AT392232B - Verbundnockenwelle - Google Patents

Description

AT 392 232 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vefbundnockenwelle mit auf einem hohlen Wellenschaft aufgebrachten Lager- und/oder Nockenelementen, die mit dem Wellenschaft kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind, wobei die Innenprofile der Lager- und/oder Nockenelemente zum Einführen eines Verbindungsmaterials mindestens teilweise konisch sind. 5 Aufgabe der Erfindung ist es, die Nocken mit der Welle sicher zu verlöten oder zu verkleben, ohne daß kosten-, zeit- und arbeitsaufwendige Operationen vorgenommen werden müssen. Erfindungsgemäß ist hiezu vorgesehen, daß die Lager- und/oder Nockenelemente Gußstücke sind, deren Innenprofil unbearbeitet und mit einer als Lot- bzw. Klebstoffdepot dienenden Ausnehmung versehen ist, wobei der Spalt zwischen den Lager- und/oder Nockenelementen und dem Wellenschaft durchgelötet bzw. geklebt ist. 10 Dadurch daß als Nocken Gußstücke verwendet werden, die bereits vom Guß her mit dem entsprechenden Innenprofil versehen sind, bleibt die vom Guß stammende Oberflächenrauheit des Innenprofils erhalten, die zusammen mit der Form des Innenprofils (Konizität und Depottasche) eine einwandfreie Durchlötung bzw. Klebung bewirkt. Insbesondere bei der Einrichtung nach DE-OS 23 36 241 kann im Vergleich zum Eifindungsgegenstand der Klebstoff wegen seiner Oberflächenspannung nur schwer zwischen Nocken und Welle 15 eindringen. Gerade dieser Oberflächenspannung wirkt bei der Erfindung die saugende Kapillarwirkung des konisch ausgebildeten Innenflächenbereiches der Nocken bzw. Lagerelemente entgegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigen: 20 Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß hergestellte Nockenwelle und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Nocke und

Fig. 2a einen Längsschnitt durch eine Nocke.

Die erfindungsgemäß hergestellte Nockenwelle (1) weist Nocken (2) und Lagerteile (3) auf, die aus einer Metallegierung mit definierten Festigkeits- und Verschleißeigenschaften vorgefertigt sind. Die Wahl eines 25 geeigneten Werkstoffes für Nocken- und Lagerteile erfolgt gemäß den an diese Teile gestellten Forderungen des tribologischen Systemes nach insbesondere guter Verschleißfestigkeit. Es wurde für die Nocken Hartguß gewählt, mit einer Härte zwischen 45 - 60 HRC.

Lagerteile (3) und Nocken (2) werden auf einen vorgefertigten Wellenschaft, der aus einem Rohr (4) besteht, aufgebracht 30 Nocken (2), Lager (3) und Rohr (4) können werkstoffmäßig beliebig kombiniert werden, um den jeweiligen Anforderungen optimal zu genügen. So kann das Rohr (4) z. B. aus Stahl oder Kunststoff wie glasverstärktem oder aramidfaserverstärktem Kunststoff bestehen.

Die Nocken (2) werden in einem Gießverfahren gefertigt Dabei kommen verschiedene Fertigungsmethoden in Frage, z. B. in Kokillen, Sandguß oder im Genaugießverfahren. Um eine wirtschaftliche Herstellung zu 35 sichern, werden die Nocken im Stapelgußverfahren hergestellt

Das Innenprofil der Nocken ist speziell ausgebildet und weist eine Konizität auf. Dies ist von besonderem Vorteil in bezug auf den nachfolgenden Lötvorgang. Durch die Konizität herrschen Kapillarverhältnisse zwischen Nocke und Welle. Dementsprechend wird das Lotmaterial durch den Kapillardruck in den Spalt hineingesaugt Das bietet Gewähr dafür, daß der Spalt voll mit Lotmaterial ausgefüllt wird, wodurch eine perfekte Verbindung 40 zwischen Nocke und Welle entsteht Zudem kann eine Ausnehmung (3a) entlang der Innenkontur des Nockens vorgesehen sein. Diese Ausnehmung (3a) dient als sogenanntes Lotdepot In dieses Depot kann vor dem Aufschieben der Nocke auf das Rohr (4) ein Lotdraht eingelegt werden. Durch anschließende induktive Erwärmung schmilzt das Lot und die Verbindung zwischen der Nocke (2) und dem Rohr (4) ist hergestellt. Das Fixieren der Nocke auf der Hohlwelle vor dem Löten kann durch einen genau definierten Schweißpunkt (5) 45 erfolgen, so daß sich in den Hartgußnocken keine Gefügeveränderungen ergeben.

Die Verbindung kann aber auch mittels Kleben und/oder Schrumpfen erfolgen.

Im Hubbereich der Nocken sind stimseitige Ausnehmungen vorgesehen, die einerseits zur Gewichtseinsparung beitragen, andererseits das Handling erleichtern, dadurch, daß die einzelnen Nocken leichter greifbar sind und für die Fügeoperation exakt positionierbar sind. 50 Die Varbundnockenwelle wird z. B. auf folgende Weise zusammengefügt: In das im Innenprofil der Nocke vorhandene Lötdepot wird ein niedrig schmelzender Hartlotdraht eingebracht und der im Innenprofil unbearbeitete Nocken wird auf das Rohr (4) in die entsprechende Position gebracht Warn alle Nocken positioniert sind, wird bei Festhalten des Rohres eine Induktionsspule von Nocken zu Nocken bewegt, die den Lotdraht schmilzt Dabei wird der durch die Konizität des Innenprofils der Nocken entstehende veränderliche Kapillardruck des flüssigen 55 Lotes für eine einwandfreie Durchlötung des ringförmigen Spaltes (3a) ausgenutzt

Bei diesem Verfahren können die Innenkonturen der Nockenbohrung unbearbeitet bleiben.

Durch die Verwendung eines Rohres (4) als Wellenschaft ist auch eine bessere Schmiermöglichkeit gegeben, wobei dann die einzelnen Nocken Schmierdurchgänge (7) auf weisen.

Mt dem vorgeschlagenen Verfahren wird einerseits eine bedeutende Gewichtsreduktion erzielt bei gleichzeitig 60 hohen Torsions- und Biegefestigkeiten, eine Schmiermöglichkeit der Nockenwelle vorgesehen, wobei der operationelle Aufwand im Vergleich zu ähnlichen Verfahren gering bleibt -2-

Claims (2)

1. 5 AT 392 232 B PATENTANSPRÜCHE 10 1. Veibundnockenwelle mit auf einem hohlen Wellenschaft aufgebrachten Lag«· und/oder Nockenelementen, die mit dem Wellenschaft kraft- und/oder formschlüssig verbunden sind, wobei die Innenprofile der Lag«- und/oder Nockenelemente zum Einfuhren eines Verbindungsmaterials mindestens teilweise konisch sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager- und/oder Nockenelemente (2, 3) Gußstücke sind, deren Innenprofil IS unbearbeitet und mit einer als Lot- bzw. Klebstoffdepot dienenden Ausnehmung (3a) versehen ist, wobei der Spalt zwischen den Lager- und/oder Nockenelementen (2, 3) und dem Wellenschaft (4) durchgelötet bzw. geklebt ist.
2. 2. Verbundnockenwellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenelemente (2) im 20 Hubbereich stimseitig einander gegenüb«liegende Handhabungs- und Positionieraussparungen (6) aufweisen. 25 Hiezu 1 Blatt Zeichnung e -3-