DE102005045290A1

DE102005045290A1 - Method for producing camshaft for IC engine with cams and cam bearings clamped onto a tubular shaft via forging through high internal pressure

Info

Publication number: DE102005045290A1
Application number: DE102005045290A
Authority: DE
Inventors: Patrick Dr.-Ing. Izquierdo; Harald Dipl.-Ing. Pfeffinger; Tobias Dr.-Ing. Lux
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2006-10-12

Abstract

A cost effective method for producing a camshaft for an IC engine has the cams (4) and camshaft bearings (2) positioned on a tubular shaft (3) and secured by applying high internal pressure into the shaft. The bearings have an outer coating (1) for long life and low friction. The coating can be a multi layer structure with an outer support layer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nockenwelle, umfassend ein Nockenwellenrohr, mindestens einen Nocken und mindestens einen Lagerring, insbesondere eine Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor, gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer gefügten hohlen Nockenwelle gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 12.The The invention relates to a camshaft comprising a camshaft tube, at least one cam and at least one bearing ring, in particular a camshaft in an internal combustion engine, according to the subject of the claim 1, and a method for producing a joined hollow camshaft according to the subject matter of claim 12.

Die üblicherweise in Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen eingesetzten hohlen Nockenwellen laufen ohne separate Lager direkt im Zylinderkopf. Dabei läuft die Hohlwelle unmittelbar im Zylinderkopf. Hierdurch tritt ein unerwünscht hoher Verschleiß der Lagerstellen im Zylinderkopf und dem Nockenwellendeckel auf. Bei Lanchesterwellen und Kurbelwellen-Hauptlagern tritt ebenfalls Verschleiß an den Lagerstellen auf. Hierdurch wird ein erheblicher Teil der Reibungsverluste bei den Wellen erzeugt.The usual Hollow camshafts used in internal combustion engines of motor vehicles run without separate bearings directly in the cylinder head. It runs the Hollow shaft directly in the cylinder head. This causes an undesirably high Wear the Bearings in the cylinder head and the camshaft cover on. at Lanchesterwelle and crankshaft main bearings also occurs at the wear Storage locations on. This will be a significant part of the friction losses generated at the waves.

Der Einbau von Lagerschalen, wie sie beispielsweise bei der Kurbelwellenlagerung eingesetzt werden, ist aufwändig und kostenintensiv. Ebenso ist eine lokale Verschleißschutz-Beschichtung der Lagerstelle des Zylinderkopfs oder des Nockenwellendeckels technisch nur schwer zu realisieren und kostspielig. Wird die Nockenwelle nicht aus hochfestem oder gehärtetem Stahl hergestellt, so bietet auch eine Verschleißschutz-Beschichtung auf Dauer keine zufrieden stellende Lösung.Of the Installation of bearing shells, as for example in the crankshaft bearing are used, is expensive and costly. Likewise, a local wear protection coating is the Bearing point of the cylinder head or the camshaft cover technically difficult to realize and costly. Will the camshaft not made of high-strength or hardened Made of steel, so also provides a wear protection coating in the long run not a satisfactory solution.

Es ist bereits bekannt, gebaute oder gefügte Nockenwellen für Verbrennungsmotoren, beziehungsweise Kraftfahrzeugmotoren durch unterschiedliche Verfahren herzustellen.It is already known, built or assembled camshafts for internal combustion engines, or motor vehicle engines by different methods manufacture.

Beispielsweise beschreibt die DE 34 09 541 A1 die Herstellung einer Nockenwelle aus Nockenwellenrohr und Nocken durch ein Innenhochdruck-Umformverfahren (IHU). Dabei werden die Nocken auf eine Hohlwelle aufgeschoben und die Hohlwelle durch Einwirkung eines Innendrucks so weit auf geweitet, dass die Nocken kraft- oder formschlüssig mit der Welle verbunden werden.For example, this describes DE 34 09 541 A1 the production of a camshaft from camshaft tube and cam by a hydroforming process (hydroforming). The cams are pushed onto a hollow shaft and the hollow shaft so far expanded by the action of an internal pressure that the cams are positively or positively connected to the shaft.

Bei der Anwendung des IHU-Verfahrens müssen leicht umformbare Stähle eingesetzt werden, die naturgemäß nur vergleichsweise geringe Härten aufweisen. Diese sind den heutigen Anforderungen zum Teil nicht mehr gewachsen.at The application of the hydroforming process requires the use of easily deformable steels naturally only comparatively have low hardnesses. These are no longer equal to today's requirements.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine hohle Nockenwelle bereitzustellen, an den Lagerstellen nur einen geringen Verschleiß aufweist und durch ein kostengünstiges Herstellungsverfahren erhältlich ist.It It is therefore an object of the invention to provide a hollow camshaft, has only a slight wear at the bearings and a cost-effective Manufacturing process available is.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Nockenwelle, umfassend ein Nockenwellenrohr (3), mindestens einen Nocken (4) und mindestens einen Lagerring (2), mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer gefügten hohlen Nockenwelle, umfassend ein Nockenwellenrohr (3), mindestens einen Nocken (4) und mindestens einen Lagerring (2), mit den Schritten,

– Aufschieben und Positionieren der Nocken (4) und der Lagerringe (2) auf die vorbestimmten Positionen einer Hohlwelle,
– Einbringen der Anordnung in ein Werkzeug zum Innen-Hochdruck-Umformen (IHU-Werkzeug) und
– Innenhochdruckumformen der Hohlwelle und kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des hierdurch geformten Nockenwellenrohres mit dem mindestens einen Nocken (4) und dem mindestens einen Lagerring (3), mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12.

The object is achieved by a camshaft comprising a camshaft tube ( 3 ), at least one cam ( 4 ) and at least one bearing ring ( 2 ), with the characterizing features of claim 1, and by a method for producing a joined hollow camshaft comprising a camshaft tube ( 3 ), at least one cam ( 4 ) and at least one bearing ring ( 2 ), with the steps,

- pushing on and positioning the cams ( 4 ) and the bearing rings ( 2 ) to the predetermined positions of a hollow shaft,
- Introducing the assembly in a tool for internal high-pressure forming (hydroforming) and
Hydroforming of the hollow shaft and positive and / or positive connection of the camshaft tube formed thereby with the at least one cam (FIG. 4 ) and the at least one bearing ring ( 3 ), with the characterizing features of claim 12.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Nockenwelle ist in einer Zeichnung schematisch dargestellt, wobei die Größenverhältnisse aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht maßstäblich dargestellt sind.Of the Structure of the camshaft according to the invention is shown schematically in a drawing, wherein the size ratios for reasons the clarity not shown to scale are.

Dabei zeigt:there shows:

1 den Längsschnitt einer Nockenwelle mit Nockenwellenrohr (3), einen Nocken (4), einen Lagerring (2) mit Beschichtung (1). 1 the longitudinal section of a camshaft with camshaft tube ( 3 ), a cam ( 4 ), a bearing ring ( 2 ) with coating ( 1 ).

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Schemazeichnung der 1 der erläutert.The invention is described below with reference to the schematic drawing of 1 the explained.

Der ersten Aspekt der Erfindung betrifft somit eine Nockenwelle, aus einem Nockenwellenrohr, welches mindestens einen Nocken (4) aufweist und mit mindestens einem Lagerring versehen ist, der auf der Lagerseite mit einer reib- und/oder verschleißmindernden Beschichtung (1) beschichtet ist. Dabei ist es wesentlich, dass nicht das gesamte Nockenwellenrohr eine reib- und/oder verschleißmindernde Beschichtung tragen muss, sondern lediglich an den Stellen eine entsprechende Beschichtung aufgetragen ist, wo sie tatsächlich benötigt wird. Dies hat der Vorteil, dass die kostenintensive Beschichtung auf das wesentliche Bauteile des Lagerrings beschränkt wird.The first aspect of the invention thus relates to a camshaft comprising a camshaft tube, which has at least one cam ( 4 ) and is provided with at least one bearing ring which on the bearing side with a friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) is coated. It is essential that not the entire camshaft tube must wear a friction and / or wear-reducing coating, but only at the points an appropriate coating is applied, where it is actually needed. This has the advantage that the cost-intensive coating is limited to the essential components of the bearing ring.

Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass die Beschichtungsverfahren in der Regel auch eine thermische Belastung des zu beschichtenden Bauteils mit sich bringen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es nicht notwendig, das Nockenwellenrohr dieser thermischen Belastung durch entsprechende Beschichtung auszusetzen. Vielmehr wird der Lagerring als separates Bauteil beschichtet, ohne das Nockenwellenrohr zu beeinträchtigen.It is of particular importance that the coating process usually also a thermal load of the coated Component bring with it. The inventive arrangement, it is not necessary to suspend the camshaft tube this thermal stress by appropriate coating. Rather, the bearing ring is coated as a separate component, without affecting the camshaft tube.

Besonders bevorzugt ist die Nockenwelle eine gefügte hohle Nockenwelle. Dabei sind sowohl die Lagerringe, beziehungsweise der mindestens eine Lagerring, sowie die Nocken, beziehungsweise der mindestens eine Nocken, als separate Bauteile hergestellt und mit dem Nockenwellenrohr verbunden. Der Übergang zwischen diesen Bauteilen und dem Nockenwellenrohr erfolgt somit über eine stoff- und/oder formschlüssige Verbindungszone.Especially Preferably, the camshaft is a joined hollow camshaft. there are both the bearing rings, or at least one Bearing ring, as well as the cams, or the at least one Cam, manufactured as separate components and with the camshaft tube connected. The transition between these components and the camshaft tube thus takes place via a fabric and / or form-fitting Connecting zone.

Es möglich, dass die Oberfläche des Nockenwellenrohrs eine Beschichtung trägt, insbesondere eine reib- und/oder verschleißmindernden Beschichtung. Dies ist jedoch nur dann zweckmäßig, wenn einzelne Bereiche der Nockenwelle außerhalb der Lagerringe und/oder der Nocken mit dem Zylinderkopf in Kontakt kommen. Erfindungsgemäß nimmt jedoch der mindestens eine Lagerring die wesentlichen Kräfte der Lagerung auf. Besonders bevorzugt trägt die gesamte Oberfläche des Nockenwellenrohrs keine verschleiß- und/oder reibmindernde Beschichtung.It possible, that the surface the camshaft tube carries a coating, in particular a friction and / or wear-reducing Coating. However, this is only appropriate if individual areas the camshaft outside the Bearing rings and / or the cam come into contact with the cylinder head. According to the invention takes However, the at least one bearing ring the essential forces of Storage on. Particularly preferably, the entire surface of the Camshaft tube no wear and / or friction-reducing coating.

Durch die Verwendung der Lagerringe ist es somit ebenfalls nicht erforderlich, dass das Nockenwellenrohr eine gehärtete Oberfläche, wie sie bei Stählen beispielsweise durch Nitrierung oder Carborierung der Oberfläche erzeugt werden können, aufweist.By the use of the bearing rings is therefore also not necessary that the camshaft tube has a hardened surface, like she with steels produced, for example, by nitriding or carburizing the surface can be having.

Die Lagerringe bestehen bevorzugt aus Stählen insbesondere gehärteten Stählen.The Bearing rings are preferably made of steels in particular hardened steels.

Als Funktionsschicht des Lagerrings sind unterschiedliche Materialien geeignet. In besonderer Weise haben sich reib- und/oder verschleißmindernde Beschichtungen aus diamantartigen Schichten (diamond-like carbon, DLC) bewährt. Diamantartige Schichten weisen sowohl eine ausgesprochen hohe Härte auf, was zu einer ausgezeichneten Verschleißminderung beiträgt, als auch ein relativ gutes Gleit- und Reibverhalten. Die bevorzugte Schichtdicke liegt im Bereich von 1 bis 10 μm. Bevorzugt wird der Härtebereich der DLC-Schichten auf 5000 bis 10 000 HV und der Elastizitätsmodul auf 500 und 1000 GPa eingestellt.When Functional layer of the bearing ring are different materials suitable. In a special way, friction and / or wear-reducing coatings have diamond-like layers (diamond-like carbon, DLC) proven. Diamond-like layers Both have a very high hardness, resulting in an excellent wear reduction contributes as well as a relatively good sliding and friction behavior. The preferred Layer thickness is in the range of 1 to 10 microns. The hardness range is preferred the DLC layers to 5000 to 10 000 HV and the modulus of elasticity to 500 and 1000 GPa set.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Beschichtung durch so genannte a-C:H-Schichten gebildet. Hierunter sind amorphe Kohlen-Wasserstoff-Schichten zu verstehen. Abhängig von der Abscheidungsmethode und deren genauen Bedingungen variieren die Eigenschaften der a-C:H-Schichten von weichen, polymerähnlichen zu harten, diamantähnlichen (diamond-like carbon, DLC) Schichten. Im ersten Fall entstehen hervorragend reibmindernde Schichten, die sehr fest an das Substratmaterial gebunden sind.In Another preferred embodiment of the invention is the Coating formed by so-called a-C: H layers. this includes are amorphous carbon-hydrogen layers to understand. Dependent vary depending on the method of deposition and their exact conditions the properties of the a-C: H layers of soft, polymer-like too hard, diamond-like (diamond-like carbon, DLC) layers. In the first case arise outstanding friction reducing layers, which are very firmly bonded to the substrate material are.

Besonders geeignete Schichtdicken liegen beim Lagerring im Bereich von 1 bis 10 μm. Die a-C:H-Schichten werden bevorzugt auf einen Härtebereich von 1000 bis 5000 HV und einen Elastizitätsmodul im Bereich von 100 bis 500 GPa eingestellt.Especially Suitable layer thicknesses are in the bearing ring in the range of 1 to 10 μm. The a-C: H layers are preferred to a hardness range from 1000 to 5000 HV and a modulus of elasticity in the range of 100 set to 500 GPa.

Die Oberfläche des erfindungsgemäß beschichteten Lagerrings hält hierdurch hohen Temperaturen stand, die ohne weiteres bei 400 bis 500°C liegen können und verursacht nur geringe Reibung. Gegenüber den meisten Metallen, insbesondere auch gegenüber Stählen tritt kaum Adhäsion auf.The surface coated according to the invention Bearing ring holds As a result, high temperatures stood, which easily at 400 to 500 ° C lie can and causes only little friction. Compared to most metals, especially across from toughen hardly occurs adhesion on.

Ein weiterer Vorteil der amorphen Kohlenstoffschichten sind die niedrigen Beschichtungstemperaturen. Während die klassischen Hartstoffe typischerweise bei Temperaturen um 400 °C abgeschieden werden, erfolgt die Kohlenstoffbeschichtung in der Regel bei Temperaturen unter 200 °C. Das bedeutet, dass der Lagerring quasi ohne thermische Belastung beschichtet werden kann.One Another advantage of the amorphous carbon layers are the low Coating temperatures. While The classic hard materials typically deposited at temperatures around 400 ° C. As a rule, the carbon coating is carried out at temperatures below 200 ° C. This means that the bearing ring virtually without thermal stress can be coated.

Die erfindungsgemäß gewählte Beschichtung lässt sogar temperatur-empfindliche Werkstoffe wie Polymere zu.The According to the invention selected coating even lets temperature-sensitive materials such as polymers too.

Die Temperaturfestigkeit der a-C:H-Schichten oder DLC-Schichten ist wesentlich größer, als der4en Abscheidetemperatur. Sie reicht im allgemeinen bis etwa 400 °C und geht bei bestimmten Modifikationen auch leicht bis zu Spitzenwerten von 500°C.The Temperature resistance of the a-C: H layers or DLC layers is essential bigger than the4 Deposition. It generally reaches to about 400 ° C and goes in certain modifications also slightly up to peak values of 500 ° C.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden Me-C:H-Schichten als Beschichtung des Lagerrings verwendet.In Another preferred embodiment of the invention is Me-C: H layers used as a coating of the bearing ring.

Bei den Me-C:H-Schichten sind zusätzlich feinverteilte Metallkarbide in die Matrix eingelagert, typischerweise in einer Menge zwischen 10 und 20 %. Dabei können ebenso zusätzlich Nichtmetalle als Dotierstoffe vorgesehen werden.at the Me-C: H layers are additionally finely divided Metal carbides embedded in the matrix, typically in one Quantity between 10 and 20%. In addition, non-metals can also be added be provided as dopants.

Als Metall Me wird bevorzugt ein Metall aus der Gruppe Cr, Mo, W, Si und/oder Ti eingesetzt. Insbesondere können verschiedene Metalle gleichzeitig in die a-C:H-Matrix eingebaut werden. Besonders bevorzugt werden in den Me-C:H-Schichten nanostruturierte Me-Cabide gebildet.When Metal Me is preferably a metal from the group Cr, Mo, W, Si and / or Ti. In particular, different metals can be used simultaneously the a-C: H matrix are incorporated. Particularly preferred are in the Me-C: H layers nanostruturierte Me-Cabide formed.

Mit Silizium lässt sich zum Beispiel die Temperaturbeständigkeit erhöhen, was für besonders hochbelastete Verbrennungsmotoren von Bedeutung ist.With Silicon leaves For example, increase the temperature resistance, what for particularly heavily loaded Internal combustion engines is important.

Mit Titan lässt sich beispielsweise eine Verbesserung der Reibminderung im Hochtemperaturbereich erreichen.With Titan lets For example, an improvement in the friction reduction in the high temperature range to reach.

Es kann zweckmäßig sein, dass der Lagerring eine metallische Haftvermittler-Schicht trägt, die insbesondere aus Chrom besteht, auf welcher dann die reib- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aufgebracht ist. Ebenso können auch weitere Zwischenschichten vorgesehen werden, wobei die verschleißmindernde Beschichtung immer die oberste Schicht des mehrlagigen Schichtsystems darstellt.It may be appropriate that the bearing ring carries a metallic adhesion promoter layer, in particular made of chrome, on which then the friction and / or wear-reducing Coating is applied. Likewise, other intermediate layers can be provided, the wear-reducing coating always represents the uppermost layer of the multilayer coating system.

Ebenso ist es möglich die Me-C:H-Schicht als Gradientenschicht vorzusehen, bei der der Me-Gehalt über die Dicke der Schicht variiert wird. Besonders bevorzugt weist dabei die Unterseite der Beschichtung, d.h. die dem Lagerring zugewandte Seite, den höheren Gehalt an Me auf.As well Is it possible to provide the Me-C: H layer as a gradient layer in which the Me content over the Thickness of the layer is varied. Particularly preferred here the underside of the coating, i. the side facing the bearing ring, the higher one Content of Me up.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht die reib- und/oder verschleißmindernde Beschichtung aus einer Chromnitrid-Schicht (CrN). Typischerweise weisen diese CrN-Schichten Reibungskoeffizienten gegenüber Stählen um 0,4 bis 0,5 auf, was gegenüber den Reibungskoeffizienten von Me-C:H-Schichten mit ca. 0,1 bis 0,2 wesentlich größer ist. Dafür ist aber die Oxidationsbeständigkeit mit 450 bis 550°C deutlich besser.In a further preferred embodiment of Invention consists of the friction and / or wear-reducing coating a chromium nitride (CrN) layer. Typically, these have CrN layers Friction coefficients against steels 0.4 to 0.5 on, which is opposite the coefficient of friction of Me-C: H layers with about 0.1 to 0.2 is much larger. That's it but the oxidation resistance with 450 to 550 ° C significantly better.

Gegebenenfalls ist es zweckmäßig auch die Nocken mit einer reib- und verschleißmindernden Schicht zu versehen. Bevorzugt unterscheidet sich diese Beschichtung von derjenigen der Lagerringe. Bei den Nocken steht weniger die Reibminderung, sondern vielmehr die Verschleißminderung im Vordergrund.Possibly it is also appropriate To provide the cams with a friction and wear-reducing layer. Preferably, this coating differs from that of Bearing rings. The cams are less the friction, but rather, the reduction in wear in the foreground.

Bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Nockenwelle mit beschichtetem Lagerring sind Verbrennungsmotoren für die Kraftfahrzeugindustrie.preferred Field of application of the camshaft according to the invention with coated bearing ring are internal combustion engines for the automotive industry.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein besonders geeignete Verfahren zur Herstellung einer gefügten hohlen Nockenwelle mit Lagerrings und Nocken.One Another aspect of the invention relates to a particularly suitable method for making a joined hollow camshaft with bearing ring and cam.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die Verfahrensschritte:

– Beschichten von Lagerringen (2) auf der Lagerseite mit einer reib- und/oder verschleißmindernden Beschichtung (1) mittels CVD oder PVD
– Aufschieben und Positionieren der Nocken (4) und mindestens eins beschichteten Lagerrings (2) auf die vorbestimmten Positionen einer Hohlwelle,
– Einbringen der Anordnung in ein Werkzeug zum Innen-Hochdruck-Umformen (IHU-Werkzeug)
– Innenhochdruckumformen der Hohlwelle und kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des hierdurch geformten Nockenwellenrohres (3) mit dem mindestens einen Nocken (4) und dem mindestens einen Lagerring (2).

The method according to the invention comprises the method steps:

- coating of bearing rings ( 2 ) on the bearing side with a friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) by CVD or PVD
- pushing on and positioning the cams ( 4 ) and at least one coated bearing ring ( 2 ) to the predetermined positions of a hollow shaft,
- introducing the assembly into a tool for internal high-pressure forming (hydroforming tool)
- Hydroforming of the hollow shaft and positive and / or positive connection of the thus formed camshaft tube ( 3 ) with the at least one cam ( 4 ) and the at least one bearing ring ( 2 ).

Bei den erfindungsgemäßen Verfahrens es von besonderer Bedeutung, dass die Beschichtung der Lagerringe durchgeführt wird, bevor dieser auf dem Nockenwellenrohr positioniert bzw. mit diesem verbunden werden. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Nockenwellenrohr unabhängig von dem zu wählenden Beschichtungsverfahren keiner thermischen Belastung ausgesetzt wird. Des Weiteren lässt das Verfahren in einfacher Weise zu, dass nur der Bereich beschichtet wird, welcher in besonderem Maße dem Reibverschleiß ausgesetzt ist. Durch die erfindungsgemäß gewählten Verfahren des PVD oder CVD ließe sich eine gezielte und auf nur ausgewählte Bereiche des Nockenwellenrohrs beschränkte Beschichtung nur unwirtschaftlich durchführen. Die vergleichsweise kleinen Lagerringe lassen sich dagegen in gebräuchlichen CVD- oder CVD-Anlagen in großer Stückzahlen wirtschaftlich beschichten.at the method according to the invention it is of particular importance that the coating of the bearing rings carried out before it is positioned on the camshaft tube or with connected to this. This will ensure that the Camshaft tube independent from the one to choose Coating process is not exposed to thermal stress. Furthermore, that leaves Procedure in a simple way to that only the area coated which, in particular, is exposed to fretting is. By the method chosen according to the invention of the PVD or CVD a targeted and only selected areas of the camshaft tube limited coating only uneconomical perform. In contrast, the comparatively small bearing rings can be used in common CVD or CVD systems in large numbers economically coat.

Zu den bevorzugten CVD-Verfahren gehört die plasmaunterstützte Abscheidung, PE-CVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD) Dieses Verfahren zeichnet sich durch die geringen Abscheidetemperaturen bei gleichzeitig sehr guten Schichteigenschaften aus, so dass auch, anders als bei der rein thermischen Abscheidung, empfindliche Substrate beschichtet werden können.To the preferred CVD method involves plasma assisted deposition, PE-CVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) This Process is characterized by the low deposition temperatures with at the same time very good layer properties, so that too, unlike the purely thermal deposition, sensitive substrates can be coated.

Die Me-C:H-Schichten können durch kombinierte PVD/CVD-Verfahren abgeschieden werden. Bevorzugt wird die Me-C:H-Schicht aus flüchtigen metall-organischen Substanzen in einem PA-MO-CVD (Plasma-Activated Metalorganic Compound Chemical Vapour Deposition) mittels kapazitiv angeregter HF-Plasmen abgeschieden werden. Bei diesem Verfahren wird eine metallorganische Substanz in einem plasmaaktivierten Prozess fragmentiert und die entstehenden Teilchen (Ionen und Radikale) unter ständigem Ionenbeschuß auf ein Substrat abgeschieden.The Me-C: H-layers can by combined PVD / CVD process be deposited. Preference is given to the Me-C: H layer of volatile metal-organic Substances in a PA-MO-CVD (Plasma-Activated Metalorganic Compound Chemical Vapor Deposition) by means of capacitively excited RF plasmas be deposited. In this process, an organometallic Substance fragmented in a plasma-activated process and the resulting particles (ions and radicals) under constant ion bombardment on a Substrate deposited.

Abhängig von der Abscheidungsmethode und deren Bedingungen, insbesondere Plasma-Reaktor-Typ, Gas-Zusammensetzung und Ionenenergie variieren die Eigenschaften der a-C:H und der Me-C:H-Schichten Schichten von weichen, polymerähnlichen zu harten, diamantähnlichen (diamond-like carbon, DLC) SchichtenDepending on the deposition method and its conditions, in particular plasma reactor type, Gas composition and ion energy vary the properties the a-C: H and Me-C: H layers are layers of soft, polymer-like too hard, diamond-like (diamond-like carbon, DLC) layers

Bei der Herstellung von Gradientenschichten wird die Konzentration der zugeführten Me-Verbindungen während der Abscheidung in geeigneter Weise geändert.at the production of gradient layers, the concentration of supplied Me connections during the deposition changed in a suitable manner.

Durch Maskentechnik ist zu verhindern, dass die Innenseite des Lagerrings mitbeschichtet wird, da dies zu einer Beeinträchtigung einer festen Verbindung mit dem Nockenwellenrohr führen würde.By masking technique is to prevent the inside of the bearing ring is coated with, since this would lead to an impairment of a solid connection with the camshaft tube.

Claims

Camshaft comprising a camshaft tube ( 3 ), at least one cam ( 4 ) and at least one bearing ring ( 2 ), characterized in that the bearing ring ( 2 ) on the bearing side with a friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) is provided.

Camshaft according to claim 1, characterized in that that the camshaft is an attached hollow Camshaft is.

Camshaft according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the surface the camshaft tube no wear or friction reducing coating or a hardened surface wearing.

Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) consists of a diamond-like layer.

Camshaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) consists of an aC: H layer.

Camshaft according to one of claims 1 to 3, characterized in that the friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) consists of an aC: H: Me layer.

Camshaft according to claim 6, characterized that me for a metal from the group Cr, Mo, W, Si and / or Ti is.

Camshaft according to one of claims 1 to 3, characterized that the friction and / or wear-reducing coating off a chromium nitride layer.

Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the wear-reducing coating ( 1 ) represents the uppermost layer of a multilayer coating system.

Camshaft according to one of the preceding claims, characterized in that the cams ( 4 ) wear a coating that differs from the coating of the bearing rings ( 2 ).

Internal combustion engine with bearing camshaft and coated bearing rings ( 2 ) according to any one of the preceding claims.

Method for producing a joined hollow camshaft, comprising a camshaft tube ( 3 ), at least one cam ( 4 ) and at least one bearing ring ( 2 ), with the steps, - pushing on and positioning of the cams ( 4 ) and the bearing rings ( 2 ) to the predetermined positions of a hollow shaft, - introducing the assembly into a tool for internal high-pressure forming (hydroforming) - hydroforming the hollow shaft and positive and / or positive connection of the thus formed camshaft tube with the at least one cam ( 4 ) and the at least one bearing ring ( 3 ), characterized in that the bearing ring ( 2 ) on the bearing side before being pushed onto the hollow shaft by means of CVD or PVD with a friction and / or wear-reducing coating ( 2 ).

Method according to claim 11, characterized in that the coating ( 1 ) is selected from a diamond-like layer, aC: H layer, aC: H: Me, or a chromium nitride layer.

Method according to claim 11 or 12, characterized in that the bearing ring ( 2 ) before applying the friction and / or wear-reducing coating ( 1 ) was coated with an adhesive layer.

Method according to claim 11 or 12, characterized in that the bearing ring ( 2 ) is selected from steel or hardened steel.