DE102009060352A1 - Method for manufacturing cam shaft to control valve of internal combustion engine, involves connecting empty shaft and cams to cam shaft, and forming coarse pattern in sections of cam openings inner surfaces and empty shaft outer surface - Google Patents

Method for manufacturing cam shaft to control valve of internal combustion engine, involves connecting empty shaft and cams to cam shaft, and forming coarse pattern in sections of cam openings inner surfaces and empty shaft outer surface Download PDF

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Abstract

The method involves undercooling an empty shaft of a rounded outer profile relative to multiple disk-like cams (10), and inserting the undercooled empty shaft into aligned cam openings (14). Temperature equalization is managed among the empty shaft and the cams such that the empty shaft and the cams are firmly connected to a cam shaft. A coarse pattern is formed in sections of inner surfaces (16) of the cam openings and/or an outer surface of the empty shaft, where the coarse pattern is produced by laser ablation and the sections are enclosed by the cam openings in an insertion condition.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle zur Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors, umfassend die Schritte:

  • – Ausrichten einer Mehrzahl scheibenartiger Nocken mit je einem zentralen, runden, senkrecht zu einer Nockenhauptebene erstreckten Durchbruch derart, dass die Durchbrüche der axial beabstandet angeordneten Nocken miteinander fluchten,
  • – Unterkühlen einer Leerwelle runden Außenprofils relativ zu den Nocken, wobei der Außendurchmesser der unterkühlten Leerwelle kleiner und der Außendurchmesser der nicht unterkühlten Leerwelle größer als der Innendurchmesser der Nockendurchbrüche ist,
  • – Einschieben der unterkühlten Leerwelle in die fluchtenden Nockendurchbrüche, Herbeiführen eines Temperaturausgleichs zwischen der Leerwelle und den Nocken, sodass die Leerwelle und die Nocken fest zu einer Nockenwelle verbunden werden.
The invention relates to a method for producing a camshaft for valve control of an internal combustion engine, comprising the steps:
  • Aligning a plurality of disc-like cams, each with a central, circular, perpendicular to a cam main plane extending breakthrough such that the openings of the axially spaced cams are aligned,
  • Subcooling an empty shaft round outer profile relative to the cams, wherein the outer diameter of the supercooled idler shaft is smaller and the outer diameter of the non-subcooled idler shaft is greater than the inner diameter of the cam openings,
  • - Inserting the supercooled idler shaft in the aligned cam openings, causing a temperature compensation between the idler shaft and the cam, so that the idler shaft and the cam are firmly connected to a camshaft.

Stand der TechnikState of the art

Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus der WO 2009/065970 A1 . Das dort offenbarte Verfahren dient insbesondere der Herstellung von Nockenwellen-Zylinderkopfhauben-Modulen für Verbrennungsmotoren. Hierzu wird auf einer Maschinenplattform eine Reihe axial beabstandeter Positionierscheiben fixiert. Jede Positionierscheibe weist eine Aufnahme für einen Nocken auf. Die Nocken werden als scheibenförmige Elemente mit geschliffener Kontur bereitgestellt. Die Außenkontur entspricht einer berechneten Form, die jeweils für den konkreten Einsatzfall, d. h. den konkreten Verbrennungsmotor, in dem das Modul Einsatz finden soll, optimiert ist. Die Scheiben weisen zudem eine runde Durchgangsbohrung senkrecht zu ihrer Scheibenebene auf. In den Positionierscheiben werden die Nocken so zueinander ausgerichtet, dass ihre relative Winkel- und Axiallage der gewünschten Position auf der Nockenwelle entspricht. Dabei werden die Bohrungen durch die Scheibenkörper zueinander fluchtend ausgerichtet. Weiter wird ein Haubenelement so über die ausgerichteten Nocken gestülpt, dass Bohrungen in den Wänden des Haubenelementes mit den Nockenbohrungen fluchten. Eine relativ zu den Nocken und dem Haubenelement stark unterkühlte Leerwelle wird alsdann in die Bohrungen eingeschoben. Der Außendurchmesser der Leerwelle und die Innendurchmesser der Bohrungen sind so dimensioniert, dass sich die Leerwelle in unterkühltem Zustand kräftefrei oder zumindest kräftearm in die Bohrungen einschieben lässt, wohingegen ihr Durchmesser im nicht unterkühlten Zustand geringfügig größer als der Innendurchmesser der Nockenbohrungen und sehr geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Haubenbohrungen ist. Bei derartiger Dimensionierung der Durchmesser führt ein anschließend eingeleiteter Temperaturausgleich zu einer festen Pressverbindung der Leerwelle mit den Nocken und zu einer spielfreien, rotationsbeweglichen Lagerung der Leerwelle in den Haubenbohrungen.Such a method is known from the WO 2009/065970 A1 , The method disclosed therein is used in particular for the production of camshaft cylinder head cover modules for internal combustion engines. For this purpose, a series of axially spaced positioning discs is fixed on a machine platform. Each positioning disc has a receptacle for a cam. The cams are provided as disk-shaped elements with ground contour. The outer contour corresponds to a calculated shape which is optimized in each case for the specific application case, ie the specific internal combustion engine in which the module is to be used. The discs also have a round through hole perpendicular to their disc plane. In the positioning discs, the cams are aligned with each other so that their relative angular and axial position corresponds to the desired position on the camshaft. The holes are aligned by the disk body to each other in alignment. Further, a hood member is slipped over the aligned cam so that holes in the walls of the hood element are aligned with the cam holes. A highly supercooled relative to the cam and the hood element empty shaft is then inserted into the holes. The outer diameter of the empty shaft and the inner diameter of the holes are dimensioned so that the idler shaft can be inserted in the supercooled state without force or at least low-force into the holes, whereas their diameter in the non-supercooled state slightly larger than the inner diameter of the cam holes and very slightly smaller than that Inner diameter of the hood bores is. With such dimensioning of the diameter, a subsequently introduced temperature compensation leads to a fixed press connection of the empty shaft with the cams and to a backlash-free, rotatably movable mounting of the empty shaft in the hood bores.

Der Fachmann wird erkennen, dass die exakte Dimensionierung der Durchmesser entscheidend für die Funktion des resultierenden Wellen-Hauben-Moduls ist. Entsprechend hohe Anforderungen werden an die Fertigungspräzision der entsprechenden Elemente gestellt. Je höher die Präzisionsanforderungen desto höher sind die Fertigungskosten. Aus Kostengründen wären daher höhere Toleranzen wünschenswert.Those skilled in the art will recognize that the exact sizing of diameters is critical to the function of the resulting shaft hood module. Correspondingly high demands are placed on the manufacturing precision of the corresponding elements. The higher the precision requirements, the higher the manufacturing costs. For cost reasons, therefore, higher tolerances would be desirable.

Aufgabenstellungtask

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren derart weiterzubilden, dass größere Fertigungstoleranzen möglich werden.It is the object of the present invention to develop a generic method such that larger manufacturing tolerances are possible.

Darlegung der ErfindungPresentation of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Innenflächen der Nockendurchbrüche und/oder die Außenfläche der Leerwelle in ihren im eingeschobenen Zustand von den Nockendurchbrüchen umgriffenen Abschnitten ein mittels Laserablation erzeugtes Raumuster aufweisen.This object is achieved in conjunction with the features of the preamble of claim 1, characterized in that the inner surfaces of the cam openings and / or the outer surface of the empty wave in their embraced state of the cam openings embraced sections have a generated by laser ablation spatial pattern.

Grundgedanke der Erfindung ist es, eine erhöhte Reibung zwischen den Nocken und der Leerwelle zu erzeugen, sodass ein größeres Untermaß der Leerwelle bzw. ein größeres Übermaß der Nockendurchbrüche tolerierbar wird ohne die Festigkeit der Nockenwelle, insbesondere die Verdrehsicherheit der Nocken zu beeinträchtigen. Hierzu wird konkret vorgeschlagen, wenigstens eine der bei der entstehenden Pressverbindung miteinander wechselwirkenden Oberflächen aufzurauen, wobei als Aufraumittel die Laserablation verwendet wird. Die Laserablation hat im Gegensatz zu rein mechanischen Verfahren den Vorteil, dass sie keinem Verschleiß unterliegt und in hohem Maße reproduzierbar, andererseits aber auch sehr flexibel im Hinblick auf die Details des erzeugten Raumusters ist.The basic idea of the invention is to produce an increased friction between the cams and the idler shaft, so that a greater undersize of the idler shaft or a larger excess of the cam penetrations becomes tolerable without adversely affecting the strength of the camshaft, in particular the torsional safety of the cams. For this purpose, it is concretely proposed to roughen at least one of the surfaces which interact with one another during the resulting press connection, laser ablation being used as the roughening agent. In contrast to purely mechanical processes, laser ablation has the advantage that it is not subject to wear and is highly reproducible, but on the other hand is also very flexible with regard to the details of the generated spatial pattern.

Das Raumuster weist vorzugsweise eine Maximalamplitude, d. h. eine maximale radiale Distanz zwischen seien niedrigsten und seinen höchsten Punkten von 2 bis 20 Mikrometer, insbesondere von 4 bis 6 Mikrometer auf. Dabei beträgt die Maximaldifferenz zum Niveau der unbearbeiteten Flächen bevorzugt ± 1 bis 10 Mikrometer, insbesondere ± 2 bis 4 Mikrometer. Diese Werte haben sich bei Versuchen als besonders günstig erwiesen.The space pattern preferably has a maximum amplitude, ie a maximum radial distance between its lowest and its highest points of 2 to 20 microns, in particular of 4 to 6 microns. In this case, the maximum difference to the level of the unprocessed surfaces is preferably ± 1 to 10 micrometers, in particular ± 2 to 4 Micrometers. These values have proven to be particularly favorable in experiments.

Die Erzeugung des Raumusters mittels Laserablation ist besonders geeignet, ein Raumuster zu erzeugen, welches, wie bevorzugt vorgesehen, in beide Richtungen vom Niveau der unbearbeiteten Fläche abweicht. Bei der Laserablation wird nämlich die Oberfläche mit einem Laserstrahl bestrahlt, dessen Energiedichte über der Zerstörschwelle des bearbeiteten Materials liegt. Die konkrete Lage der Zerstörschwelle hängt unter anderem von der Absorptionsfähigkeit des Materials für die gewählte Laserwellenlänge ab. Dem Fachmann sind die Absorptionseigenschaften der unterschiedlichen Materialien bekannt, sodass er die Wahl der geeigneten Laserwellenlänge sowie die Wahl der verwendeten Energiedichte ohne umfangreiche Versuche im jeweiligen Einzelfall ermitteln kann. Bei der Bestrahlung des Materials absorbiert dessen Oberfläche Laserenergie und wird bereichsweise aufgeschmolzen. Dies führt zu einem teilweisen Verdampfen des Materials, z. T. aber auch zum Aufwerfen von Wällen und Kraterrändern im Mikrometerbereich. Die bearbeitete Fläche weist somit Oberflächenpunkte auf, die unterhalb des Flächenniveaus der unbearbeiteten Fläche liegen, als auch Punkte die oberhalb dieses Niveaus liegen. Dies wird als besonders günstig angesehen, da die Leerwelle unabhängig davon, ob das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden soll oder nicht, mit ihrem berechneten Nominalmaß hergestellt werden kann. Gleiches gilt für die Nockendurchbrüche. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens führt lediglich zu einer Verbesserung des Reibschlusses der Pressverbindungen, erhöht somit die Fertigungstoleranzen. Gleichwohl bedarf der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens keiner Umstellung eines bereits etablierten und eingespielten Produktionsprozesses.The generation of the space pattern by means of laser ablation is particularly suitable for producing a space pattern which, as is preferred, deviates in both directions from the level of the unprocessed area. In laser ablation, the surface is irradiated with a laser beam whose energy density is above the damage threshold of the processed material. The concrete location of the damage threshold depends, among other things, on the absorption capacity of the material for the selected laser wavelength. The person skilled in the absorption properties of the different materials are known, so that he can determine the choice of the appropriate laser wavelength and the choice of energy density used without extensive experiments in each case. During the irradiation of the material whose surface absorbs laser energy and is partially melted. This leads to a partial evaporation of the material, for. But also for raising walls and crater edges in the micrometer range. The machined surface thus has surface points that are below the surface level of the unprocessed surface, as well as points that are above this level. This is considered to be particularly favorable, since the empty wave can be produced with its calculated nominal dimension, regardless of whether the method according to the invention is to be used or not. The same applies to the cam openings. The application of the method according to the invention only leads to an improvement in the frictional engagement of the press connections, thus increasing the manufacturing tolerances. Nevertheless, the use of the method according to the invention requires no conversion of an already established and rehearsed production process.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Raumuster in axialer Richtung moduliert. Dies bedeutet, dass dem mikroskopischen Raumuster eine „Streifen-Struktur” variierenden mittleren Höhenniveaus überlagert ist. Die Streifen erstrecken sich bevorzugt in axialer Richtung. Hierdurch wird zusätzlich zur Verbesserung des Reibschlusses durch die Aufrauung eine zahnähnliche Struktur etabliert, die einem an den Nocken angreifenden Drehmoment und somit deren Verdrehung gegenüber der Welle entgegenwirkt.In an advantageous embodiment of the invention, the spatial pattern is modulated in the axial direction. This means that the microscopic space pattern is overlaid with a "stripe structure" of varying mean height level. The strips preferably extend in the axial direction. As a result, a tooth-like structure is established in addition to improving the frictional engagement by the roughening, which counteracts a torque acting on the cam and thus its rotation relative to the shaft.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur zur Verbesserung der Herstellung von separaten Nockenwellen geeignet; insbesondere kann es auch zur Verbesserung es grundsätzlich bekannten, oben bereits erläuterten Verfahrens zur Herstellung von Wellen-Hauben-Modulen verwendet werden.The method according to the invention is not only suitable for improving the production of separate camshafts; In particular, it can also be used to improve it basically known, already explained above method for the production of shaft hood modules.

Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass vor dem Einschieben der Leerwelle ein Haubenelement, relativ zu dem die unterkühlte Leerwelle ebenfalls unterkühlt ist und dessen Wandungen runde Durchbrüche aufweisen, relativ zu den Nocken so ausgerichtet wird, dass die Nockendurchbrüche und die Haubendurchbrüche miteinander fluchten, wobei die Haubendurchbrüche größer als die Nockendurchbrüche sind, dass die Leerwelle im eingeschobenen Zustand sowohl die Nockendurchbrüche als auch die Haubendurchbrüche durchsetzt und dass nach dem Einschieben der Leerwelle ein Temperaturausgleich auch relativ zu der Haube erfolgt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Innendurchmesser der Haubendurchbrüche so bemessen sind, dass nach der Herbeiführung des Temperaturausgleichs die Nockenwelle spielfrei und drehbeweglich in den Haubendurchbrüchen gelagert ist. Hier zeitigt das erfindungsgemäße Verfahren sogar besondere Vorteile: um einen möglichst guten Gleichlauf und geringen Verschleiß der Nockenwelle in der Zylinderkopfhaube zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass insbesondere die Lagerstellen der Welle in den Haubenwandungen von höchster Präzision sind. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind keine gesonderten Lagerelemente vorgesehen; vielmehr ist die Welle unmittelbar in den Präzisionsbohrungen der Haubenwände gelagert. Dies bedeutet, dass gerade auf diese Schnittstelle bei der Fertigung besonderer Wert gelegt werden muss. Bei evtl. auftretenden Abweichungen von den Nominalwerten müssen solche Wellen und Haubenelemente miteinander kombiniert werden, deren Fertigungsabweichungen einander kompensieren. Die Nocken und deren Bohrungen werden jedoch in einem weiteren, separaten Fertigungsprozess hergestellt. Es würde daher einen ausgesprochenen hohen Aufwand und ggf. hohen Ausschuss bedeuten, wenn auch noch die Nocken einzeln so ausgewählt werden müssten, dass ihre Fertigungsabweichungen ebenfalls zu den Fertigungsabweichungen der Welle und der Haubenelemente „passen”. Der durch die Erfindung erzielte Vorteil einer höheren Fertigungstoleranz gerade bei den Nocken ist daher bei der Fertigung von Wellen-Hauben-Modulen von ganz besonderer Bedeutung.In other words, it is preferably provided that prior to insertion of the empty shaft, a hood element, relative to which the supercooled idler shaft is also undercooled and whose walls have round openings, is aligned relative to the cams so that the cam openings and the hood openings are aligned with each other the hood openings larger than the cam openings are that the idle shaft in the inserted state, both the cam openings and the hood breakthroughs interspersed and that after insertion of the empty shaft temperature compensation also takes place relative to the hood. It is particularly provided that the inner diameter of the hood openings are dimensioned so that after the induction of the temperature compensation, the camshaft is mounted without play and rotatably in the hood openings. Here, the inventive method even has special advantages: to ensure the best possible synchronization and low wear of the camshaft in the cylinder head cover, it is necessary that in particular the bearing points of the shaft in the hood walls are of the highest precision. In the preferred embodiment, no separate bearing elements are provided; Rather, the shaft is mounted directly in the precision holes of the hood walls. This means that particular importance must be attached to this interface during production. In the event of deviations from the nominal values, such shafts and hood elements must be combined with one another whose production deviations compensate each other. However, the cams and their holes are produced in a separate, separate manufacturing process. It would therefore mean a decidedly high cost and possibly high rejection, if even the cams would have to be individually selected so that their manufacturing deviations also "match" the manufacturing deviations of the shaft and the hood elements. The advantage achieved by the invention of a higher manufacturing tolerance, especially in the case of the cams, is therefore of very particular importance in the manufacture of shaft-hood modules.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.Further features and advantages of the invention will become apparent from the following specific description and the drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

1 eine perspektivische Darstellung eines Nockens zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, 1 a perspective view of a cam for use in the inventive method,

2 eine schematische Darstellung eines Teils einer Leerwelle zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, 2 a schematic representation of a portion of an empty shaft for use in the inventive method,

3 eine pseudo-perspektivische Darstellung eines Raumusters auf mikroskopischer Skala. 3 a pseudo-perspective view of a room model on a microscopic scale.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

1 zeigt einen Nocken 10 zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Der Nocken 10 hat scheibenförmige Gestalt mit einer geschliffen Außenkontur 12 und einer zentralen Bohrung 14. Auf der Innenfläche 16 der Bohrung 14 ist mittels Laserablation ein Raumuster aufgebracht, dass jedoch in 1 nicht zu erkennen ist. 1 shows a cam 10 for use in the method of the invention. The cam 10 has disc-shaped shape with a polished outer contour 12 and a central hole 14 , On the inner surface 16 the bore 14 is applied by laser ablation a spatial pattern, however, that in 1 can not be seen.

2 zeigt eine Leerwelle 20 zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei der alternativ oder zusätzlich zu der in 1 gezeigten Aufrauung der Nockenbohrung 14 an verschiedenen axial benachbarten Positionen 22 Raumuster mittels Laserablation auf die Oberfläche der Leerwelle 20 aufgebracht sind. Die Axialpositionen 22 entsprechen denjenigen Positionen, auf denen bei der fertigen Welle die Nocken 10 positioniert sind. 2 shows an empty wave 20 for use in the method according to the invention, in which, alternatively or in addition to the in 1 roughening of the cam bore shown 14 at different axially adjacent positions 22 Spatial pattern by laser ablation on the surface of the empty wave 20 are applied. The axial positions 22 correspond to those positions where on the finished shaft, the cams 10 are positioned.

Details des Raumusters in einer bevorzugten Ausführungsform sind in 3 erkennbar. 3 zeigt eine computergenerierte, pseudo-perspektivische Darstellung des Raumusters an den Axialpositionen 22 der Leerwelle 20 und/oder auf der Innenfläche 16 der Nockenbohrung 14. Die mit dem Bezugszeichen 32 gekennzeichneten, vergleichsweise ebenen Musterbereiche entsprechen im Wesentlichen der nicht bearbeiteten Oberfläche. Eine streifenartige Beaufschlagung der Oberfläche mit Laserlicht geeigneter Wellenlänge und Energiedichte führt zu einer streifenartigen Kraterbildung (34), wobei der längserstreckte Krater 34 von Wällen 36, die durch aufgeschmolzenes und aufgeworfenes Material gebildet werden, flankiert ist. Diese Streifenstruktur stellt eine dem mikroskopischen Raumuster überlagert Modulation dar, wobei die Breite der in 3 gezeigten Streifen jeweils etwa 0,1 mm beträgt. Die mikroskopische Materialaufrauung, insbesondere im Bereich der Kraterstreifen hat charakteristische Dimensionen von einem bis wenigen Mikrometern. Die Höhendifferenz zwischen dem Grund der Krater 34 und den Spitzen der Wälle 36 betragen ca. 5,5 Mikrometer. Die Differenzen zu dem Niveau der unbearbeiteten Streifen 32 beträgt ca. ± 2 bis 3 Mikrometer.Details of the room pattern in a preferred embodiment are in 3 recognizable. 3 shows a computer-generated, pseudo-perspective view of the room model at the axial positions 22 the empty wave 20 and / or on the inner surface 16 the cam bore 14 , The with the reference number 32 marked, comparatively flat pattern areas correspond substantially to the unprocessed surface. A stripe-like exposure of the surface with laser light of suitable wavelength and energy density leads to a strip-like cratering ( 34 ), with the longitudinal crater 34 of ramparts 36 flanked by molten and thrown up material. This stripe structure represents a modulation superimposed on the microscopic space pattern, where the width of the in 3 each strip shown is about 0.1 mm. Microscopic material roughening, especially in the area of crater strips, has characteristic dimensions of one to a few micrometers. The height difference between the bottom of the craters 34 and the tops of the ramparts 36 are about 5.5 microns. Differences to the level of unprocessed strips 32 is about ± 2 to 3 microns.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere kann das konkrete gewählte Raumuster von der hier gezeigten Ausführungsform abweichen. Beispielsweise sind gekreuzte Strukturen oder nicht-modulierte gleichförmige Raumusterstrukturen ebenfalls denkbar. Obgleich die Verwendung eines Nd:YaG-Lasers bevorzugt wird, können auch andere Laserbauarten Verwendung finden.Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative embodiments of the present invention. A broad range of possible variations will be apparent to those skilled in the art in light of the disclosure herein. In particular, the actual selected room pattern may differ from the embodiment shown here. For example, crossed structures or non-modulated uniform space pattern structures are also conceivable. Although the use of a Nd: YaG laser is preferred, other types of lasers may be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Nockencam
1212
Außenkontur von 10 Outer contour of 10
1414
Bohrung von 10 Bore of 10
1616
Innenfläche von 14 Inside surface of 14
2020
Leerwelleempty shaft
2222
Axialposition auf 20 Axial position on 20
3030
RaumusterprofilSpace Uster Profile
3232
unbearbeiteter Streifenunprocessed strip
3434
Kratercrater
3636
Wallrampart

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/065970 A1 [0002] WO 2009/065970 A1 [0002]

Claims (6)

Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle zur Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors, umfassend die Schritte: – Ausrichten einer Mehrzahl scheibenartiger Nocken (10) mit je einem zentralen, runden, senkrecht zu einer Nockenhauptebene erstreckten Durchbruch (14) derart, dass die Durchbrüche (14) der axial beabstandet angeordneten Nocken (10) miteinander fluchten, – Unterkühlen einer Leerwelle (20) runden Außenprofils relativ zu den Nocken (10), wobei der Außendurchmesser der unterkühlten Leerwelle (20) kleiner und der Außendurchmesser der nicht unterkühlten Leerwelle (20) größer als der Innendurchmesser der Nockendurchbrüche (14) ist, – Einschieben der unterkühlten Leerwelle (20) in die fluchtenden Nockendurchbrüche (14), – Herbeiführen eines Temperaturausgleichs zwischen der Leerwelle (20) und den Nocken (10), sodass die Leerwelle (20) und die Nocken (10) fest zu einer Nockenwelle verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenflächen (16) der Nockendurchbrüche (14) und/oder die Außenfläche der Leerwelle (20) in ihren im eingeschobenen Zustand von den Nockendurchbrüchen (14) umgriffenen Abschnitten (22) ein mittels Laserablation erzeugtes Raumuster (30) aufweisen.Method for producing a camshaft for valve control of an internal combustion engine, comprising the steps of: - aligning a plurality of disk-like cams ( 10 ) each having a central, circular, perpendicular to a cam main plane extending breakthrough ( 14 ) such that the breakthroughs ( 14 ) of the axially spaced cam ( 10 ), - subcooling an idle shaft ( 20 ) round outer profile relative to the cam ( 10 ), wherein the outer diameter of the supercooled hollow shaft ( 20 ) smaller and the outer diameter of the not supercooled idle shaft ( 20 ) greater than the inner diameter of the cam openings ( 14 ), - inserting the supercooled idle shaft ( 20 ) in the aligned cam openings ( 14 ), - causing a temperature compensation between the idle wave ( 20 ) and the cam ( 10 ), so that the empty wave ( 20 ) and the cams ( 10 ) are fixedly connected to a camshaft, characterized in that the inner surfaces ( 16 ) of the cam openings ( 14 ) and / or the outer surface of the empty wave ( 20 ) in their inserted state of the cam openings ( 14 ) sections ( 22 ) a space pattern produced by laser ablation ( 30 ) exhibit. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumuster (30) eine Maximalamplitude von 2 bis 20 Mikrometer, insbesondere von 4 bis 6 Mikrometer aufweist.Method according to claim 1, characterized in that the spatial pattern ( 30 ) has a maximum amplitude of 2 to 20 microns, especially 4 to 6 microns. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumuster (30) eine Maximaldifferenz zum Niveau der unbearbeiteten Flächen von ± 1 bis 10 Mikrometer, insbesondere von ± 2 bis 4 Mikrometer aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spatial pattern ( 30 ) has a maximum difference from the unprocessed surface level of ± 1 to 10 microns, more preferably ± 2 to 4 microns. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Raumuster (30) in axialer Richtung moduliert ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the spatial pattern ( 30 ) is modulated in the axial direction. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – vor dem Einschieben der Leerwelle (20) ein Haubenelement, relativ zu dem die unterkühlte Leerwelle (20) ebenfalls unterkühlt ist und dessen Wandungen runde Durchbrüche aufweisen, relativ zu den Nocken (16) so ausgerichtet wird, dass die Nockendurchbrüche (14) und die Haubendurchbrüche miteinander fluchten, wobei die Haubendurchbrüche größer als die Nockendurchbrüche (14) sind, – die Leerwelle (20) im eingeschobenen Zustand sowohl die Nockendurchbrüche (14) als auch die Haubendurchbrüche durchsetzt und – nach dem Einschieben der Leerwelle (20) ein Temperaturausgleich auch relativ zu der Haube erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that - before the insertion of the idle shaft ( 20 ) a hood element relative to which the supercooled idle shaft ( 20 ) is also undercooled and whose walls have round openings, relative to the cam ( 16 ) is aligned so that the cam openings ( 14 ) and the hood openings aligned with each other, wherein the hood openings larger than the cam openings ( 14 ), - the empty wave ( 20 ) in the inserted state both the cam openings ( 14 ) and the hood breakthroughs interspersed and - after insertion of the empty wave ( 20 ) Temperature compensation also takes place relative to the hood. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendurchmesser der Haubendurchbrüche so bemessen sind, dass nach der Herbeiführung des Temperaturausgleichs die Nockenwelle spielfrei und drehbeweglich in den Haubendurchbrüchen gelagert ist.A method according to claim 5, characterized in that the inner diameter of the hood openings are dimensioned so that after the induction of the temperature compensation, the camshaft is mounted without play and rotationally movable in the hood openings.
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