DE10113952A1 - Gebaute Nockenwelle und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Gebaute Nockenwelle und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gebaute Nockenwelle mit einem die Welle bildenden Tragrohr und mit ringförmigen Nockenscheiben aus Stahl, die mit dem Tragrohr durch ein Schweißverfahren verbunden sind. Die Nockenscheiben müssen im Bereich der Funktionsfläche eine hohe Härte aufweisen, um den Verschleiß während des Betriebes der Nockenwelle zu minimieren; andererseits müssen sie im Verbindungsbereich zum Tragrohr so gestaltet sein, daß ein großserienfähiges, prozeßsicheres Verschweißen mit dem Tragrohr gewährleistet werden kann. Um dies zu erreichen, ist die Nockenscheibe so gestaltet, daß sie im Verbindungsbereich, in dem die Nockenscheibe mit dem Tragrohr der Nockenwelle verschweißt ist, einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (< 0,35%) aufweist und im Bereich der Funktionsfläche auf einen hohen Kohlenstoffgehalt (> 0,4%) aufgekohlt und gehärtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine gebaute Nockenwelle mit einem die Welle bildenden Tragrohr und mit ringförmigen Nockenscheiben aus Stahl, die mit dem Tragrohr durch ein Schweißverfahren ver­ bunden sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Nockenwelle sowie einen Nockenschei­ ben-Rohling als Halbzeug für die Herstellung einer Nockenschei­ be.
Eine gebaute Nockenwelle, bestehend aus einem Tragrohr und aus auf dieses aufgefädelten und mit ihm durch Schweißen verbunde­ nen ringförmige Nockenscheiben, ist z. B. aus der DE 34 33 595 A1 bekannt. Mit solchen gebauten Nockenwellen lassen sich - im Vergleich zu herkömmlichen geschmiedeten Nockenwellen - erheb­ liche Gewichtsreduktionen erzielen, da als Grundkörper eine rohrförmige Welle (anstatt einer Vollwelle) verwendet werden kann. Weiterhin können bei gebauten Nockenwellen - im Gegensatz zu einstückig gefertigten Nockenwellen - Nockenscheiben und Tragrohr aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und/oder unter Verwendung verschiedener spezifischer Herstellungs- und Bearbeitungsverfahren hergestellt werden, wodurch die für die jeweilige Komponente geforderten spezifischen Materialeigen­ schaften erreicht und gleichzeitig Kosteneinsparungen erzielt werden können. Als Grundwerkstoffe für Nockenscheiben und Trag­ rohr werden vielfach Stähle verwendet.
Insbesondere die Nockenscheibe muß in einer gebauten Nockenwel­ le bezüglich ihrer Materialeigenschaften zwei schwer zu verein­ baren Anforderungen genügen: Einerseits muß sie im Bereich der Funktionsfläche eine hohe Härte aufweisen, um den Verschleiß während des Betriebes der Nockenwelle zu minimieren; anderer­ seits muß sie im Verbindungsbereich zum Tragrohr so gestaltet sein, daß ein großserienfähiges, prozeßsicheres Verschweißen mit dem Tragrohr gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gebaute Nockenwelle mit Nockenscheiben aus Stahl bereitzustellen, die einerseits im Bereich der Funktionsflächen der Nockenscheiben eine ausreichende Härte aufweist und andererseits eine qualita­ tiv hochwertige Schweißverbindung zwischen Tragrohr und Nocken­ scheibe umfaßt. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Verfahren zur Herstellung einer sol­ chen Nockenwelle vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 2, 5, 6 und 8 gelöst.
Der erfindungsgemäßen Lösung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine großserienfähige Verschweißbarkeit eines Stahl-Werkstücks nur dann gegeben ist, wenn der Kohlenstoffgehalt des Stahls an der Schweißstelle einen gewissen Maximalwert (etwa 0.35%) nicht übersteigt; andererseits kann ein Stahl-Werkstück nur dann zu­ friedenstellend gehärtet werden, wenn der Kohlenstoffgehalt des Stahls im zu härtenden Bereich einen gewissen Minimalwert (min­ destens 0.4%) nicht unterschreitet.
Erfindungsgemäß ist die mit dem Tragrohr unter Bildung der No­ ckenwelle zu verschweißende Nockenscheibe daher so gestaltet, daß sie im Bereich der Funktionsfläche einen hohen Kohlenstoff­ gehalt (< 0.4%) aufweist und gleichzeitig im Verbindungsbe­ reich, in dem die Nockenscheibe mit der Tragrohr der Nockenwel­ le verschweißt ist, einen niedrigen Kohlenstoffgehalt (< 0.35%) aufweist. Aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts im Bereich der Funktionsfläche kann die Nockenscheibe - durch Einsatz eines geeigneten Härtungsverfahrens - in diesem Bereich gezielt in einer solchen Weise oberflächengehärtet werden, daß die Funkti­ onsfläche die für eine lange Lebensdauer benötigte Härte und Resistenz gegenüber Verschleiß erhält. Andererseits stellt der niedrige Kohlenstoffgehalt im Verbindungsbereich der Nocken­ scheibe mit dem Tragrohr sicher, daß beim Verschweißen der No­ ckenscheibe mit dem Tragrohr ein Auftreten von Mikrorissen weitgehend unterbunden wird, so daß die Nockenscheibe prozeßsi­ cher mit dem Tragrohr verbunden werden kann.
Das Ausgangsmaterial zur Herstellung der erfindungsgemäßen No­ ckenwelle ist ein Nockenscheiben-Rohling, der aus einem Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.35% besteht. Dieser Rohling kann als Rohr oder als massiver Strang vorliegen, von dem in einem späteren Prozeßschritt die Nockenscheiben schei­ benweise abgeschnitten werden; er kann aber auch z. B. als Schmiedeteil vorliegen, aus dem eine einzelne Nockenscheibe hergestellt wird.
Der Nockenscheiben-Rohling wird in einem ersten Prozeßschritt selektiv in lokalen, ausgewählten Bereichen auf einen Kohlen­ stoffgehalt von mindestens 0.4% (siehe Anspruch 2), vorzugswei­ se auf einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0.5% und 0.8% aufge­ kohlt (siehe Anspruch 3). Die ausgewählten Bereiche umfassen insbesondere die entlang des Außenumfangs des Nockenscheiben- Rohlings liegenden Funktionsflächen, die im späteren Betrieb der Nockenwelle besonders hohen Belastungen und hohem Ver­ schleiß ausgesetzt sind; dabei kann die gesamte Außenfläche des Rohlings aufgekohlt werden, oder das Aufkohlen kann auf den Na­ senbereich der Nockenscheibe beschränkt werden, der im späteren Betrieb einer besonders hohen Beanspruchung unterliegt. In Ab­ hängigkeit davon, ob und in welchem Maße die Nockenscheiben in späteren Prozeßschritten einer spanenden Bearbeitung unterwor­ fen werden, sollte die Einsatztiefe in den Aufkohlungsbereichen mindestens 0.5 mm, besser jedoch etwa 2 mm betragen. - Andere Bereiche des Nockenscheiben-Rohling - und insbesondere diejeni­ gen Bereiche, in denen in einem späteren Prozeßschritt die Ver­ schweißung der Nockenscheibe mit dem Tragrohr erfolgt - werden gezielt von der Aufkohlung ausgespart; in diesen Bereichen liegt somit auch nach der Aufkohlung der ursprüngliche Kohlen­ stoffgehalt von < 0.35% vor.
Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es besonders vor­ teilhaft, als Halbzeug zur Herstellung der Nockenscheiben ein Rohr vorzusehen, das zunächst als Ganzes im Bereich seiner Au­ ßenwandung aufgekohlt wird - wobei die Rohrenden verschlossen werden, um ein Eindringen der Aufkohlungsgase in den Innenraum zu vermeiden -, und von dem im Zuge der späteren Bearbeitung die Nockenscheiben scheibenweise abgelängt werden (siehe An­ spruch 4). Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, daß das Aus­ sparen der Schweißbereiche während des Aufkohlens unter minima­ lem Aufwand, nämlich lediglich durch Verschließen der Rohren­ den, erreicht werden kann.
Nach dem Aufkohlen wird der Nockenscheiben-Rohling langsam ab­ gekühlt, um eine Härtung der aufgekohlten Bereiche zu unterbin­ den. Anschließend wird aus dem lokal aufgekohlten, aber noch weichen Rohling durch spanlose und/oder spanende Bearbeitung eine Nockenscheibe geformt. Ist der Nockenscheiben-Rohling ein Rohr- oder Stangenmaterial, so werden in diesem Prozeßschritt auch die einzelnen Nockenscheiben vom Rohr bzw. der Stange ab­ geschnitten und nachbearbeitet.
Anschließend werden die Nockenscheiben im Bereich der Funkti­ onsflächen oberflächengehärtet; hierzu werden die Nockenschei­ ben in den zuvor aufgekohlten Bereichen, die im Betrieb den Funktionsflächen entsprechen, lokal aufgeheizt und dann ab­ schreckt. Um die Härteverzüge so gering wie möglich zu halten, empfiehlt sich die Verwendung des Induktionshärtens (siehe An­ spruch 7). Bei diesem Verfahren gelangt die eingebrachte Wärme nicht von der Oberfläche her in die Nockenscheibe, sondern sie entsteht in der zu härtenden Schicht. Dadurch läßt sich ein größerer Wärmestau und somit eine geringere Einhärtetiefe (und also auch ein kleinerer Härteverzug) erreichen als bei anderen Härteverfahren.
Schließlich werden die Nockenscheiben auf das Tragrohr aufgefä­ delt, positioniert und mit Hilfe eines Schweißverfahrens mit dem Tragrohr verbunden (siehe Anspruch 5). Die Schweißstellen befinden sich dabei in denjenigen Bereichen der Nockenscheiben, die während der Aufkohlung gezielt ausgespart blieben und daher den ursprünglichen niedrigen Kohlenstoffgehalt < 0.35% aufwei­ sen. Aufgrund des niedrigen Kohlenstoffgehalts führt die Schweißung in diesen Bereichen reproduzierbar zu einer qualita­ tiv hochwertigen, mikrorißfreien Verbindung der Nockenscheiben mit dem Tragrohr. Als Schweißverfahren zur Verbindung der No­ ckenscheiben mit dem Tragrohr ist insbesondere das Laserschwei­ ßen gut geeignet, da dieses Verfahren mit einem verhältnismäßig geringen Wärmeeintrag einhergeht, weswegen durch die Laser­ schweißung die Härtung der Funktionsflächen nur unwesentlich beeinträchtigt wird (siehe Anspruch 9).
Anstelle des oben beschriebenen Verfahrens, bei dem die Nocken­ scheiben zuerst gehärtet und dann mit dem Tragrohr verbunden werden, können die Nockenscheiben auch zuerst mit dem Tragrohr verschweißt werden und die gebaute Nockenwelle anschließend ei­ ner Härtung unterzogen werden (siehe Anspruch 6).
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, den Nockenscheiben-Rohling nach dem lokal begrenzten Aufkohlen nicht langsam abzukühlen, sondern sofort abzuschrecken und somit einsatzzuhärten (siehe Anspruch 8); dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Nockenscheiben-Rohling vor dem Aufkohlen bereits eine endkon­ turnahe Form hat, so daß nach dem Aufkohlen nur sehr geringe Nacharbeit erforderlich ist. Auch in diesem Fall werden die Schweißbereiche während des Aufkohlens gezielt ausgespart, so daß in diesen Bereichen der ursprüngliche Kohlenstoffgehalt von < 0.35% vorliegt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert; dabei zei­ gen:
Fig. 1 einen Ausschnitt einer Nockenwelle mit Tragrohr und Nockenscheibe;
Fig. 2 die Verfahrensschritte bei der Herstellung einer Nockenscheibe:
Fig. 2a ein rohrförmiger Rohling;
Fig. 2b der Rohling nach dem Profilieren;
Fig. 2c der Rohling nach dem Aufkohlen;
Fig. 2d das Zerteilen des Rohlings in einzelne Nockenscheiben.
Fig. 3 eine alternative Ausführungsform eines rohrförmigen Rohlings nach dem Aufkohlen;
Fig. 4 ein Schmiedenocken als Rohling zur Herstellung der Nockenscheibe.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Nockenwelle 1 mit einem Tragrohr 2 und einer Nockenscheibe 3 aus einem niedrigkohlen­ stoffhaltigen Stahl (C-Gehalt < 0.35%), die mit dem Tragrohr 2 mittels einer Schweißverbindung 4 verbunden ist. Die Nocken­ scheibe 3 besteht aus einem Rohrabschnitt 5, der so geformt ist, daß seine Innenwandung 6 im Schweißbereich 7 flächig auf dem Tragrohr 2 aufliegt und im Bereich der Nockennase 8 einen Freiraum 9 gegenüber dem Tragrohr 2 bildet. Die dem Tragrohr 2 abgewandte Außenfläche 10 der Nockenscheibe 3 umfaßt eine Funk­ tionsfläche 11, mittels derer die Nockenwelle 1 im Betrieb mit einem (in Fig. 1 nicht gezeigten) Ventilhebel oder Tassenstö­ ßel wechselwirkt. Im Bereich der Außenfläche 10 weist die No­ ckenscheibe eine (schraffiert angedeutete) Schicht 12 auf, de­ ren Kohlenstoffgehalt < 0.4% beträgt und somit deutlich höher ist als der Kohlenstoffgehalt der restlichen Nockenscheibe. Um eine hohe Verschleißfestigkeit der Funktionsfläche 11 sicherzu­ stellen, ist die Nockenscheibe 3 im Bereich zumindest dieser Schicht 12 gehärtet.
Fig. 2a bis 2d zeigen die Verfahrensschritte zur Herstellung der Nockenscheibe 3: Das Ausgangsmaterial zur Herstellung der Nockenscheiben 3 ist ein rohrförmiger Rohling 13 aus einem niedrigkohlenstoffhaltigen Stahlwerkstoff mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt < 0.35% (siehe Fig. 2a). Dieser Rohling 13 kann durch Biegen und Schweißen eines Stahlblechs hergestellt oder auch ein nahtlos gefertigtes Stahlrohr sein.
In einem ersten Prozeßschritt wird dieser rohrförmige Rohling 13 zunächst mit Hilfe eines spanlosen Umformverfahrens, z. B. durch Rundkneten, umgeformt, bis die Außenkontur des Rohres 13' - zumindest näherungsweise - dem gewünschten Nockenprofil der zu fertigenden Nockenscheibe 3 entspricht (Fig. 2b). Dann wird die Außenwand 10' des profilierten Rohres 13' bei hoher Tempe­ ratur in kohlenstoffhaltiger Atmosphäre auf einen Kohlenstoff­ gehalt von mindestens 0.4% aufgekohlt. Die Enden 14 des profi­ lierten Rohres 13' werden hierbei gasdicht verschlossen, um ein Aufkohlen des Innenbereiches 6' des Rohres 13' zu vermeiden. Die dabei erzeugte Aufkohlungsschicht 15 im Bereich der Außen­ wand 10' (in Fig. 2c gepunktet angedeutet), in der ein erhöh­ ter Kohlenstoffgehalt von < 0.4% vorliegt, hat eine Einsatztie­ fe 16 von vorzugsweise zwischen 0.5 und 2.0 mm.
Die Abkühlung des Rohrs 13' von der Aufkohltemperatur auf Raum­ temperatur erfolgt langsam, um ein Abschrecken und eine damit einhergehende Härtung des Rohres 13' zu vermeiden. Anschließend werden von dem aufgekohlten, aber noch weichen profilierten Rohr 13' Scheiben 3' abgeschnitten (siehe Fig. 2d), deren Breite 18 der Breite der herzustellenden Nockenscheiben 3 ent­ spricht. Falls notwendig, erfolgt nun eine weitere Formanpas­ sung der Innen- und Außenkontur dieser aufgekohlten Nocken­ scheiben 3' durch spanloses Umformen und/oder durch spanende Bearbeitung.
Anschließend werden die Außenwandungen 10' der Nockenscheiben 3' einer induktiven Härtung unterzogen, bei der die den Aufkoh­ lungssbereichen 16 entsprechenden Funktionsflächen 11 der Nockenscheiben 3' gezielt und lokal gehärtet werden. Diese induk­ tive Randschichthärtung bringt nur eine geringe Wärmemenge in die Nockenscheibe 3' ein und führt daher zu vernachlässigbar geringen Härteverzügen; gegebenenfalls werden die Härteverzüge durch eine weitere spanende Bearbeitung korrigiert.
Schließlich werden die randschichtgehärteten Nockenscheiben 3 auf das die Welle bildende Tragrohr 2 aufgefädelt, positioniert und mittels Laserschweißen mit dem Tragrohr 2 verbunden. Die Laserschweißung erfolgt dabei in einem der Innenwandung 6 der Nockenscheibe 3 unmittelbar benachbarten Schweißbereich 7, wel­ cher von der Aufkohlung ausgespart war und in dem daher der Kohlenstoffgehalt des Ausgangsmaterials (< 0.35%) vorliegt. Dieser niedrigkohlenstoffhaltige Bereich 7 der Nockenscheibe 3 kann auf unaufwendige Art und Weise prozeßsicher mit dem Trag­ rohr 2 verschweißt werden. Die so entstehende Nockenwelle 1 kann anschließend durch Schleifen der Funktionsflächen 11 der Nockenscheiben 3 fertigbearbeitet werden.
Der bisher beschriebene Verfahrensablauf sieht vor, das den No­ ckenwellen-Rohling bildende Rohr 13 zunächst zu profilieren und anschließend aufzukohlen. Alternativ kann das Rohr auch in sei­ nem ursprünglichen, kreisförmigen Zustand zunächst lokal aufge­ kohlt und anschließend profiliert werden; dies hat den Vorteil, daß die kreisförmigen Öffnungen an den Enden dieses Rohres 13, die während des Aufkohlens verschlossen werden müssen, durch rotationssymmetrische Stopfen verschlossen werden können, was in der Regel einfacher zu bewerkstelligen ist als das Ver­ schließen der profilierten Enden des bereits auf Nockenform ge­ bogenen Rohres 13'.
Weiterhin wurde in dem bisher beschriebenen Verfahrensablauf die Nockenscheibe 3' zunächst vom profilierten Rohr 13' abge­ schnitten und dann induktionsgehärtet. Stattdessen kann auch zunächst eine Induktionshärtung des profilierten Rohres 13' er­ folgen, bevor die Nockenscheiben 3 von dem - nun bereits rand­ schichtgehärteten - profilierten Rohr 13' abgeschnitten werden.
Alternativ kann die Induktionshärtung der Funktionsflächen 11 der Nockenscheiben 3' erst nach Zusammenbau der Nockenwelle 1 erfolgen: In diesem Fall werden die Nockenscheiben 3' von dem aufgekohlten aber noch weichen profilierten Rohr 13' abge­ schnitten, evtl. spanend und/oder spanlos umgeformt, auf das Tragrohr 2 aufgefädelt und mit diesem verschweißt und anschlie­ ßend im Bereich der Funktionsflächen 11 induktionsgehärtet.
Anstelle des Induktionshärtens können auch andere Härteverfah­ ren, z. B. Flamm- oder Laserhärten, zum Einsatz kommen.
Statt der oben beschriebenen langsamen Abkühlung des profilier­ ten Rohres 13' nach dem Aufkohlen kann das profilierte Rohr 13' auch schnell aus der Aufkohltemperatur abgeschreckt werden; dies entspricht einem Einsatzhärten des profilierten Rohres. Auch hier muß ein Kontakt der Umgebung der Innenwandung 6' des profilierten Rohres 13' mit dem kohlenstoffhaltigen Gas vermie­ den werden, um zu gewährleisten, daß im Schweißbereich 7 der Nockenscheibe 3' der ursprüngliche geringe Kohlenstoffgehalt < 0.35% vorliegt. Zur Herstellung der Nockenscheiben 3' werden dann - wie oben beschrieben - Scheiben des gehärteten profi­ lierten Rohrs 13' abgeschnitten, evtl. spanend nachbearbeitet, auf das Tragrohr 2 aufgefädelt und mittels Laserschweißen mit diesem verbunden.
Als Ausgangsmaterial zur Herstellung der Nockenscheiben 3 wurde in den bisher beschriebenen Verfahrensabläufen ein rohrförmiger Nockenscheiben-Rohling 13 verwendet, dessen Innendurchmesser 17 so bemessen ist, daß das Innenprofil des Rohrs 13' nach der Profilierung dem Außendurchmesser des Tragrohrs 2 angepaßt ist. Stattdessen kann als Rohling auch ein Rohr 13" mit einem klei­ neren Durchmesser 17' verwendet werden (siehe Fig. 3). Der In­ nenraum 6" dieses Rohr 13" wird nach dem Aufkohlen mittels spa­ nender Bearbeitung aufgeweitet, weswegen in diesem Fall die In­ nenwand 6" des Rohres 13 während des Aufkohlens nicht abgedeckt zu werden braucht, weil die Aufkohlschicht 15' im Bereich der Innenwand 6" später im Zuge der spanenden Bearbeitung abgetra­ gen wird.
Weiterhin kann als Rohling 19 zur Herstellung der Nockenscheibe 3 auch ein Schmiedenocken 20 aus niederkohlenstoffhaltigem Stahl verwendet werden (siehe Fig. 4), der - wie oben be­ schrieben - im Bereich seiner Außenfläche 10" aufgekohlt, ge­ härtet und mit dem Tragrohr 2 verschweißt wird.
Neben dem oben beschriebenen Laserschweißen können zur Verbin­ dung der Nockenscheiben 3 mit dem Tragrohr 2 auch andere Schweißverfahren, insbesondere auch Elektronenstrahl- und MAG- Schweißen, zu Einsatz kommen.

Claims (9)

1. Gebaute Nockenwelle mit einem die Welle bildenden Tragrohr und mit mindestens einer mit dem Tragrohr durch ein Schweiß­ verfahren verbundenen ringförmigen Nockenscheibe aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (3) aus einem Stahl mit einem maxima­ len Kohlenstoffgehalt von 0.35% besteht und im Bereich der Funktionsfläche (11) abschnittsweise eine Schicht (15) mit einem Kohlenstoffgehalt von < 0.4% aufweist.
2. Nockenscheiben-Rohling als Halbzeug für die Herstellung ei­ ner Nockenscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenscheiben-Rohling (13', 13",19) einen für Bear­ beitungszwecke weichen Zustand und in ausgewählten Bereichen seiner Außenfläche (10', 10") abschnittsweise einen Kohlen­ stoffgehalt von mindestens 0.4% aufweist.
3. Nockenscheiben-Rohling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenscheiben-Rohling (13', 13",19) in ausgewählten Bereichen seiner Außenfläche (10', 10") abschnittsweise einen Kohlenstoffgehalt von 0.5% bis 0.8% aufweist.
4. Nockenscheiben-Rohling nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenscheiben-Rohling (13', 13") ein im Bereich sei­ ner Außenfläche (10', 10") aufgekohltes Rohr (13', 13") ist, von dem die Nockenscheibe (3) abgelängt wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13", 19), bestehend aus ei­ nem Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen seiner Außenfläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von < 0.4% aufge­ kohlt,
  • - ausgehend von der Prozeßtemperatur des Aufkohlens erfolgt ein langsames Abkühlen des Nockenscheiben-Rohlings (13', 13", 19) in der Art, daß das Ausgangsmaterial keine Steigerung. seiner Härte erfährt,
  • - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13", 19) wird durch spanende und/oder spanlose Bearbeitung eine Nockenscheibe (3') geformt,
  • - die Nockenscheibe (3') wird durch lokales Erwärmen und plötzliches Abschrecken lokal gehärtet,
  • - die Nockenscheibe (3) wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden.
6. Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13", 19), bestehend aus ei­ nem Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen entlang seiner Außenfläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von < 0.4% aufge­ kohlt,
  • - ausgehend von der Prozeßtemperatur des Aufkohlens erfolgt ein langsames Abkühlen des Nockenscheiben-Rohlings (13', 13", 19) in der Art, daß das Ausgangsmaterial keine Steigerung seiner Härte erfährt,
  • - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13", 19) wird durch spanende und/oder spanlose Bearbeitung eine Nockenscheibe (3') geformt,
  • - die Nockenscheibe (3') wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden,
  • - die so gebildete Nockenwelle (1) wird im Bereich der Funk­ tionsfläche (11) der Nockenscheibe (3) durch lokales Er­ wärmen und plötzliches Abschrecken lokal gehärtet.
7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenscheiben-Rohling (13', 13", 19) und/oder die No­ ckenscheibe (3, 3') mittels Induktionshärten in den ausge­ wählten Bereichen gehärtet wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle nach Anspruch 1 mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • - ein Nockenscheiben-Rohling (13, 13", 19), bestehend aus ei­ nem Stahl mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0.35%, wird in ausgewählten Bereichen entlang seiner Außenfläche (10', 10") auf einen Kohlenstoffgehalt von < 0.4% aufge­ kohlt und einsatzgehärtet,
  • - aus diesem Nockenscheiben-Rohling (13', 13", 19) wird durch spanende Bearbeitung eine Nockenscheibe (3') geformt,
  • - die Nockenscheibe (3') wird auf ein die Welle bildendes Tragrohr (2) aufgefädelt und mit diesem mit Hilfe eines Schweißverfahrens verbunden.
9. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (3) mittels Laserschweißen mit dem Tragrohr (2) verbunden wird.
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