Strukturierung 14 bzw. der Durchgangsbohrung 11 größer ausgebildet ist als in einem Abschnitt des Durchgangsöffnungsendes 11.2 der Durchgangsbohrung 11, an welchem der Innendurchmesser H l kleiner ausgebildet ist als an dem Durchgangsöffnungsbeginn 11.1. Vorteilhaft verjüngt sich folglich die Durchgangsöffnung 11, insbesondere die Strukturierung 14 trichterförmige bzw. konisch ausgehend vom Durchgangsöffnungsbeginn 11. 1 hin zum Durchgangsöffnungsende 11.2. Es ist denkbar, dass die Nabe 10 zusätzlich oder alternativ zu einer konischen ausgebildeten Durchgangsöffnung 11 die Strukturierung 14 aufweist, welche je nach geometrischer Ausgestaltung der Durchgangsöffnung 11 folglich auch einen konischen bzw. trichterförmigen Verlauf umfasst. Vorteilhaft ist die Strukturierung 14, insbesondere die Durchgangsöffnung 11 geometrisch vergleichbar zur Materialaufweitung 5 im Setzbereich 4 der Welle 1 ausgebildet.
In der Figur 4 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine Bearbeitung einer Welle 1 zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (siehe. Figur 5) gezeigt. Wie in der Figur 4 gezeigt, wird in einem Setzbereich 4 der Welle 1 eine konisch verlaufende Materialaufweitung 5 mittels Verwendung von Werkzeugen 51.2 und 51.4 einer Bearbeitungsanlage, wie in der Figur 6 gezeigt, er- zeugt. Hierfür weisen die Werkzeuge 51.2 51.4, welche vorteilhaft Rollierwerkzeuge sind, ein Werkzeugprofil 56 auf, welches zur Strukturierung der Außenoberfläche der Welle 1 dient. Vorteilhaft verläuft das Werkzeug profil beider Werkzeuge 51.2 51.4 in Richtung der Drehachse D der Werkzeuge 51.2 51.4 betrachtet konisch . Das bedeutet, dass der Außendurchmesser des Werkzeuges 51.2 51.4, insbesondere des Rollierwerkzeuges bzw. der Rollierwalze, ansteigend oder abfallend in Richtung der Drehachse D betrachtet, verläuft. Aufgrund des konisch verlaufenden Werkzeugprofiles 56 erfolgt auch eine Erzeugung einer konisch in Richtung der Wellenlängsachse L verlaufenden Strukturierung 5 im Setzbereich 4 der Welle 1.
In der Figur 5 ist in einer seitlichen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 gezeigt. Die in der Figur 5 gezeigt Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fällen Welle-Nabe-Verbundes 20 unterscheidet sich zu der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform eines Welle-Nabe-Verbundes 20 insbesondere dadurch, dass zusätzlich ein Lagerelement 40, insbesondere ein Ringlagerelement, auf der Welle 1 angeordnet ist. Das Lagerelement 40 ist vorteilhaft axial benachbart zur Nabe 10 auf der Welle 1 angeordnet und dient hierdurch zudem als Anschlag zur Verhinderung einer ungewollten in Axialrichtung gerichteten Bewegung der Nabe, insbesondere entgegen der aufgezeigten Montagerichtung 30. Vorteilhaft ist das Lagerelement 40 an einer Stirnseite der Nabe 10 auf der Welle 1 angeordnet, an welcher die Materialaufweitung 5 der Welle 1 den geringsten Außendurchmesser aufweist. In der Figur 6 ist schematisch eine Ausführungsform einer Bearbeitungsanlage 50 zur Bearbeitung einer Welle 1 , welche als Bestandteil eines erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbundes 20 (siehe beispielsweise Figuren 1, 2 oder 5) dient. Die Bearbeitungsanlage 50 weist wenigstens ein Werkzeug, vorteilhaft eine Mehrzahl, insbesondere vier Werkzeuge 51.1-51.4 auf, welche in Umfangsrichtung um die Welle 1, welche hier als Welle 1 mit unrundem Außendurchmesser ausgebildet ist, zur Bearbeitung der Außenoberfläche 6 der Welle 1 ausgerichtet werden. Vorteilhaft sind die Werkzeuge 51.1-51.4 in einem Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet (viermal 90°). Die Werkzeuge 51.1-51.4 dienen zur Erzeugung einer Strukturierung, insbesondere einer Rollierung (siehe beispielsweise Figuren 1, 2 und 5) auf der Außenoberfläche der Welle 1. Vorteilhaft lassen sich die Werkzeuge 51.1-51.4 folglich innerhalb eines Quadrates rotieren, ohne den Kontakt zu einer der Seitenfläche der Welle zu verlieren. Jedes Werkzeug 51.1-51.4 weist vorteilhaft einen Hydraulikzylinder 52.1-52.4 auf, wobei jeder der Hydraulikzylinder 52.1-52.4 über ein Leitungssystem 55 mit einem Hydraulikhauptzylinder 53 und ei- nem Druckspeicher 54 verbunden ist. Durch eine Beaufschlagung des Systems mit Druck wird ein Kontakt zwischen den Werkzeugen 51.1-51.4 und der Welle 1 ermöglicht. Zudem wird vorteilhaft hiermit die erforderliche Umformkraft erzeugt. Vorteilhaft werden durch die Rotation der Welle 1 um deren Längsachse auch die Werkzeuge 51.1-51.4 in Rotation bzw. Drehung um deren Drehachsen versetzt. Folglich sin die Werkzeuge 51.1-51.4 vorteilhaft als Rotationskörper bzw. Drehkörper ausgebildet. Hierdurch wird ein Abwälzen der Werkzeuge 51.1-51.4 auf der Welle 1 ermöglicht. Mit Hilfe des oben benannten Druckspeichers 54 werden zudem vorteilhaft Abweichungen der realen Eingriffsbedingungen zwischen den einzelnen Werkzeugen 51.1-51.4 und der Welle 1 kompensiert. Vorteilhaft weist die in der Figur 5 gezeigte Bearbeitungsanlage zumindest schwimmend gelagerte Werkzeuge 51.1-51.4 oder eine schwimmend gelagerte Welle 1 auf. Es ist besonders vorteilhaft ein schwimmend gelagertes System aus Werkzeugen 51.1-51.4 und Welle 1 ausgebildet, bei welchem die Werkzeuge 51.1-51.4 gleichmäßig verteilt in Umfangrichtung betrachtet um die Welle 1 angeordnet sind.
Die schwimmende Lagerung der Werkzeuge kann beispielsweise mittels der beschriebenen Hydraulik oder auch mechanisch realisiert werden. Auch eine elektromechanische oder gar pneumatische An- wendung ist hierbei denkbar.
Alternativ zu der Verwendung des Druckspeichers 54 wäre es auch denkbar die Restkompessibilität des gesamten Hydrauliksystems der Bearbeitungsanlage 50 als eine Art Druckspeicher zu verwenden . Hierfür dienen beispielsweise Luftblasen im Hydraulikmedium oder eine Aufweitung der Hydrauliklei- tungen beim Beaufschlagen von Druck.
Weiterhin ist es denkbar eine Anzahl der verwendbaren Werkzeuge beispielsweise durch Lagerelement bzw. Lagerstellen zu ersetzen, um die erforderliche Anpresskraft zwischen den verbliebenen Werkzeugen 51.1-51.4 bzw. dem verbliebenden Werkzeug (mindestens ein Werkzeug muss verbleiben) und der Welle 1 zu gewährleisten . Bezugszeichenliste
1 Welle
Durchgangsbohrung
(Wellen-)Längsachse
Setzbereich
.1 Setzbereichbeginn
4.2 Setzbereichende
5 Materialaufweitung
6 Außenoberfläche
7 Freibereich
10. Nabe
11 Durchgangsöffnung
11.1 Durchgangsöffnungsbeginn
11.2 Durchgangsöffnungsende
12 Oberfläche der Durchgangsöffnung
13 Einführschräge
14 Strukturierung
20 Welle-Nabe-Verbund
30 Montagerichtung
40 Lagerelement h l kleinste Außendurchmesser der Materialaufweitung h2 größte Außendurchmesser der Materialaufweitung
H l kleinste Innendurchmesser der Strukturierung
H2 größte Innendurchmesser der Strukturierung
50 Bearbeitungsanlage
51.1-51.4 Werkzeug
52.1-52.4 Hydraulikzylinder
53 Hydraulikhauptzylinder
54 Druckspeicher
55 Leitungssystem
56 Werkzeug profil Drehachse Wellenlängsach

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines Welle - Nabe - Verbundes (20)
mit einer Welle (1) und einer eine Durchgangsöffnung (11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweisenden Nabe (10),
wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
a) Anordnen der Welle (1) in einer Bearbeitungsanlage (50 zur Bearbeitung einer Außenoberfläche (6) der Welle (1) zumindest in einem Setzbereich (4),
b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung (5) in dem Setzbereich (4) der Welle (1), wobei die Materialaufweitung (5) in Axialrichtung entlang der Wellenlängsachse (3) konisch verläuft, c) Verbinden der Nabe (10) und der Welle (1) derart, dass im Setzbereich (4) eine Pressverbindung zwischen der Welle (1) und der Nabe (10) entsteht.
2. Verfahren zur Erzeugung eines Welle - Nabe - Verbundes (20)
mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle (1) und einer eine Durchgangsöffnung (11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweisenden Nabe (10),
wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
a) Anordnen der Welle (1) in einer Bearbeitungsanlage (50 zur Bearbeitung einer Außenoberfläche (6) der Welle (1) zumindest in einem Setzbereich (4),
b) Erzeugen wenigstens einer sich zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung und in Axialrichtung erstreckenden Materialaufweitung (5) in dem Setzbereich (4) der Welle (1), c) Verbinden der Nabe (10) und der Welle (1) derart, dass im Setzbereich (4) eine Pressverbindung zwischen der Welle (1) und der Nabe (10) entsteht.
3. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in Schritt b) eine in Axialrichtung entlang der Wellenlängsachse (3) konisch verlaufende Materialaufweitung (5) erzeugt wird .
4. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem Schritt c) eine sich in Axialrichtung konisch verlaufende Durchgangsöffnung (11) zur Aufnahme der Welle (1) in der Nabe (10) erzeugt wird .
5. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt c) eine Strukturierung (14) in einer Oberfläche (12) einer Durchgangsöffnung (11) der Nabe (10) erzeugt wird .
6. Verfahren gemäß Ansp
dadurch gekennzeichnet, dass
als Strukturierung (14) eine Materialaufweitung (5), insbesondere eine Rollierung oder eine Verzahnung oder eine Drehkontur oder eine Fräskontur erzeugt wird .
7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Schritt c) ein Lagerelement (40) zur Lagerung der Welle (1) auf der Welle (1) positioniert wird .
Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Welle (1) und die Nabe (10) mittels eines thermischen Fügeverfahrens miteinander verbunden werden .
Welle - Nabe - Verbund (20) mit einer Welle (1) und einer eine Durchgangsöffnung (11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweisenden Nabe (10), wobei zumindest die Welle (1) wenigstens einen eine in Axialrichtung konisch verlaufende Materialaufweitung (5) aufweisenden Setzbereich (4) umfasst, welcher sich zumindest abschnittsweise in Axialrichtung und Umfangsrich- tung der Welle (1) erstreckt,
und wobei die Nabe
(10) auf dem Setzbereich (4) der Welle (1) angeordnet und axial verpresst ist.
Welle - Nabe - Verbund (20) mit einer einen unrunden Außendurchmesser aufweisenden Welle (1) und einer eine Durchgangsöffnung
(11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweisenden Nabe (10), wobei zumindest die Welle (1) wenigstens einen eine Materialaufweitung (5) aufweisenden Setzbereich (4) umfasst, welcher sich zumindest abschnittsweise in Axialrichtung und Um- fangsrichtung der Welle (1) erstreckt,
und wobei die Nabe (10) auf dem Setzbereich (4) der Welle (1) angeordnet und axial verpresst ist.
Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß Ansp
dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) einen runden oder unrunden Außendurchmesser aufweist.
12. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Materialaufweitung (5) eine Rollierung oder Verzahnung oder ein Rändel ist.
13. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Durchgangsöffnung (11) der Nabe (10) in Axialrichtung konisch verläuft.
14. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der konische Verlauf der Durchgangsöffnung (11) der Nabe (10) kongruent zum konischen Verlauf der Materialaufweitung (5) im Setzbereich (4) der Welle (1) ausgebildet ist.
15. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Oberfläche (12) der Durchgangsöffnung (11) der Nabe (10) eine Strukturierung (14), insbesondere eine Materialaufweitung aufweist.
16. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Lagerelement (40) axial benachbart zur Nabe derart auf der Welle (1) positioniert ist, dass zumindest eine Stirnfläche des Lagerelementes (40) als in Axialrichtung wirkender Anschlag für die Nabe (10) dient.
17. Welle - Nabe - Verbund (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Welle-Nabe-Verbund (20) mittels eines Verfahrens gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6 erzeugt ist.
18. Bearbeitungsanlage (50) zur Bearbeitung einer Außenoberfläche (6) der Welle (1) zumindest in einem Setzbereich (4) zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes (20) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 7 bis 14,
gekennzeichnet, dadurch dass
die Bearbeitungsanlage (50) eine Anzahl an Werkzeugen (51.1 - 51.4) aufweist, welche min- destens um den Faktor eins höher ist als die Anzahl der Ecken der Welle (1).
19. Bearbeitungsanlage (50) gemäß Anspruch 18,
gekennzeichnet, dadurch dass
die Bearbeitungsanlage zumindest vier in Umfangsrichtung um die Welle (1) auszurichtende Werkzeuge (51.1 - 51.4) aufweist.
20. Bearbeitungsanlage (50) gemäß Anspruch 19,
gekennzeichnet, dadurch dass
die Werkzeugen (51.1 - 51.4) in einem Winkel von viermal 90° um die Welle (1) angeordnet sind.
21. Bearbeitungsanlage (50) gemäß einem der Ansprüche 18 bis 20,
gekennzeichnet, dadurch dass
die Werkzeugen (51.1 - 51.4) derart hydraulisch, pneumatisch, oder elektromechanisch angesteuert oder federbelastet gelagert sind, dass diese einen pendelausgleichenden Druck auf die zu bearbeitende Welle (1) ausüben.
PCT/EP2018/051785 2017-02-01 2018-01-25 Welle-nabe-verbund und verfahren zur erzeugung eines welle-nabe-verbundes Ceased WO2018141612A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017201578.0A DE102017201578B4 (de) 2017-02-01 2017-02-01 Welle-Nabe-Verbund und Verfahren zur Erzeugung eines Welle-Nabe-Verbundes
DE102017201578.0 2017-02-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018141612A1 true WO2018141612A1 (de) 2018-08-09

Family

ID=61054406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/051785 Ceased WO2018141612A1 (de) 2017-02-01 2018-01-25 Welle-nabe-verbund und verfahren zur erzeugung eines welle-nabe-verbundes

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102017201578B4 (de)
WO (1) WO2018141612A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017203773A1 (de) * 2017-03-08 2018-09-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Welle-Nabe-Verbindung, sowie Antriebsstrang mit einer solchen Welle-Nabe-Verbindung
EP3670951B1 (de) * 2020-03-05 2022-08-24 Pfeiffer Vacuum Technology AG Verfahren zum fügen einer welle mit einer nabe, insbesondere für eine vakuumpumpe
DE102020123085A1 (de) 2020-09-03 2022-03-03 Grohe Ag Verfahren zur Herstellung einer Sanitärkomponente

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT292417B (de) * 1969-07-16 1971-08-25 Saladin Ag Vorrichtung zur Oberflächenstrukturierung im Verhältnis zu ihrem Durchmesser langgestreckter Werkstücke, insbesondere Walzen
US3972212A (en) * 1975-06-16 1976-08-03 Brinkman Robert J Progressive knurl holder
US4942752A (en) * 1985-09-19 1990-07-24 Sheldon Helfman Apparatus for reforming and restoring the surface of a cylindrical workpiece manually
DE4218624A1 (de) * 1991-06-07 1992-12-10 Nippon Piston Ring Co Ltd Mechanisches element mit einer welle, die sich mit einer presspassung in einem aufnehmenden glied befindet und dessen herstellungsverfahren
EP0521354A1 (de) * 1991-07-03 1993-01-07 Etablissement Supervis Nockenwelle zur Steuerung von Ventilen bei Verbrennungskraftmaschinen
JPH06312323A (ja) * 1993-04-26 1994-11-08 Mitsubishi Materials Corp 中空可動軸
WO2005066522A1 (de) 2004-01-12 2005-07-21 Buergler Robert Anordnung und verfahren zum herstellen einer nockenwelle
DE102008064426A1 (de) 2007-12-28 2009-07-02 Musashi Seimitsu Industry Co., Ltd., Toyohashi-shi Verfahren zum Ausbilden einer Nockenwelle
US20100162976A1 (en) * 2008-10-29 2010-07-01 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Camshaft and Production Process Therefor
WO2011160241A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-29 Jansen Ag Verfahren zur herstellung einer innenrändelung in einer aufnahmebohrung eines nabenkörpers
CN103406758A (zh) * 2013-07-25 2013-11-27 宁波江宸自动化装备有限公司 一种凸轮轴自动装配机
CH709379A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-15 Unipart Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Funktionswelle.

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2630790B1 (fr) * 1988-04-28 1994-04-08 Valtubes Procede d'assemblage d'un arbre a cames rapportees et arbre a cames ainsi obtenu
JPH08121120A (ja) 1994-08-31 1996-05-14 Nippon Piston Ring Co Ltd シャフトを嵌合部材に圧入してなる機械要素
ES2349396T3 (es) * 2005-06-20 2010-12-30 Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag Árbol de levas compuesto.
DE102009014895B4 (de) * 2009-03-25 2012-05-24 Audi Ag Welle-Nabe-Verbindung
DE102009022657A1 (de) 2009-05-26 2011-01-05 Audi Ag Nockenwelle sowie Verfahren zur Herstellung

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT292417B (de) * 1969-07-16 1971-08-25 Saladin Ag Vorrichtung zur Oberflächenstrukturierung im Verhältnis zu ihrem Durchmesser langgestreckter Werkstücke, insbesondere Walzen
US3972212A (en) * 1975-06-16 1976-08-03 Brinkman Robert J Progressive knurl holder
US4942752A (en) * 1985-09-19 1990-07-24 Sheldon Helfman Apparatus for reforming and restoring the surface of a cylindrical workpiece manually
DE4218624C2 (de) 1991-06-07 1999-03-25 Nippon Piston Ring Co Ltd Mechanisches Element mit einer Welle, die sich unter Druck in mindestens ein zusammengesetztes Eingriffsbauteil eingepaßt ist sowie dessen Herstellungsverfahren
DE4218624A1 (de) * 1991-06-07 1992-12-10 Nippon Piston Ring Co Ltd Mechanisches element mit einer welle, die sich mit einer presspassung in einem aufnehmenden glied befindet und dessen herstellungsverfahren
EP0521354A1 (de) * 1991-07-03 1993-01-07 Etablissement Supervis Nockenwelle zur Steuerung von Ventilen bei Verbrennungskraftmaschinen
JPH06312323A (ja) * 1993-04-26 1994-11-08 Mitsubishi Materials Corp 中空可動軸
WO2005066522A1 (de) 2004-01-12 2005-07-21 Buergler Robert Anordnung und verfahren zum herstellen einer nockenwelle
DE102008064426A1 (de) 2007-12-28 2009-07-02 Musashi Seimitsu Industry Co., Ltd., Toyohashi-shi Verfahren zum Ausbilden einer Nockenwelle
US20100162976A1 (en) * 2008-10-29 2010-07-01 Neumayer Tekfor Holding Gmbh Camshaft and Production Process Therefor
WO2011160241A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-29 Jansen Ag Verfahren zur herstellung einer innenrändelung in einer aufnahmebohrung eines nabenkörpers
CN103406758A (zh) * 2013-07-25 2013-11-27 宁波江宸自动化装备有限公司 一种凸轮轴自动装配机
CH709379A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-15 Unipart Ag Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Funktionswelle.

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017201578A1 (de) 2018-08-02
DE102017201578B4 (de) 2024-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007018920B3 (de) Antriebswelle
WO2015192826A1 (de) Verbindungsanordnung zur axialsicherung einer welle-nabe-verbindung und verfahren zur axialsicherung einer welle-nabe-verbindung
DD284953A5 (de) Spannsatz zur uebertragung von drehmomenten und/oder axialkraeften
EP3305501A1 (de) Schnecke zum einsatz in einem extruder und extruder
EP2911826B1 (de) Verfahren zum zusammenbau eines motormoduls
DE1934339A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum dauerhaften Verbinden von umlaufenden Teilen,wie Wellenteilen od.dgl.,mittels Kerbverzahnung
EP2801436A2 (de) Nockenwelle
EP3423727B1 (de) Welle-nabe-verbindung
WO2018141612A1 (de) Welle-nabe-verbund und verfahren zur erzeugung eines welle-nabe-verbundes
EP2379246B1 (de) Rotationsumformverfahren zur herstellung eines nietbundes
EP1320433A1 (de) Verfahren zum herstellen einer hohlwelle, insbesondere nockenwelle, und danach hergestellte hohlwelle
EP1502011A1 (de) Einstückig ausgebildeter nocken und verfahren zum herstellen des nockens sowie zusammenbau einer steuerwelle oder nockenwelle
WO2014180963A1 (de) Anordnung mit hohlwelle, antriebswelle und spannvorrichtung
EP1186820B1 (de) Vorrichtung zur Herstellung einer unlösbaren Verbindung zwischen dem Endbereich eines Rohres und einem Verbindungselement
EP1723316B1 (de) Nockenwelle und verfahren zur herstellung einer nockenwelle
DE10135556B4 (de) Verfahren zum Montieren von Lagerringen
WO2011160240A1 (de) Wellenkörper mit einem abschnitt mit einer längsgerändelten aussenkontur
EP2580488A1 (de) Welle-nabe-verbindung
EP2382397B1 (de) Mehrteiliges schraubenelement, schraubverbindung sowie verfahren zum herstellen eines mehrteiligen schraubenelementes
DE10308242B4 (de) Wellenflanschverbindung und Verfahren zum Herstellen einer..
DE3809369C2 (de)
DE102007013984A1 (de) Vorrichtung zum Halten eines zylindrischen Bauteils in einem zylindrischen Gehäuse
DE10333231B4 (de) Abdichtanordnung eines Längenausgleichs einer Kreuzgelenkwelle
DE102006035082A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Welle-Nabe-Verbindung
EP2338620B1 (de) Rotationssymmetrisches Verbundbauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18701749

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18701749

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1