DE2922509A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von nockenwellen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von nockenwellen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nockenwellen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Nockenwellen für die Ventilsteuerung von Verbrennungskraftmaschinen werden durch Gesenkschmieden und überwiegend durch Gießen hergestellt. Bei gegossenen Nockenwellen kann man die notwendige hohe Verschleißfestigkeit der Nocken durch induktives Oberflächenhärten erreichen. Dazu ist es notwendig, die Wellen aus Gußeisen mit Lamellengraphit und mit Chrom und Molybdän legiert herzustellen, wobei die Nocken nach dem Härten noch geschliffen werden müssen.
Die Verschleißfestigkeit der Nocken kann bei unlegiertem Gußeisen im Gußzustand ohne weitere Nachbehandlung auch dadurch erreicht werden, daß die Formoberfläche der Nocken in der Gießform durch Kühleisen gebildet wird, wodurch im Bereich der Nokken eine örtlich schnellere Erstarrung des Gußeisens erzielt wird und dabei der Kohlenstoff im Gefüge als hartes Eisenkarbid anstatt als Graphit ausscheidet. Diese so geformten Nocken mit ausreichender Oberflächenhärte werden ebenfalls noch durch überschleifen bearbeitet.
Beim Gießen muß ganz besonders darauf geachtet werden, daß der Bereich, in dem die Formoberfläche der Nocken zur notwendigen Gefügeausbildung rascher erstarrt, genau eingehalten wird. Bei zu kleiner Fläche nimmt der Verschleißwiderstand ab. Wenn diese besondere Abkühlfläche zu groß wird, entsteht für die Welle wegen der besonderen Sprödheit eine besondere Riß- und Bruchgefahr.
Die äußere Gefügeschicht muß darüber hinaus völlig fehlerfrei sein.
Nockenwellen werden zur Erreichung der notwendigen Dauerfestigkeits- und Verschleißfestigkeitsanforderungen auch badnitriert oder vergütet.
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Die vorerwähnten Herstellverfahren erfordern einen hohen Fertigungsaufwand und sind mit bestimmten Nachteilen verbunden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren und eine Vorrichtung sowie eine Nockenwelle vorgeschlagen, wie es in den Patentansprüchen beschrieben ist.
Bei der erfindungsgemäß aus Rohrelementen hergestellten Nockenwelle ergeben sich eine Reihe von Vorteilen gegenüber den nach bekannten Verfahren hergestellten Nockenwellen und zwar:
1.) leichtere Herstellung der Einzelteile wie Lager, Nocken und Tragrohr nach bekannten Verfahren.
2.) Verwendung Jedes gewünschten Werkstoffes bei allen Einzelteilen, insbesondere bei den Nocken, zur optimalen Erfüllung der an die Nockenwelle gestellten Anforderungen bezüglich Dauerfestigkeit und Verschleißfestigkeit.
3.) Keine Nachbehandlung wie badnitrieren oder vergüten erforderlich.
4.) Nach dem Verbinden der Einzelteile zu einer Nockenwelle ist nur Richten der Welle und Schleifen des Außendurchmessers der Lagerstellen erforderlich.
5.) Gewichtsersparnis um ca. 5O#.
6.) Kostenersparnis.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert werden· Dabei zeigt:
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Figur 1 Seitenansicht einer aus Einzelteilen bestehenden Nockenwelle im Gesenk mit Werkzeug für die Verbindung der Einzelteile zu einer Nockenwelle in Arbeitsstellung.
Figur 1a eine vereinfachte Darstellung des Aufbringens eines Endstückes.
Figur 2 Querschnitt durch das Gesenk und durch die Nockenwelle im Bereich eines Nockens.
Figur 3 Längsschnitt durch einen Teil der Nockenwelle im Bereich eines Nockens und eines Zwischenlagerso
Figur 4 Eine Seitenansicht einer Nockenwelle mit Nocken und Lagerstelle.
Figur 5 Einen Längsschnitt der Figur 4.
Figur 6 Einen Querschnitt zu Figur 5.
Figur 7 Einen Querschnitt zu Figur 5 mit aufgelöteten Nocken.
Figur 8 Einen Querschnitt zu Figur 5 mit aufgeschrumpften Nocken.
Figur 9 Einen Querschnitt zu Figur 5 mit hydrogeformtem Rohr und Nocken mit gleichmäßiger Wand.
Figur 10 Ein Gesenk im Längsschnitt.
Das in der Figur 1 dargestellte Gesenk setzt sich aus einzelnen, jeweils geteilten Scheiben 1 zusammen. In diese Scheiben sind die Konturen für die die Lagerstellen oder Nocken bildenden
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Rohrabschnitte eingearbeitet, sowie bei diesem Beispiel auch die Kontur für ein Endstück 2. Zum mechanischen Aufweiten dient das hier angedeutete Werkzeug 3. Das Tragrohr ist mit 4 und die einzelnen Lager- bzw. Nockenstellen sind mit 5 bezeichnet.
Wie aus den Figuren 4 und 5 erkennbar, ist das Tragrohr 4 durch hydromechanisches Aufweiten mit dem Nockenelement 5 formschlüssig verbunden. Es ist auch möglich, das Nockenelement 5 auf das glatte oder aufgeweitete Rohr aufzuschrumpfen. Es sind ferner Lagerstellen aufgeweitet.
Das für die Herstellung verwendete in eine hydromechanische Aufweiteeinrichtung einsetzbare Gesenk ist horizontal und vertikal geteilt und besteht aus den Glatteilen 6, den Scheiben 1 für die Nockenelemente und für die Lagerstellen.
In Figur 6 und 8 ist ein aus einem Rohr mit ungleichmäßiger Wand bestehendes Nockenelement 5 und in Figur 7 und 9 ein Nockenelement aus einem Rohr mit gleichmäßiger Wand dargestellt·
In das aus den Scheiben zusammengestellte Gesenk werden das Tragrohr und die Nockenelemente, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, eingesetzt. Bei diesem Gesenk werden durch hydromechanisches Aufweiten das Tragrohr und die Nockenelemente derart aneinandergedrückt, daß eine formschlüssige Verbindung entsteht; ferner drückt sich die Wand des Tragrohres 1 in die Ausnehmungen der Scheiben 6, wodurch die erforderlichen Lagerstellen entstehen.
Es ist auch denkbar, Nockenelemente aus Bandstreifen, die an der Tragrohrseite geschlitzt sind, zu verwenden und zwischen Tragrohr und Blechstreifen Formstücke einzusetzen.
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Claims (8)

  1. ■ jM-es^arin AG, ->-CJO Du ~ .^^ ic-':' 1,
    Marine smannuf er 2
    η Ze.chen ihr Schruibon vom ■ · ^ύ-e ic .: ι HERBtEri Vv">Vr\- "0;
    Fall 12 8S9/Mjr/gn 31. Ka*
    Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung vor. Nockenwellen
    Patentansprüche:
    J. Verfahren zur .Herstellung von Nockenwellen, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein Tragrohr Lagerstellen oder nockenbildende Rohrabschnitte aufgeschoben und mit dem Tragrohr kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch Löten erfolgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch Aufschrumpfen erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
    das Verbinden durch hydromechanisches Aufweiten des Tragrohres erfolgt.
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    ... ,-.:■- .·■ !) .■-> PaO, TELEX TSLEGRAMM: '.ILEFON: BANKKONTO: PO" riCH rCr-KCjNTO " - öic 44 INVENTION 3FRLIN BiR^ITvER BANr, AG. v. \\\λ -,:■"■ NVEN α BERLIN t30 Λ. GO 37 BERLIN 31 122; '.* NC.-ίΐ :LN Z.2 030. C!/2 23 S2 3695715000
    ORIGINAL INSPECTED
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch mechanisches Aufweiten des Tragrohrs erfolgt.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbinden durch hydromechanisches Anpressen an das Tragrohr erfolgt.
  7. 7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Rohrabschnitte von einem mit ungleichmäßiger Wand gepreßtem oder oval verformten Rohr abgetrennte Stücke verwendet werden.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein mehrteiliges aus Scheiben zusammengesetztes Gesenk (4), das eine durchgehende dem Außendurchmesser des Tragrohres (1) mit den Lagerstellen und Nocken entsprechende Gravur aufweist.
    ... 3 030049/0577
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