DE102018104110B4

DE102018104110B4 - Process for manufacturing a camshaft module

Info

Publication number: DE102018104110B4
Application number: DE102018104110.1A
Authority: DE
Inventors: Timotheus Hannemann; Jörg Beier; Sebastian Häfer
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2038-02-24
Also published as: DE102018104110A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls (1) mit einem Gehäuse (6), mehreren Nockenwellenlagern (5) und wenigstens einer in den Nockenwellenlagern (5) gelagerten Nockenwelle (2, 2a), wobei- in einem ersten Schritt die Nockenwelle (2) mit den Nockenwellenlagern (5) versehen wird und anschließend- in einem zweiten Schritt die Nockenwelle (2) in das Unterteil (7) eines Gießwerkzeuges (9) so eingelegt wird, dass die Nockenwelle (2) zumindest punktuell formschlüssig in wenigstens einen in dem Unterteil (7) beweglich angeordneten Kern (10) eingreift- in einem weiteren Schritt die Nockenwelle (2) in der in das Unterteil (7) eingelegten Position um ihre Achse verdreht wird, wobei der bewegliche Kern (10) durch die Drehbewegung der Nockenwelle (2) angetrieben auf einer bogenförmigen Bahn verschwenkt wird- in einem weiteren Schritt mit einem Oberteil (8) des Gießwerkzeuges (9) dieses geschlossen wird und- in einem weiteren Schritt mindestens ein Teil des Gehäuses (6) um die Nockenwellenlager (5) herum mittels eines Urformverfahrens erzeugt wird.Method for producing a camshaft module (1) with a housing (6), several camshaft bearings (5) and at least one camshaft (2, 2a) mounted in the camshaft bearings (5), wherein - in a first step, the camshaft (2) with the camshaft bearings (5) and then - in a second step - the camshaft (2) is inserted into the lower part (7) of a casting tool (9) in such a way that the camshaft (2) is positively fitted at least at certain points into at least one in the lower part (7 ) movably arranged core (10) engages- in a further step the camshaft (2) is rotated about its axis in the position inserted in the lower part (7), the movable core (10) being driven by the rotary movement of the camshaft (2). is pivoted on an arcuate path- in a further step with an upper part (8) of the casting tool (9) this is closed and- in a further step at least part of the housing (6) is produced around the camshaft bearing (5) by means of a primary molding process becomes.

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Nockenwellenmoduls gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Gießwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 4.The present invention relates to a method for producing a camshaft module according to the features of patent claim 1 and a casting tool for carrying out the method according to patent claim 1 according to the features of patent claim 4.

Stand der TechnikState of the art

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2012 007 334 A1 ist ein Nockenwellenmodul mit zwei Nockenwellen bekannt, wobei die Nockenwellen mittels Lagerringen in einem Lagerträger gelagert sind. Der Lagerträger besteht aus einem Kunststoff und ist um die Lagerringe herum gespritzt oder gegossen worden. Die Montage der Nockenwellen selbst erfolgt innerhalb des Nockenwellenmoduls. Dabei ist vorgesehen, dass eine Welle durch die Lagerringe und durch fertig bearbeitete Nocken geschoben wird. Die Nocken werden dazu mit einem Werkzeug in der erforderlichen Winkelorientierung innerhalb des Lagerträgers gehalten, so dass die Welle durch die Lagerringe und die Nocken geschoben werden kann.From the disclosure document DE 10 2012 007 334 A1 a camshaft module with two camshafts is known, the camshafts being mounted in a bearing carrier by means of bearing rings. The bearing carrier consists of a plastic and has been injected or cast around the bearing rings. The camshafts themselves are assembled within the camshaft module. It is provided that a shaft is pushed through the bearing rings and finished cams. For this purpose, the cams are held in the required angular orientation within the bearing bracket using a tool, so that the shaft can be pushed through the bearing rings and the cams.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2015 202 336 A1 ist eine durch Spritzgießen hergestellte Zylinderkopfhaube zur Lagerung von Nockenwellen einer Verbrennungskraftmaschine bekannt. Die Zylinderkopfhaube besteht aus einem Kunststoffgehäuse mit mehreren eingebetteten geschlossenen Lagern zur Lagerung der Nockenwelle. Dazu werden die Lager in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und im Spritzgießwerkzeug in das Kunststoffmaterial eingebettet. Die Montage der Nockenwelle mit der fertigen Zylinderkopfhaube erfolgt anschließend dadurch, dass die Nockenwelle erst innerhalb der Zylinderkopfhaube aus einer Welle und mehreren einzelnen Nocken zu einer Nockenwelle gefügt wird. Die Nocken werden mit einer Positioniereinrichtung in der Zylinderkopfhaube positioniert und die Welle durch die in der Zylinderkopfhaube eingebetteten Lager und die Öffnungen in den Nocken eingeschoben. Nach der Montage der Nockenwelle mit der fertig hergestellten Zylinderkopfhaube bilden die eingebetteten Lager zusammen mit den zugeordneten Lagerstellen der Nockenwelle die Lagerung der Nockenwelle in der Zylinderkopfhaube.From the disclosure document DE 10 2015 202 336 A1 a cylinder head cover produced by injection molding for supporting camshafts of an internal combustion engine is known. The cylinder head cover consists of a plastic housing with several embedded closed bearings for supporting the camshaft. For this purpose, the bearings are placed in an injection mold and embedded in the plastic material in the injection mold. The assembly of the camshaft with the finished cylinder head cover then takes place in that the camshaft is first joined inside the cylinder head cover from a shaft and several individual cams to form a camshaft. The cams are positioned in the cylinder head cover with a positioning device and the shaft is inserted through the bearings embedded in the cylinder head cover and the openings in the cam. After the camshaft has been assembled with the finished cylinder head cover, the embedded bearings together with the assigned bearing points of the camshaft form the bearing of the camshaft in the cylinder head cover.

Das Fügen der Einzelteile zur Herstellung einer Nockenwelle innerhalb des Lagerträgers beziehungsweise des Lagerträgers stellt einen besonders hohen Prozessaufwand dar. Außerdem kann es durch das Fügen der Nocken mit der Welle zu einer Verformung der vorher endbearbeiteten Nocken führen, was dann eine aufwändige Nachbearbeitung der Nocken fordert.The joining of the individual parts for producing a camshaft within the bearing carrier or the bearing carrier represents a particularly high level of process complexity. In addition, joining the cams to the shaft can lead to deformation of the previously finished cams, which then requires complex post-processing of the cams.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentanmeldung 10 2016 121 480.9 ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls bekannt, wobei der Fertigungs- und Montageaufwand reduziert ist. Das Nockenwellenmodul umfasst dabei ein Gehäuse, mehrere Nockenwellenlager und wenigstens eine in den Nockenwellenlagern gelagerte Nockenwelle. Die Nockenwelle umfasst wenigstens zwei Lagerstellen und wenigstens einen Nocken, welcher zur Betätigung eines Gaswechselventils einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Die Reduzierung des Fertigungs- und Montageaufwandes zur Herstellung des Nockenwellenmoduls wird dadurch erreicht, dass in einem ersten Schritt die Nockenwelle mit den Nockenwellenlagern versehen wird und anschließend in einem auf den ersten Schritt folgenden zweiten Schritt mindestens ein Teil des Gehäuses um die Nockenwellenlager herum mittels eines Urformverfahrens erzeugt wird.Furthermore, from the German patent application 10 2016 121 480.9 a method for producing a camshaft module is known, wherein the manufacturing and assembly costs are reduced. The camshaft module includes a housing, multiple camshaft bearings and at least one camshaft mounted in the camshaft bearings. The camshaft comprises at least two bearing points and at least one cam, which is designed to actuate a gas exchange valve of an internal combustion engine. The reduction in manufacturing and assembly costs for producing the camshaft module is achieved in that in a first step the camshaft is provided with the camshaft bearings and then in a second step following the first step at least part of the housing around the camshaft bearings by means of a primary shaping process is produced.

Das hierfür notwendige Spritzgusswerkzeug und die verwendeten Kerne sind aufgrund der einzugießenden Lagerung bei gleichzeitig notwendiger Hinterformung der Nockenwellen schwierig darstellbar.The injection molding tool required for this and the cores used are difficult to produce due to the bearing to be cast in and the camshafts to be back-formed at the same time.

DE 14 79 189 A1 zeigt eine Kombination von Kernen zur Herstellung eines T-Rohrstücks, welches aus Kunststoff in einer Spritzform erzeugt wird. Zur Erzeugung einer bogenförmigen Einlaufkante im Inneren des T-Stücks wird ein mehrteiliges Kern-Einlegeteil mit einer beweglichen, um eine Achse drehbaren Front genutzt, welches eine konkave Außenkontur aufweist. Das Kern-Einlegeteil wird vor dem Gießen ins Innere der Spritzform verfahren und mittels Steuerstiften in seine Arbeitsposition bewegt. Nach dem Erstarren des Gussmaterials wird das Kern-Einlegeteil in seine Ruheposition verfahren und kann aus dem gefertigten T-Stück ausgefahren werden, ohne mit der bogenförmigen Innenkontur zu kollidieren. DE 14 79 189 A1 shows a combination of cores for the production of a T-pipe section, which is produced from plastic in an injection mold. A multi-part core insert with a movable front that can be rotated about an axis and has a concave outer contour is used to create an arc-shaped inlet edge inside the T-piece. Before casting, the core insert is moved inside the injection mold and moved to its working position by means of control pins. After the cast material has solidified, the core insert is moved to its resting position and can be pulled out of the manufactured T-piece without colliding with the curved inner contour.

DE 10 2009 043 476 A1 zeigt einen ähnlichen Kern, welcher in eine Dauerform eingefahren wird und vor dem Druckguss in eine Arbeitsstellung verfahren wird, um eine bogenförmige Innenkontur, z. B. eines angegossenen Ansaugstutzens einer Brennkraftmaschine zu fertigen. Für die Entformung wird der Kern auf einer bogenförmigen Bahn aus der Dauerform geschwenkt. Der Antrieb des bogenförmigen Kernteils erfolgt mittels einer mechanisch bewegten, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Kernzieheinrichtung. DE 10 2009 043 476 A1 shows a similar core, which is introduced into a permanent mold and is moved into a working position prior to die casting to form an arcuate inner contour, e.g. B. a cast intake manifold of an internal combustion engine. For demoulding, the core is pivoted out of the permanent mold on an arc-shaped path. The arcuate core part is driven by means of a mechanically moved, preferably hydraulically or pneumatically driven, core pulling device.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls und ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Gießwerkzeug bereitzustellen, wobei der Fertigungsaufwand reduziert ist und ein einfaches Spritzgusswerkzeug mit einem robusten Kern verwendet werden kann.The object of the invention is to provide a method for producing a camshaft module and a casting tool suitable for carrying out the method, with the manufacturing effort being reduced and a simple injection molding tool with a robust core being able to be used.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Spritzgusswerkzeug nach dem Anspruch 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.The object is achieved by a method for producing a camshaft module according to the features of claim 1 and an injection mold according to claim 4. Advantageous developments result from the dependent claims and the exemplary embodiment.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Erfindung stellt ein erfindungsgemäß vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls bereit, wobei der Fertigungs- und Montageaufwand reduziert ist. In einem ersten Schritt wird die Nockenwelle mit den Nockenwellenlagern montiert, indem die Nockenwellenlager auf die fertig bearbeiteten Lagerstellen positioniert werden, und anschließend werden in einem zweiten Schritt die Nockenwellenlager im Material des Gehäuses mittels des Urformverfahrens eingebettet, wobei die Nockenwelle während der Erzeugung des Gehäuses bereits in den Nockenwellenlagern gelagert ist. Die Nocken, die Lagerstellen der Nockenwelle und die auf den Lagerstellen montierten Nockenwellenlager sind dabei in vorteilhafter Weise bereits vor der Erzeugung des Gehäuses um die Nockenwellenlager herum endbearbeitet. Als Urformverfahren kommt dabei das Gießen, insbesondere Druckgießen oder Spritzgießen, aber auch Sintern zur Anwendung. In vorteilhafter Weise sind die Nockenwellenlager als ungeteilte Lagerhülsen für eine Gleitlagerung oder als Wälzlager ausgeführt. Die Montage der Nockenwellenlager ist in vorteilhafter Weise durch gebaute Nockenwellen möglich. Dies kann beispielsweise mittels einer Welle und nacheinander aufgeschobenen Nocken und Nockenwellenlagern erfolgen. Dazu kann eine abgestufte Welle mit individuellen Sitzen für die Lagerstellen und die Nocken vorgesehen sein oder die Fixierung der Nocken und der Nockenwellenlager auf der dann als Hohlwelle ausgeführten Welle mittels Innenhochdruckumformung erfolgen. Auch mittels mehrerer Segmentwellen, welche jeweils Nocken und / oder Nockenwellenlager tragen, kann eine Nockenwelle zusammengesetzt werden. Aber auch der Einsatz von Lagerschalen für eine Gleitlagerung ist möglich. In vorteilhafter Weise sind die Nockenwellenlager im Kontaktbereich zum Gehäuse mit einer von einer glatten Oberfläche abweichenden komplexen Oberflächenstruktur versehen, mittels welcher die Nockenwellenlager eine formschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse eingehen, wenn diese mittels des Urformverfahrens eingebettet sind. Durch komplexe Oberflächenstruktur sind die Nockenwellenlager in dem Gehäuse fest eingebettet, ohne dass sich diese verschieben oder verdrehen können.The invention provides a method, which is advantageous according to the invention, for producing a camshaft module, with the outlay on production and assembly being reduced. In a first step, the camshaft with the camshaft bearings is assembled by positioning the camshaft bearings on the finished bearing points, and then in a second step, the camshaft bearings are embedded in the material of the housing using the primary forming process, with the camshaft already being embedded during the production of the housing mounted in the camshaft bearings. The cams, the bearing points of the camshaft and the camshaft bearings mounted on the bearing points are advantageously finished before the housing is produced around the camshaft bearings. Casting, in particular pressure casting or injection molding, but also sintering is used as the primary shaping process. The camshaft bearings are advantageously designed as undivided bearing sleeves for plain bearings or as roller bearings. The assembly of the camshaft bearings is possible in an advantageous manner by built camshafts. This can be done, for example, by means of a shaft and cams and camshaft bearings pushed on one after the other. For this purpose, a stepped shaft with individual seats for the bearing points and the cams can be provided, or the cams and the camshaft bearings can be fixed on the shaft, which is then designed as a hollow shaft, by means of hydroforming. A camshaft can also be assembled by means of several segmented shafts, each of which carries cams and/or camshaft bearings. But the use of bearing shells for a plain bearing is also possible. Advantageously, the camshaft bearings are provided in the contact area with the housing with a complex surface structure that deviates from a smooth surface, by means of which the camshaft bearings form a positive connection with the housing when they are embedded by means of the original molding process. Due to the complex surface structure, the camshaft bearings are firmly embedded in the housing without being able to shift or twist.

Das Gehäuse kann zur Verbesserung der Steifigkeit und Dauerhaltbarkeit im Bereich der Nockenwellenlager mit einer Armierung versehen sein. Diese Armierung kann während der Erzeugung des Gehäuses zum Gehäusematerial eingebettet werden oder bereits im Material eingelagert sein. Dadurch wird ein armiertes Material gebildet. Das Gehäuse kann zudem aus unterschiedlichen Materialien aufgebaut werden. Dies kann durch einen Austausch der Materialien während der Erzeugung des Gehäuses mittels des Urformverfahrens oder eine aufeinanderfolgende separate Erzeugung von Gehäuseteilen erfolgen. So ist es von Vorteil, im Bereich der Nockenwellenlager ein gegenüber einem für die verbleibenden Bereiche verwendeten weichen Material steiferes Material zu verwenden. Die Bereiche zwischen den Nockenwellenlagern können demnach mit einem kostengünstigeren, weicheren Material gebildet werden. Unter Verwendung des steiferen Materials und / oder des armierten Materials kann demnach in einer bevorzugten Ausgestaltung zunächst ein alle Nockenwellenlager einbettender Leiterrahmen gebildet werden, bevor das Gehäuse mittels des weicheren Materials komplettiert wird. Auch eine Integration von besonders elastischen Dichtelementen in einer Dichtfläche des Gehäuses ist somit in einfacher Weise möglich. Dies kann insbesondere die Dichtfläche zu einem Zylinderkopf betreffen, an welchem das Nockenwellenmodul befestigt wird. Als Material des Gehäuses kommen insbesondere Kunststoffe, aber auch Nichteisenmetalle, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen zum Einsatz. Vor allem durch den Einsatz von Kunststoff als Material für das Gehäuse kann eine deutliche Verringerung der Masse sowie der Gefahr von Porenbildung und daraus resultierender Abdichtungsprobleme erreicht werden. In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise erfolgt die Erzeugung des Gehäuses um die Nockenwellenlager herum unter Verwendung eines Kunststoffs.To improve rigidity and durability, the housing can be reinforced in the area of the camshaft bearing. This reinforcement can be embedded in the housing material during the production of the housing or it can already be embedded in the material. This forms a reinforced material. The housing can also be constructed from different materials. This can be done by exchanging the materials during the production of the housing by means of the primary molding process or by successively separate production of housing parts. It is advantageous to use a material that is stiffer in the area of the camshaft bearing than a soft material used for the remaining areas. The areas between the camshaft bearings can therefore be formed with a cheaper, softer material. In a preferred embodiment, using the stiffer material and/or the reinforced material can first form a ladder frame embedding all the camshaft bearings before the housing is completed using the softer material. An integration of particularly elastic sealing elements in a sealing surface of the housing is thus also possible in a simple manner. This can particularly affect the sealing surface to a cylinder head to which the camshaft module is attached. Plastics in particular, but also non-ferrous metals, in particular aluminum or aluminum alloys, are used as the material for the housing. Above all, by using plastic as the material for the housing, a significant reduction in mass and the risk of pore formation and the resulting sealing problems can be achieved. In an advantageous manner according to the invention, the housing is produced around the camshaft bearing using a plastic.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls mit einem Gehäuse und mehreren Nockenwellenlagern und wenigstens einer in den Nockenwellenlagern gelagerten Nockenwelle fügt in einem ersten Schritt die Nockenwelle mit den Nockenwellenlagern, so dass diese anschließend als vorgefertigte Einheit von Nockenwelle und Nockenwellenlagern in einem zweiten Schritt in das Unterteil eines Gießwerkzeuges eingelegt werden können. Die Nockenwelle wird dabei so positioniert, dass erfindungsgemäß vorteilhaft zumindest ein punktueller Formschluss zwischen Nockenwelle und dem beweglich in dem Unterteil gelagerten Kern erzeugt wird. Die Nockenwelle wird dabei so eingelegt, dass miteinander korrespondierende Konturen der Nockenwelle bzw. daran angeordnete Verbindungselemente in eine entsprechend korrespondierend geformte Gegenkontur des drehbeweglichen Kerns eingreifen. In einem weiteren Schritt wird die Nockenwelle in der eingelegten Position um ihre Achse verdreht, wobei der bewegliche Kern durch die Drehbewegung der Nockenwelle angetrieben auf einer bogenförmigen Bahn verschwenkt wird. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen Kern und Nockenwelle kann dieser in seiner Lagerung im Unterteil des Gießwerkzeuges verschwenkt werden. Für das Verdrehen des Kerns ist somit in vorteilhafter Weise nur ein Antrieb der Nockenwellen erforderlich. Mechanische Ankopplungen von Kernzieheinrichtungen, welche z. B. über ein mechanisches Koppelglied mit hydraulisch verfahrbarem Zylinder angetrieben werden, können entfallen. Das Verbringen der Kerne in eine das Unterteil abschließende Position, in welcher das Urformen des die Haube enthaltenden Gehäuses erfolgen kann, ist somit einfach möglich. Die entsprechende Hinterformung des Gehäuses im Bereich der Nocken, welche in der Haube ausgeführt werden müssen, ist durch die beweglichen Kerne erzeugbar. Die beweglichen Kerne erlauben gleichzeitig ein Einlegen der Nockenwelle, da diese in geöffneter Position eine Öffnung im Unterteil des Gießwerkzeuges freigeben, durch welche die Nockenwelle vor dem Urformen der Haube eingebracht werden kann. In einem weiteren Schritt wird vor dem Urformen mit dem Oberteil des Gießwerkzeuges die Gießform geschlossen, wobei das Schließen des Oberteils sowohl vor als auch nach dem Positionieren der drehbeweglichen Kerne durch das Verdrehen der Nockenwelle erfolgen kann. Das Verfahren der Kerne in die geschlossene Position, in welcher die Kernkontur die zum Einlegen der Nockenwelle notwendige Öffnung im Unterteil des Gießwerkzeuges gegen den Gusswerkstoff dichtend abschließt, muss vor dem Urformen, also dem Einbringen des Gusswerkstoffes erfolgen. Nach dem Verfahren der Kerne in die geschlossene Position und dem Schließen des Gießwerkzeuges mit dem Oberteil erfolgt in einem weiteren Schritt das Urformen mindestens eines Teils des Gehäuses um die Nockenwellenlager herum, wobei mittels des Urformverfahrens die Nockenwellenlagerung in dem Gehäuse und die Ausbildung des Gehäuses als die Nockenwelle wenigstens teilweise umschließende Haube erzeugt wird.The method according to the invention for producing a camshaft module with a housing and a plurality of camshaft bearings and at least one camshaft mounted in the camshaft bearings joins the camshaft with the camshaft bearings in a first step, so that these can then be placed in the lower part as a prefabricated unit of camshaft and camshaft bearings in a second step a casting tool can be inserted. The camshaft is positioned in such a way that it is advantageous according to the invention haft at least a selective form fit between the camshaft and the core movably mounted in the lower part is generated. The camshaft is inserted in such a way that corresponding contours of the camshaft or connecting elements arranged thereon engage in a correspondingly shaped counter-contour of the rotatable core. In a further step, the camshaft is rotated about its axis in the engaged position, with the movable core being pivoted on an arcuate path, driven by the rotary movement of the camshaft. Due to the positive connection between the core and the camshaft, it can be pivoted in its bearing in the lower part of the casting tool. Advantageously, only one camshaft drive is required to turn the core. Mechanical coupling of core pullers, which z. B. via a mechanical coupling element with a hydraulically movable cylinder can be omitted. The bringing of the cores into a position closing off the lower part, in which the primary shaping of the housing containing the hood can take place, is thus easily possible. The corresponding rear shaping of the housing in the area of the cams, which must be carried out in the hood, can be generated by the movable cores. At the same time, the movable cores allow the camshaft to be inserted, since in the open position they release an opening in the lower part of the casting tool, through which the camshaft can be inserted before the hood is molded. In a further step, the casting mold is closed with the upper part of the casting tool before the primary shaping, the upper part being able to be closed both before and after the positioning of the rotatable cores by turning the camshaft. The movement of the cores into the closed position, in which the core contour seals the opening in the lower part of the casting tool required for inserting the camshaft against the casting material, must take place before the primary shaping, i.e. the introduction of the casting material. After the cores have been moved into the closed position and the casting tool has been closed with the upper part, in a further step at least part of the housing is molded around the camshaft bearing, with the camshaft bearing in the housing and the design of the housing as the Camshaft at least partially enclosing hood is generated.

Erfindungsgemäß werden als Urformverfahren Druckgießen, Spritzgießen oder Sintern angewendet, wobei in einer vorteilhaften Ausgestaltung neben metallischen Werkstoffen auch Kunststoffe, oder mit Fasern verstärkte Kunststoffe als Gießwerkstoffe eingesetzt werden.According to the invention, pressure die-casting, injection molding or sintering are used as primary shaping processes, with plastics or plastics reinforced with fibers being used as casting materials in an advantageous embodiment in addition to metallic materials.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Gießverfahrens wird ein wenigstens zweiteiliges, aus wenigstens einem Ober- und einem Unterteil bestehendes Gießwerkzeug verwendet. Das Unterteil weist dabei wenigstens einen, in diesem gelagerten, beweglichen, vorzugsweise drehbeweglich verschwenkbaren Kern auf, der wenigstens eine Verbindungskontur enthält, welche in eine korrespondierende Gegenkontur der Nockenwelle eingreift. Die Nockenwelle kann somit vorpositioniert in das Unterteil bzw. die darin gelagerten Kerne eingelegt werden. Die Nockenwelle wird so in das Unterteil eingelegt, dass entsprechend ausgeformte, miteinander korrespondierende Konturen der Nockenwelle und der drehbeweglichen Kerne formschlüssig ineinandergreifen. Durch den in der eingelegten Position der Nockenwelle hergestellten Formschluss zwischen Nockenwelle und dem wenigstens einen beweglichen Kern, ist dieser von der Nockenwelle angetrieben in seiner Lagerung im Unterteil des Gießwerkzeuges auf einer bogenförmigen Bahn verschwenkbar. Das Verfahren des/der Kerne kann dabei durch die Nockenwelle angetrieben erfolgen, so dass zusätzliche Kernzieheinrichtungen entfallen können. Die Kerne sind durch ihre Lagerung in dem Unterteil des Gießwerkzeuges und durch den wenigstens partiellen Formschluss zur Nockenwelle in ihrer Position bestimmt und können durch das Verdrehen der Nockenwelle in ihrer Relativposition im Unterteil verdreht werden. Teilbereiche des Unterteils sind dabei in ihrer Kontur und Oberfläche als Gleitlager für die eingelegten Kerne ausgestaltet, welche wenigstens mit Teilbereichen ihrer, zu den Lagerungen im Unterteil weisenden Flächen, vorzugsweise mit den zur Drehachse der Kerne gesehenen axialen Außenbereiche, in dem Unterteil gelagert sind.To carry out the casting method according to the invention, a casting tool consisting of at least two parts and consisting of at least one upper part and one lower part is used. The lower part has at least one movable, preferably rotatably pivotable core mounted therein, which contains at least one connecting contour which engages in a corresponding counter-contour of the camshaft. The camshaft can thus be pre-positioned and inserted into the lower part or the cores mounted therein. The camshaft is inserted into the lower part in such a way that correspondingly shaped, mutually corresponding contours of the camshaft and the rotatable cores engage in a form-fitting manner. Due to the form fit produced in the inserted position of the camshaft between the camshaft and the at least one movable core, this can be pivoted in its bearing in the lower part of the casting tool on an arc-shaped path, driven by the camshaft. The movement of the core(s) can be driven by the camshaft, so that additional core pulling devices can be omitted. The position of the cores is determined by their mounting in the lower part of the casting tool and by the at least partial form fit to the camshaft and can be rotated in their relative position in the lower part by rotating the camshaft. Partial areas of the lower part are designed in their contour and surface as plain bearings for the inserted cores, which are mounted in the lower part at least with partial areas of their surfaces facing towards the bearings in the lower part, preferably with the axial outer areas viewed towards the axis of rotation of the cores.

Die Lagerschalen der Nockenwelle werden vorzugsweise axial als auch radial vom Unterteil bzw. Oberteil des Gießwerkzeuges sowie von den Kernen umgriffen und damit in ihrer Position festgelegt. Die Lagerschalen bilden die Lagergasse für die darin gelagerte Nockenwelle. Die Positionierung der Lagerschalen im Ober- und Unterteil sichert deren genaue Relativposition zum Gehäuse.The bearing shells of the camshaft are preferably surrounded axially and radially by the lower part or upper part of the casting tool and by the cores and are thus fixed in their position. The bearing shells form the bearing aisle for the camshaft mounted therein. The positioning of the bearing shells in the upper and lower part ensures their precise relative position to the housing.

Erfindungsgemäß vorteilhaft ist der wenigstens eine bewegliche Kern als ein in dem Unterteil des Gießwerkzeuges gelagerter Drehschieber ausgebildet. Der Drehschieber wird dabei von Teilbereichen der Innenkontur des Unterteils umgriffen und ist in dieser Kontur wie in einer Gleitlagerung gehalten. Die Kerne können sich in dem Unterteil in einer, eine Öffnung des Unterteils zum Einlegen der Nockenwellen freigebenden (geöffneten) Position befinden. In dieser geöffneten Position wird die Nockenwelle eingelegt und der Formschluss zwischen den Kernen und der Nockenwelle durch ein entsprechendes Positionieren der korrespondierenden Verbindungs- und Gegenkontur hergestellt.According to the invention, the at least one movable core is advantageously designed as a rotary slide mounted in the lower part of the casting tool. The rotary slide is surrounded by partial areas of the inner contour of the lower part and is held in this contour as in a plain bearing. The cores can be in the lower part in a position releasing (open) an opening in the lower part for inserting the camshafts. In this open position, the camshaft turns on placed and the form fit between the cores and the camshaft produced by a corresponding positioning of the corresponding connection and counter-contour.

An dem wenigstens einen beweglich, vorzugsweise drehbeweglich gelagerten Kern ist hierfür eine Verbindungskontur angeordnet, welche in einer besonders einfachen Ausführung als ein in dem Kern ortsfest angeordneter Bolzen ausgebildet ist. Der Bolzen ist mit seinem einen Ende in einer Bohrung in dem Kern befestigt und ragt mit dem gegenüberliegenden Ende über die Außenkontur des Kerns hinaus. Die Nockenwelle weist eine zu dem Bolzen korrespondierende Gegenkontur, vorzugsweise eine Bohrung auf, welche als Öffnung in der Nockenwelle ausgebildet ist. Es kann damit ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem Bolzen und der Öffnung in der Nockenwelle in der in das Unterteil des Gießwerkzeugs eingelegten Position der Nockenwelle erzeugt werden. Die Nockenwelle wird so in dem wenigstens einen Kern beim Einlegen in das Unterteil positioniert, wobei der Bolzen und die korrespondierende Öffnung in der Nockenwelle ineinandergreifen.For this purpose, a connecting contour is arranged on the at least one movably, preferably rotatably mounted core, which is designed in a particularly simple embodiment as a bolt arranged in a stationary manner in the core. One end of the bolt is fastened in a bore in the core and the opposite end protrudes beyond the outer contour of the core. The camshaft has a counter-contour corresponding to the bolt, preferably a bore, which is designed as an opening in the camshaft. A form-fitting engagement can thus be produced between the bolt and the opening in the camshaft when the camshaft is in the position in which it is inserted into the lower part of the casting tool. The camshaft is thus positioned in the at least one core upon insertion into the base, with the bolt and the corresponding opening in the camshaft intermeshing.

Erfindungsgemäß vorteilhaft kann die an der Nockenwelle angeordnete Gegenkontur von der Erhebung wenigstens eines der Nocken gebildet werden. Beim Einlegen der Nockenwelle kann die den Grundkreis des Nockens überragende Erhebung dabei in die korrespondierend ausgeführte Verbindungskontur des drehbeweglichen Kerns eingesetzt werden, so dass ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem wenigstens einen Nocken und der Verbindungskontur in dem drehbeweglichen Kern erzeugbar ist. Wenn die Nockenwelle in die in das Unterteil des Gießwerkzeugs eingelegte Position eingelegt ist, kann über den Formschluss zwischen dem Nocken bzw. dessen Erhebung und der Verbindungskontur des drehbeweglichen Kerns dieser mit der Nockenwelle verschwenkt werden, indem die Nockenwelle verdreht wird.Advantageously according to the invention, the counter-contour arranged on the camshaft can be formed by the elevation of at least one of the cams. When inserting the camshaft, the elevation projecting beyond the base circle of the cam can be inserted into the correspondingly designed connection contour of the rotatable core, so that a form-fitting engagement between the at least one cam and the connection contour in the rotatable core can be generated. When the camshaft is placed in the lower part of the casting tool, it can be pivoted with the camshaft via the form fit between the cam or its elevation and the connection contour of the rotatable core by rotating the camshaft.

Der drehbewegliche Kern ist erfindungsgemäß vorteilhaft zwischen zwei Endpositionen bewegbar, wobei er in eine geöffnete Position verfahrbar ist, in welcher die Nockenwelle in das Unterteil einlegbar ist und in eine weitere, geschlossene Position verfahren werden kann, wobei der Kern die Nockenwelle teilweise umschließt. In der geschlossenen Position verschließt der Kern die Öffnung in dem Unterteil des Gießwerkzeuges. Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt das Verdrehen des Kerns durch die Nockenwelle, wobei Anschläge eine sichere Endlage erzeugen, so dass in einfacher Weise eine Positionierung der Kerne mittels der Drehung der Nockenwelle erfolgen kann. Die ist insbesondere für die geschlossene Stellung wichtig, da die Kerne mit ihrer zum Oberteil weisenden Fläche die in dem Unterteil zum Einlegen der Nockenwelle vorhandene Öffnung für den Gießprozess dichtend gegen den Gusswerkstoff abschließen. Die Kerne erzeugen dabei die Hinterformung in dem Gehäuse, welche den notwendigen Freiraum für eine Drehung der Nocken in dem zu fertigenden Gehäuse sicherstellen. Erfindungsgemäß vorteilhaft weist das Unterteil zwei Anschläge auf, gegen welche der Kern verfahrbar ist und welche die jeweilige Endposition des Kerns definieren, zwischen denen der Kern verdreht werden kann.According to the invention, the rotatable core can advantageously be moved between two end positions, wherein it can be moved into an open position, in which the camshaft can be inserted into the lower part, and into a further, closed position, wherein the core partially encloses the camshaft. In the closed position, the core closes the opening in the base of the casting tool. Advantageously according to the invention, the core is rotated by the camshaft, with stops generating a safe end position, so that the cores can be positioned in a simple manner by means of the rotation of the camshaft. This is particularly important for the closed position, since the cores, with their surface facing the upper part, seal off the opening for the casting process, which is present in the lower part for inserting the camshaft, against the cast material. The cores create the rear formation in the housing, which ensures the necessary free space for the cams to rotate in the housing to be manufactured. Advantageously according to the invention, the lower part has two stops against which the core can be moved and which define the respective end position of the core, between which the core can be rotated.

In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist das Gießwerkzeug wenigstens zwei in einer ersten axialen Flucht zueinander positionierte in dem Unterteil gelagerte Kerne auf, in welche eine Nockenwelle einlegbar ist. Zwischen den Kernen bleibt in axialer Richtung gesehen ein Freiraum, der insbesondere im Lagerbereich der Nockenwellen ausgebildet ist. Dadurch kann beim Gießen das Lager der Nockenwelle mit eingegossen werden, da der Gusswerkstoff an den Kernen vorbei bis zum Lagerbereich der Nockenwellenlager eingebracht werden kann. Die Kerne umschließen dabei wenigstens den Bereich der Nocken. Für ein Gehäuse mit zwei darin gelagerten Nockenwellen weist das Gießwerkzeug eine in gleicher Weise fluchtend zueinander ausgebildete Lagerung für wenigstens zwei drehbewegliche Kerne auf, welche in einer zweiten axialen Flucht angeordnet sind, welche sich parallel zu der ersten Flucht erstreckt. Es kann somit parallel zu der ersten Nockenwelle eine zweite Nockenwelle in das Unterteil eingelegt werden, welche formschlüssig in die in dem Unterteil gelagerten Kerne eingreift. Es wird damit ein Gießwerkzeug bereitgestellt, in welchem ein Nockenwellenmodul mit wenigstens zwei Nockengruppen pro Nockenwelle und zwei parallel zueinander verlaufenden Nockenwellen, die mit ihren Lagerungen in einem Gehäuse eingegossen sind, gefertigt werden kann.In an embodiment according to the invention, the casting tool has at least two cores which are positioned in a first axial alignment with one another and are mounted in the lower part and into which a camshaft can be inserted. Viewed in the axial direction, a free space remains between the cores, which is formed in particular in the bearing area of the camshafts. As a result, the bearing of the camshaft can also be cast in during casting, since the casting material can be introduced past the cores to the bearing area of the camshaft bearing. The cores enclose at least the area of the cams. For a housing with two camshafts mounted therein, the casting tool has an equally aligned mounting for at least two rotatable cores, which are arranged in a second axial alignment that extends parallel to the first alignment. It can thus be inserted parallel to the first camshaft in the lower part, a second camshaft, which positively engages in the cores mounted in the lower part. A casting tool is thus provided in which a camshaft module with at least two cam groups per camshaft and two camshafts running parallel to one another, which are cast with their bearings in a housing, can be manufactured.

Ausführungsbeispielexample

Beispielhaft wird hier eine Ausführung eines Nockenwellenmoduls 1, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem Gießwerkzeug gefertigt werden kann, dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigen:

- 1 eine schematische Darstellung eines einfachen Nockenwellenmoduls 1
- 2 eine schematische Darstellung des geöffneten Gießwerkzeuges
- 3 das Gießwerkzeug mit eingelegter Nockenwelle
- 4 das Gießwerkzeug in geschlossener Position
- 5 das Gießwerkzeug mit eingespritztem Material
- 6 das Gießwerkzeug geöffnet
- 7 das geöffnete Gießwerkzeug mit Kern in geöffneter Position
- 8 das entnommene Nockenwellenmodul mit umspritzter Haube
- 9 einen Längsschnitt durch das Nockenwellenmodul mit umspritzter Haube
- 10 einen Längsschnitt durch das Nockenwellenmodul mit umspritzter Haube im geschlossenen Gießwerkzeug

An embodiment of a camshaft module 1, which can be manufactured using the method and the casting tool according to the invention, is shown here as an example. Shown in the accompanying figures:

- 1 a schematic representation of a simple camshaft module 1
- 2 a schematic representation of the open casting tool
- 3 the casting tool with inserted camshaft
- 4 the casting tool in the closed position
- 5 the casting tool with injected material
- 6 the casting tool opened
- 7 the opened casting mold with the core in the open position
- 8th the removed camshaft module with overmoulded hood
- 9 a longitudinal section through the camshaft module with overmolded hood
- 10 a longitudinal section through the camshaft module with overmoulded hood in the closed casting tool

Die 1 zeigt ein vereinfachtes Nockenwellenmodul 1 mit einem Gehäuse 6, zwei Nockenwellenlagern 5 und einer in den Nockenwellenlagern 5 gelagerten, zwei Lagerstellen 3 und zwei Nocken 4 aufweisenden Nockenwelle 2. In einem ersten Schritt erfolgt dabei die Montage der Nockenwellenlager 5 auf der Nockenwelle 2. Die Nockenwellenlager 5 können dabei wahlweise gemeinsam mit den Nocken und weiteren fest an der Nockenwelle angeordneten Teilen wie z.B. einem Geberrad - nicht dargestelt- montiert werden. In einem auf den ersten Schritt folgenden weiteren Schritt folgt die Erzeugung mindestens eines Teils des Gehäuses 6 um die Nockenwellenlager 5 herum mittels eines Urformverfahrens, wobei die Nockenwelle 2 während der Erzeugung des Gehäuses 6 bereits in den Nockenwellenlagern 5 gelagert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Nockenwellenmoduls 1 und ein hierfür geeignetes Gießwerkzeug 9 werden nachfolgend detailliert beschrieben.The 1 shows a simplified camshaft module 1 with a housing 6, two camshaft bearings 5 and a camshaft 2 mounted in the camshaft bearings 5 and having two bearing points 3 and two cams 4. In a first step, the camshaft bearings 5 are mounted on the camshaft 2. The camshaft bearings 5 can optionally be installed together with the cams and other parts fixedly arranged on the camshaft, such as a sensor wheel (not shown). In a further step following the first step, at least part of the housing 6 is produced around the camshaft bearings 5 by means of a primary forming process, the camshaft 2 already being mounted in the camshaft bearings 5 during the production of the housing 6 . The method according to the invention for producing a camshaft module 1 and a casting tool 9 suitable for this purpose are described in detail below.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung das aus einem Unterteil 7 und einem Oberteil 8 bestehende Gießwerkzeug 9 in einer geöffneten Position. Im Unterteil 7 des Gießwerkzeuges 9 ist dabei ein Kern 10 beweglich gelagert, der eine Verbindungskontur 11 aufweist, welche in der vorliegenden Ausführungsform als Bolzen ausgeführt und fest mit dem Kern 10 verbunden ist. Der Kern 10 weist eine halbrunde Innenkontur auf. In dieser ist der Kern 10 einseitig befestigt, wobei die gegenüberliegende Seite über die halbrunde Innenkontur des Kerns 10 hinausragt. 2 shows a schematic representation of the casting tool 9 consisting of a lower part 7 and an upper part 8 in an open position. A core 10 is movably mounted in the lower part 7 of the casting tool 9 and has a connection contour 11 which, in the present embodiment, is designed as a bolt and is firmly connected to the core 10 . The core 10 has a semicircular inner contour. The core 10 is fastened in this on one side, with the opposite side protruding beyond the semicircular inner contour of the core 10 .

3 zeigt das Gießwerkzeug 9 mit einer in dieses eingelegten Nockenwelle 2. Der Kern 10 weist dabei in seiner halbrunden Innenkontur ausgesparte Ausnehmungen für die Nocken 4 und deren jeweilige Erhebung 16 auf, so dass die Nockenwelle 2 in die Innenkontur des Kerns 10 einlegbar ist. Die als Bolzen ausgeführte Verbindungskontur 11 greift dabei in eine in der Nockenwelle 2 ausgeführte Gegenkontur 12 formschlüssig ein. Der Kern 10 ist dabei in dem Unterteil 7 gelagert und wird in diesem von der Innenkontur des Unterteils 7 geführt. Die Nockenwelle 2 wird über eine Öffnung 17 im Unterteil 7 des Gießwerkzeuges 9 in dieses eingebracht. Die lagerichtige Zuordnung zwischen der Verbindungskontur 11 und der an der Nockenwelle 2 ausgeführten Gegenkontur 12, in welcher ein formschlüssiger Eingriff der Verbindungskontur 11 in die Gegenkontur 12 erfolgen kann, ist vor dem Einsetzen der Nockenwelle 2 sicherzustellen. Er kann alternativ vor dem finalen Aufsetzen der Nockenwelle 2 im Unterteil 7 durch Drehung der Nockenwelle 2 gegenüber dem Kern 10 hergestellt werden. 3 shows the casting tool 9 with a camshaft 2 inserted into it. The core 10 has recesses for the cams 4 and their respective elevation 16 in its semicircular inner contour, so that the camshaft 2 can be inserted into the inner contour of the core 10. The connection contour 11 embodied as a bolt engages in a form-fitting manner in a counter-contour 12 embodied in the camshaft 2 . The core 10 is mounted in the lower part 7 and is guided in it by the inner contour of the lower part 7 . The camshaft 2 is introduced into the casting tool 9 via an opening 17 in the lower part 7 thereof. The correct positional association between the connecting contour 11 and the counter-contour 12 formed on the camshaft 2, in which a form-fitting engagement of the connecting contour 11 in the counter-contour 12 can take place, must be ensured before the camshaft 2 is inserted. Alternatively, it can be produced before the camshaft 2 is finally placed in the lower part 7 by rotating the camshaft 2 relative to the core 10 .

4 zeigt das Gießwerkzeug 9 in geschlossener Position. Im Vergleich zu 3 ist der Kern 10 entlang seiner Führung am Unterteil 7 um circa 180° verdreht, so dass die Öffnung 17 (siehe 3) durch den Kern 10 verschlossen wird. Es bildet sich ein Zwischenraum 14 zwischen dem Unterteil 7 und dem Oberteil 8, wobei das Unterteil 7 in Teilbereichen mit dem Kern 10 abgeschlossen ist und damit durch das Unterteil 7 und den Kern 10 eine geschlossene, untere Außenkontur zum Zwischenraum 14 gebildet wird. Der Zwischenraum 14 ist bei geschlossenem Gießwerkzeug 9 in sich nahezu abgeschlossen, wobei eine Zufuhr - nicht dargestellt- von Gießwerkstoff zu dem Zwischenraum 14 im Gießwerkzeug 9 vorgehalten ist, durch welche der Gießwerkstoff in das Gießwerkzeug 9 eingebracht werden kann. In der 4 ist weiterhin die im Unterteil 7 vorgesehene Führung für den Kern 10 dargestellt, welche als Lagerfläche 13 ausgebildet ist. Diese erstreckt sich zumindest in Teilbereichen des Unterteils 7 bis zur Öffnung 17 (siehe 3). Entlang dieser wurde der Kern 10 in seine in der 4 dargestellte, die Öffnung 17 (siehe 3) verschließende Position verschwenkt. Der Kern 10 ist auf der Nockenwelle 2 mittels der formschlüssigen Verbindung zwischen Verbindungskontur 11 und der Gegenkontur 12 auf der Nockenwelle 2 gehalten und stützt sich mit seiner Außenkontur an der Lagerfläche 13 ab. 4 shows the casting tool 9 in the closed position. Compared to 3 the core 10 is twisted by about 180° along its guide on the lower part 7, so that the opening 17 (see 3 ) is closed by the core 10. An intermediate space 14 is formed between the lower part 7 and the upper part 8, the lower part 7 being closed off in some areas with the core 10 and thus the lower part 7 and the core 10 forming a closed, lower outer contour to the intermediate space 14. The intermediate space 14 is almost self-contained when the casting tool 9 is closed, with a supply—not shown—of casting material being provided to the intermediate space 14 in the casting tool 9, through which the casting material can be introduced into the casting tool 9. In the 4 the guide provided in the lower part 7 for the core 10 is also shown, which is designed as a bearing surface 13 . This extends at least in partial areas of the lower part 7 up to the opening 17 (see 3 ). Along this, the core was 10 in its in the 4 shown, the opening 17 (see 3 ) locking position pivoted. The core 10 is held on the camshaft 2 by means of the positive connection between the connecting contour 11 and the counter-contour 12 on the camshaft 2 and is supported with its outer contour on the bearing surface 13 .

In der 5 ist das Gießwerkzeug 9 in gleicher Position wie zu 4 beschrieben dargestellt, wobei der Zwischenraum 14 mit dem Gusswerkstoff 15 befüllt wurde.In the 5 is the casting tool 9 in the same position as to 4 described, wherein the intermediate space 14 was filled with the cast material 15 .

6 zeigt das geöffnete Gießwerkzeug 9 nach dem Verfestigen des Gusswerkstoffes 15. Das Gehäuse 6 ist aus dem Gusswerkstoff 15 gebildet, wobei die Nockenwelle 2 mit ihren Nockenwellenlagern 5 (siehe 1) in das Gehäuse 6 eingegossen ist. Das Gehäuse 6 reicht im Bereich der Nockenwellenlager 5 an diese heran und umschließt diese an ihrer Außenkontur und bildet weiterhin eine die Nockenwelle 2 teilweise umschließende Haube aus. Die Nockenwellenlager 5 und das Gehäuse 6 werden in einem Urformvorgang um die Nockenwellenlager 5 herum erzeugt. 6 shows the opened casting tool 9 after the solidification of the casting material 15. The housing 6 is formed from the casting material 15, the camshaft 2 with its camshaft bearings 5 (see 1 ) is cast into the housing 6. In the region of the camshaft bearing 5 , the housing 6 reaches up to it and encloses it on its outer contour and furthermore forms a hood that partially encloses the camshaft 2 . The camshaft bearing 5 and the housing 6 are produced around the camshaft bearing 5 in a primary forming process.

7 zeigt das geöffnete Gießwerkzeug 9, wobei der Kern 10 mittels der Nockenwelle 2 nach unten in das Unterteil 7 hinein verschwenkt ist und damit die Öffnung 17 im Unterteil 7 freigibt. Das Gehäuse 6 mit der eingegossenen Nockenwelle 2 kann in dieser Position der Nockenwelle, bei welcher der Kern 10 die Öffnung 17 freigibt, aus dem Unterteil 7 entnommen werden. 7 shows the open casting tool 9, the core 10 being pivoted downwards into the lower part 7 by means of the camshaft 2 and so that the opening 17 in the lower part 7 releases. The housing 6 with the cast-in camshaft 2 can be removed from the lower part 7 in this position of the camshaft, in which the core 10 releases the opening 17 .

8 zeigt das aus dem Gießwerkzeug 9 entnommene Nockenwellenmodul 1. Das um die Nockenwelle 2 herum geformte Gehäuse 6 bildet eine die Nockenwelle 2 teilweise umschließende Haube, wobei es im Bereich der Nockenwellenlager 5 bis an diese heran ausgeformt ist und die Nockenwellenlager 5 somit in das Nockenwellenmodul 1 eingegossen werden. Die Kerne 10 (positioniert wie z. B. 4) bilden im Gehäuse 6 Hohlräume heraus, in welchem die Nocken 4 um ihre Drehachse innerhalb des Gehäuses 6 umlaufen. Die 8 zeigt die Nockenwelle 2, welche im Bereich der Gegenkontur 12 radial geschnitten ist, so dass die hier als Bohrung ausgeführte Gegenkontur 12 gut erkennbar ist. 8th shows the camshaft module 1 removed from the casting tool 9. The housing 6 molded around the camshaft 2 forms a hood that partially encloses the camshaft 2 be poured. The cores 10 (positioned e.g. 4 ) form cavities in the housing 6, in which the cams 4 revolve around their axis of rotation within the housing 6. The 8th shows the camshaft 2, which is cut radially in the area of the counter-contour 12, so that the counter-contour 12, designed here as a bore, can be clearly seen.

9 zeigt einen Längsschnitt durch das fertig geformte Nockenwellenmodul 1. Das Gehäuse 6, in welches die Nockenwellenlager 5 eingegossen sind, trägt die in diesen drehbar gelagerte Nockenwelle 2. Das Gehäuse 6 bildet mit seiner die Nockenwelle 2 einseitig umschließenden Kontur die Haube des Nockenwellenmoduls 1 und haltert weiterhin durch im Bereich der Nockenwellenlager 5 ausgebildete Stegbereiche 18, in welchen die Nockenwellenlager 5 gehalten sind, die Nockenwelle 2. Die Nocken 4 sind drehfest auf der Nockenwelle 2 angeordnet und können in den durch die Kerne 10 erzeugten Hohlräumen des Gehäuses 6 mit der Nockenwelle 2 umlaufen. Weiterhin ist die Gegenkontur 12 sichtbar, welche nach dem Urformen leer in der Nockenwelle 2 verbleibt. 9 shows a longitudinal section through the finished camshaft module 1. The housing 6, in which the camshaft bearings 5 are cast, carries the camshaft 2, which is rotatably mounted therein. The housing 6, with its contour surrounding the camshaft 2 on one side, forms the hood of the camshaft module 1 and supports Furthermore, through web areas 18 formed in the area of the camshaft bearings 5, in which the camshaft bearings 5 are held, the camshaft 2. The cams 4 are arranged in a rotationally fixed manner on the camshaft 2 and can be connected to the camshaft 2 in the cavities of the housing 6 created by the cores 10 run around Furthermore, the counter-contour 12 is visible, which remains empty in the camshaft 2 after the primary shaping.

10 zeigt das zu 9 beschriebene Nockenwellenmodul 1 in der aus Oberteil 8 und Unterteil 7 bestehenden Gießform 9, welche in ihrer geschlossenen Position dargestellt ist. Das hier als Bolzen ausgebildete Verbindungselement 11 greift formschlüssig in die Gegenkontur 12, so dass die Kerne 10 mit der Nockenwelle 2 verschwenkt werden können. Es können je nach vorhandenem Bauraum pro Kern 10 mehrere Verbindungselemente 11 bzw. Gegenkonturen 12 vorhanden sein. Die Kerne 10 befinden sich in ihrer Position, in welcher der Urformvorgang stattfinden kann. Sie füllen den Raum für die Hinterformung um den Bereich der Nocken 4 und lassen weiterhin den Bereich um die Nockenwellenlager 5 frei, so dass diese eingegossen werden können und sich am Gehäuse 6, im Bereich der Nockenwellenlager 5 durch die dort gestaltete Innenkontur des Unterteils 7, des Oberteils 8 und die das Oberteil 8 in Teilbereichen abschließenden Kerne 10, die Stegbereiche 18 ausbilden. Die Nocken 4 sind in Aussparungen in den Kernen 10 mit ihren Erhebungen 16 eingesetzt. Die Kerne 10 umschließen teilweise die Nocken 4 und die Nockenwelle 2. 10 shows that 9 described camshaft module 1 in the mold 9 consisting of the upper part 8 and lower part 7, which is shown in its closed position. The connecting element 11 embodied here as a bolt engages in a form-fitting manner in the counter-contour 12 so that the cores 10 can be pivoted with the camshaft 2 . Depending on the space available per core 10, several connecting elements 11 or counter-contours 12 can be present. The cores 10 are in their position in which the primary shaping process can take place. They fill the space for the back molding around the area of the cams 4 and also leave the area around the camshaft bearings 5 free so that they can be cast in and attached to the housing 6, in the area of the camshaft bearings 5 through the inner contour of the lower part 7 designed there. of the upper part 8 and the cores 10 that close the upper part 8 in partial areas and form the web areas 18 . The cams 4 are inserted into recesses in the cores 10 with their 16 elevations. The cores 10 partially enclose the cams 4 and the camshaft 2.

BezugszeichenlisteReference List

11: Nockenwellenmodulcamshaft module
22: Nockenwellecamshaft
33: Lagerstellestorage place
44: Nockencam
55: Nockenwellenlagercamshaft bearings
66: GehäuseHousing
77: Unterteillower part
88th: Oberteiltop
99: Gießwerkzeugcasting tool
1010: Kerncore
1111: Verbindungskonturconnection contour
1212: Gegenkonturcounter contour
1313: Lagerflächestorage area
1414: Zwischenraumspace
1515: Gusswerkstoffcasting material
1616: Erhebungelevation
1717: Öffnungopening
1818: Stegbereichbridge area

Claims

Method for producing a camshaft module (1) with a housing (6), a plurality of camshaft bearings (5) and at least one camshaft (2, 2a) mounted in the camshaft bearings (5), wherein - In a first step, the camshaft (2) is provided with the camshaft bearings (5) and then - in a second step, the camshaft (2) is inserted into the lower part (7) of a casting tool (9) in such a way that the camshaft (2) engages at least one core (10) movably arranged in the lower part (7) in a form-fitting manner at least at certain points - in a further step, the camshaft (2) is rotated about its axis in the position inserted in the lower part (7), the movable core (10) being driven by the rotary movement of the camshaft (2) and being pivoted on an arcuate path - In a further step with an upper part (8) of the casting tool (9) this is closed and - In a further step, at least part of the housing (6) around the camshaft bearing (5) is produced by means of a primary shaping process.

Method for producing a camshaft module (1). Claim 1 , characterized in that die casting, injection molding or sintering is used as the primary shaping process.

Method for producing a camshaft module (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (6) is produced around the camshaft bearing (5) using a plastic.

Casting tool (9) for carrying out a method according to claims 1 - 3 which is constructed in at least two parts with an upper (8) and lower part (7), characterized in that the lower part (7) has at least one core (10) which is movably mounted in the lower part (7) and has at least one connecting contour (11) contains, which positively engages in a corresponding counter-contour (12) of the camshaft (2), so that the movable core (10) can be rotated in the lower part (7) by means of the camshaft (2).

Casting tool (9) according to claim 4 , characterized in that the at least one movable core (10) is a rotary slide mounted in the lower part (7).

Casting tool (9) after claim 4 or 5 , characterized in that the connecting contour (11) arranged on the at least one movably mounted core (10) is a pin arranged stationarily in the core (10) and protruding beyond the outer contour of the core (10), the camshaft (2) has a corresponding counter-contour (12), which is designed as an opening in the camshaft (2), with a positive engagement between the bolt and the opening in the camshaft (2) in the lower part (7) of the casting tool (9). Position of the camshaft (2) can be generated.

Casting tool (9) after claim 4 or 5 , characterized in that the counter-contour (12) arranged on the camshaft (2) is formed by at least one of the cams (4), which can be inserted with its elevation (16) into the correspondingly designed connection contour (11) of the movable core (10). so that a form-fitting engagement can be generated between the at least one cam (4) and the connecting contour (11) in the movable core (10) when the camshaft (2) is in the lower part (7) of the casting tool (9) inserted position.

Casting tool (9) according to one of Claims 4 - 7 , characterized in that the movable core (10) can be moved between two end positions, in which the camshaft (2) can be inserted in an open position and in a closed position, in which the core (10) can be rotated by the camshaft (2). wherein the core (10) partially encloses the camshaft (2) and in the closed position sealingly closes an opening (17) in the base (7).

Casting tool (9) after claim 8 , characterized in that the lower part (7) has two stops against which the core (10) can be moved and which define the respective end position of the core (10), between which the core (10) can be pivoted.

Casting tool (9) according to one of the preceding claims, characterized in that the casting tool (9) has at least two cores (10) positioned in a first axial alignment with one another and mounted in the lower part (7), into which a camshaft (2) can be inserted is, wherein the casting tool (9) has a further axial alignment, which is formed parallel to the first alignment, in which two further cores (10) mounted in the lower part (7) are arranged in the same way, axially aligned with one another, in which another camshaft (2) can be inserted.