DE102012018938B4 - Process for manufacturing a support shaft for an adjustment element - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Trägerwelle für ein Verstellelement mit folgenden Schritten:- Herstellen eines Rohteils (35) aus einem Ausgangsmaterial (33) (Schritt 3 bzw. 23);- Erzeugen einer Verzahnung an dem Rohteil (35) in mindestens einem Verzahnungsabschnitt (45) (Schritt 7 bzw. 27); und- Fertigbearbeiten des Rohteils (35) zu einer Trägerwelle (Schritt 11 bzw. 31); dadurch gekennzeichnet, dass:- die Trägerwelle einstückig mit einem Flansch zur Anbindung eines Verstellelements oder eines Zahnrades oder eines Kettenrades ausgebildet wird, und- als Ausgangsmaterial (33) eine Stange oder ein Rohr gewählt wird, und- das Rohteil (35) hergestellt wird durch mindestens ein Verfahren, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Kaltfließpressen und Querwalzen, und- eine Wärmebehandlung des Rohteils (35) vor der Fertigbearbeitung durchgeführt wird und ein Laserhärten einschließt.Method for producing a support shaft for an adjustment element, comprising the following steps: - producing a blank (35) from a starting material (33) (step 3 or 23); - producing a toothing on the blank (35) in at least one toothed section (45) (step 7 or 27); and- finishing the blank (35) into a support shaft (steps 11 and 31, respectively); characterized in that:- the carrier shaft is designed in one piece with a flange for connecting an adjusting element or a gear wheel or a chain wheel, and- a rod or a tube is selected as the starting material (33), and- the blank (35) is produced by at least one method selected from a group consisting of cold extrusion and cross rolling, and- a heat treatment of the blank (35) is carried out before the finish machining and includes laser hardening.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Trägerwelle für ein Verstellelement gemäß Anspruch 1.The invention relates to a method for producing a support shaft for an adjustment element according to claim 1.
Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives, wenig aufwendiges und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Trägerwelle bereitzustellen.The object of the invention is to provide an alternative, less complex and cost-effective method for producing a carrier shaft.
Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Es wird ein Rohteil aus einem Ausgangsmaterial hergestellt. An dem Rohteil wird eine Verzahnung in mindestens einem Verzahnungsabschnitt erzeugt. Das Rohteil wird anschließend zu einer Trägerwelle fertigbearbeitet. Die Trägerwelle wird insbesondere als Trägerwelle für variable Ventilsteuerungssysteme ausgebildet. Besonders bevorzugt wird mithilfe des Verfahrens eine Nockenwelle, insbesondere eine Grundnockenwelle hergestellt. Es wird vorzugsweise ein Verschiebebereich an der Trägerwelle vorgesehen, welcher den mindestens einen Verzahnungsabschnitt aufweist. Bevorzugt wird mehr als ein Verzahnungsabschnitt, besonders bevorzugt mehr als ein Verschiebebereich mit mindestens einem Verzahnungsabschnitt hergestellt.The object is solved by providing a method having the steps of claim 1. A raw part is produced from a starting material. Gearing is produced in at least one gearing section on the blank. The blank is then finish-machined into a carrier shaft. The carrier shaft is designed in particular as a carrier shaft for variable valve control systems. A camshaft, in particular a base camshaft, is particularly preferably produced using the method. A displacement area is preferably provided on the carrier shaft, which has the at least one toothed section. More than one toothed section is preferably produced, particularly preferably more than one displacement area with at least one toothed section.
Die Trägerwelle wird einstückig mit einem Flansch zur Anbindung eines Verstellelements oder eines Zahnrades oder eines Kettenrades ausgebildet wird. Insbesondere wird der Flansch zur Anbindung eines Nockenwellenverstellers vorgesehen.The carrier shaft is formed in one piece with a flange for connecting an adjustment element or a gear wheel or a chain wheel. In particular, the flange is provided for connecting a camshaft adjuster.
Als Ausgangsmaterial wird eine Stange oder ein Rohr gewählt.A rod or tube is chosen as the starting material.
Das Rohteil wird hergestellt durch mindestens ein Verfahren, das ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Kaltfließpressen und Querwalzen.The blank is produced by at least one method selected from a group consisting of cold extrusion and cross rolling.
Vor der Fertigbearbeitung wird eine Wärmebehandlung des Rohteils durchgeführt, wobei die Wärmebehandlung ein Laserhärten einschließt. Es ist möglich, durch mechanische Bearbeitung, insbesondere durch Zerspanen mindestens ein Funktionselement an dem Flansch vorzusehen. Das mindestens eine Funktionselement umfasst vorzugsweise eine Verschraubung, beispielsweise für ein Kettenrad, eine Zentralschraube, einen Nockenwellenversteller oder ähnliche Elemente, ein Sensorrad, einen Sitz für ein nachträglich zu fügende Sensorrad, eine Axiallager, einen Zweiflach, und/oder einen Mehrflach. Dabei ist es möglich, dass mehrere der hier angesprochenen Funktionselemente einzeln oder in Kombination miteinander vorgesehen sind. Ebenso ist es möglich, dass mindestens eines der genannten Funktionselemente mehrfach vorgesehen ist.A heat treatment of the blank is performed prior to finishing, the heat treatment including laser hardening. It is possible to provide at least one functional element on the flange by mechanical processing, in particular by machining. The at least one functional element preferably includes a screw connection, for example for a sprocket, a central screw, a camshaft adjuster or similar elements, a sensor wheel, a seat for a sensor wheel to be added later, an axial bearing, a two-flat and/or a multi-flat. It is possible for several of the functional elements discussed here to be provided individually or in combination with one another. It is also possible for at least one of the functional elements mentioned to be provided multiple times.
Der Begriff „Rohteil“ spricht hier in Zusammenhang mit der Trägerwelle, die einstückig mit dem Flansch gefertigt wird, sowohl das aus dem Ausgangsmaterial hergestellte Rohteil sowohl vor als auch nach dem Ausformen des Flanschs an.As used herein, the term "blank" in the context of the support shaft being manufactured in one piece with the flange refers to both the blank made from the starting material both before and after the flange is formed.
Es zeigt sich also, dass der Flansch und die Trägerwelle einstückig miteinander hergestellt werden.It is thus evident that the flange and the support shaft are manufactured in one piece with each other.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 ein Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens; -
2 ein Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens, und -
3 eine schematische Darstellung der Herstellung eines Rohteils einer Trägerwelle gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens.
-
1 a flowchart of a first embodiment of a method; -
2 a flow chart of a second embodiment of the method, and -
3 a schematic representation of the production of a blank of a carrier wave according to a further embodiment of the method.
In einem Schritt 5 erfolgt eine mechanische Bearbeitung, insbesondere eine spanende Bearbeitung des zuvor dargestellten Flanschbereichs, insbesondere um mindestens ein Funktionselement in dem Flanschbereich herzustellen.In a
In einem Schritt 7 wird eine Verzahnung an dem Rohteil in mindestens einem Verzahnungsabschnitt hergestellt, wobei bevorzugt eine hochgenau abgesetzte Funktionsverzahnung erzeugt wird.In a
In einem Schritt 9 kann eine Wärmebehandlung zumindest der Verzahnung in dem mindestens einen Verzahnungsabschnitt durchgeführt werden, wobei diese vorzugsweise ein Induktivhärten, ein Nitrieren oder eine Kombination aus Nitrieren und Induktivhärten umfasst. Zusätzlich oder alternativ werden vorzugsweise auch Verrastungsbohrungen induktiv gehärtet oder nitriert.In
Schließlich erfolgt in einem Schritt 11 eine Fertigbearbeitung des Rohteils, um die Trägerwelle fertigzustellen.Finally, in step 11, the blank is finished to finish the support shaft.
Optional erfolgt in einem Schritt 25 eine mechanische Bearbeitung des Rohteils, vorzugsweise durch Zerspanen. Insbesondere ist es möglich, das Rohteil durch Drehen oder Schleifen mechanisch zu bearbeiten.Optionally, in a
In einem Schritt 27 wird eine Verzahnung an dem Rohteil in mindestens einem Verzahnungsabschnitt erzeugt.In a
Schließlich kann in einem Schritt 29 eine Wärmebehandlung erfolgen, die vorzugsweise ein Induktivhärten, ein Nitrieren oder eine Kombination aus Nitrieren und Induktivhärten umfasst. Dabei werden vorzugsweise zusätzlich oder alternativ auch Verrastungsbohrungen induktiv gehärtet oder nitiriert.Finally, in a
Schließlich erfolgt in einem Schritt 31 eine Fertigbearbeitung zu der Trägerwelle.Finally, in a
In
Optional erfolgt in einem Schritt 125 eine Wärmebehandlung des Flanschrohteils, die vorzugsweise ein Induktivhärten, ein Nitrieren, oder eine Kombination aus Induktivhärten und Nitrieren umfasst. Auch Verrastungsbohrungen können vorzugsweise induktiv gehärtet oder nitriert werden. In einem Schritt 127 erfolgt eine mechanische Bearbeitung des Flanschrohteils, vorzugsweise durch spanende Bearbeitung. Hierbei ist es möglich, mindestens ein Funktionselement an dem Flansch auszubilden. Letztlich wird der Flansch durch die mechanische Bearbeitung fertiggestellt.Optionally, in a
In einem Schritt 129 wird der Flansch mit dem Rohteil für die Trägerwelle gefügt, wobei in
Insbesondere ist es möglich, dass der Flansch mit dem Rohteil zwischen den Schritten 23 und 25, mithin zwischen der Rohteilherstellung und einer optionalen mechanischen Bearbeitung des Rohteils gefügt wird. Alternativ ist es möglich, dass der Schritt 25 entfällt, wobei der Flansch dann zwischen dem Schritt 23 und dem Schritt 27 gefügt wird, sodass er also zwischen der Rohteilherstellung und der Erzeugung der mindestens einen Verzahnung in dem mindestens einen Verzahnungsabschnitt mit dem Rohteil gefügt wird.In particular, it is possible for the flange to be joined to the blank between
Alternativ ist vorgesehen, dass der Flansch mit dem Rohteil zwischen dem Schritt 25 und dem Schritt 27 gefügt wird, also nach der mechanischen Bearbeitung und vor dem Erzeugen der Verzahnung.Alternatively, it is provided that the flange is joined to the blank between
Weiter ist alternativ vorgesehen, dass der Flansch zwischen dem Schritt 27 und dem Schritt 29 mit dem Rohteil gefügt wird, mithin zwischen dem Erzeugen der Verzahnung und der Wärmebehandlung. In diesem Fall erfolgt in Schritt 29 eine gemeinsame Wärmebehandlung des Rohteils und des mit diesem gefügten Flanschs, also eine Wärmebehandlung des Zusammenbaus.It is also alternatively provided that the flange is joined to the blank between
Schließlich ist es alternativ möglich, dass der Flansch zwischen dem Schritt 29 und dem Schritt 31 mit dem Rohteil gefügt wird, mithin nach der Wärmebehandlung und vor einer Fertigbearbeitung des Rohteils zu der Trägerwelle.Finally, it is alternatively possible for the flange to be joined to the blank between
In
In
Schließlich erfolgt gemäß
Alternativ oder zusätzlich wird mindestens ein Verzahnungsabschnitt, hier vorzugsweise zwei Verzahnungsabschnitte 45 auf einen Durchmesser bearbeitet, der in einem nächsten, nicht dargestellten Schritt die Erzeugung einer Verzahnung in den Verzahnungsbereichen 45 erlaubt.Alternatively or additionally, at least one toothed section, preferably two
Damit wird deutlich, dass
Insgesamt zeigt sich, dass es mithilfe des Verfahrens möglich ist, eine einstückige oder auch eine gebaute Trägerwelle für ein Verstellelement, insbesondere für ein variables Ventilsteuersystem herzustellen.Overall, it is shown that the method makes it possible to produce a one-piece or a built-up support shaft for an adjustment element, in particular for a variable valve control system.
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DE102010012505A1 (en) | 2010-03-24 | 2010-10-28 | Daimler Ag | Hollow shaft i.e. assembled camshaft, for internal-combustion engine of motor vehicle, has shaft pipe welded with blind flange, where shaft pipe and/or blind flange is hardened locally in area of bearing surface |
DE102010040008A1 (en) | 2010-08-31 | 2012-03-01 | Zf Lenksysteme Gmbh | Hollow shaft i.e. motor shaft, for transmitting power within electric power steering system in vehicle, has different regions with surface structures and/or different outer and inner diameters, where regions are formed by rotary swaging |
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