DE10331631B3

DE10331631B3 - Bauteil

Info

Publication number: DE10331631B3
Application number: DE10331631A
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. Wagner; Peter Dipl.-Ing. Hill; Sieglinde Dipl.-Ing. Müller
Original assignee: EHW THALE SINTERMETALL GmbH
Current assignee: EHW THALE SINTERMETALL GmbH
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-07-12
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2023-07-13

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bauteil (10) mit einem Funktionsteil (20) und einem Kraftübertragungsteil (24), wobei Funktionsteil und Kraftübertragungsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Damit das Bauteil bei leichtem Gewicht und kompaktem Aufbau in Bezug auf seine Zusammensetzung beanspruchungsgerecht aufgebaut ist, wird vorgeschlagen, dass das Funktionsteil (20) aus Sinteraluminium und das Kraftübertragungsteil (24) aus Sinterstahl bestehen und dass das Funktionsteil mit dem Kraftübertragungsteil form- und/oder kraftschlüssig, jedoch schraublos verbunden ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Bauteile, insbesondere kraftübertragendes Bauteile, mit einem Funktionsteil und einem Kraftübertragungsteil, wobei Funktionsteil und Kraftübertragungsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

Aus der DE 40 04 703 C2 ist ein Bauteil in Form eines Radial- bzw. Axial-Gleitlagers bekannt, das aus einer metallischen Stützschicht und einer auf der Stützschicht angebrachten Antifriktionsschicht als Lagerstoff auf Aluminium-Basis besteht. Die Stützschicht besteht aus Stahl und ist über eine Bindungsschicht mit der Antifriktionsschicht verbunden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Gleitmaterials wird in der DE 31 21 468 C2 beschrieben. Als Basiskörper wird ein Stahlband benutzt, auf dem zwei Schichten aufgetragen werden, die Aluminium oder eine Aluminiumlegierung enthalten.

Ein Rotor aus einer Aluminium-Pulverlegierung ist aus der EP 0 638 382 A1 bekannt, die auf einem aus Stahl bestehenden Schaft aufgebracht ist.

Außenkörper von Nockenwellenverstellern für Brennkraftmaschinen können aus Sinterstahl bestehen, die jedoch relativ schwer sind. Bei einem weiteren bekannten Außenkörper eines Nockenwellenverstellers ist ein aus Sinteraluminium bestehender Basiskörper mit einem eine Verzahnung aufweisenden Ringkörper verschraubt, wobei der Ringkörper mit dem Basiskörper auf dessen einer Stirnseite befestigt ist. Durch einen diesbezüglichen Aufbau ergibt sich ein relativ voluminöser Außenkörper eines Nockenwellenverstellers.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Bauteil, insbesondere kraftübertragendes Bauteil der eingangs genannten Art so auszubilden, dass dieser bei leichtem Gewicht und kompaktem Aufbau in Bezug auf seine Zusammensetzung beanspruchungsgerecht aufgebaut ist.

Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass das Funktionsteil aus Sinteraluminium und das Kraftübertragungsteil aus Sinterstahl bestehen, und dass das Funktionsteil mit dem Kraftübertragungsteil form- und/oder kraftschlüssig, jedoch schraublos verbunden ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Kraftübertragungsteil das Funktionsteil peripher umgibt bzw. das Funktionsteil das Kraftübertragungsteil peripher umschließt. Das Kraftübertragungsteil ist verschleißfester, insbesondere statisch und dynamisch fester als das Funktionsteil.

Erfindungsgemäß werden Funktionsteil und Kraftübertragungsteil getrennt hergestellt, um sodann miteinander durch Form- oder Kraftschluss miteinander verbunden zu werden. Die kraftschlüssige Verbindung erfolgt insbesondere durch Presssitz oder Schrumpfung. Dabei kann in bevorzugter Ausgestaltung beim Kalibrierungsvorgang ein Verbinden zwischen dem Funktionsteil und dem Kraftübertragungsteil erfolgen, also beim Umformen der Bauteilabschnitte zur Erzielung des gewünschten Endmaßes und einer gewünschten Enddichte.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die axiale Breitenerstreckung des Kraftübertragungsteils geringer als die Breitenerstreckung des Funktionsteils ist. Bei einer diesbezüglichen Ausgestaltung ist das Funktionsteil folglich breiter als das Kraftübertragungsteil. Um eine großflächige Verbindung zwischen dem Funktionsteil und dem Kraftübertragungsteil zu erreichen. kann jedoch auch das Kraftübertragungsteil funktionsteilseitig eine Breitenerstreckung aufweisen, die gleich der des Funktionsteils ist.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass das Bauteil Außenkörper eines Nockenwellenverstellers ist, dass das Funktionsteil innerer Abschnitt des Außenkörpers mit einem Innenprofil. beispielsweise mit nach innen ragenden Flügeln, und das Kraftübertragungsteil äußerer Abschnitt des Außenkörpers mit peripherer Verzahnung ist. Hierdurch ergibt sich ein kompaktes beanspruchungsgerecht optimal ausgelegtes Bauteil, das den hohen Anforderungen in Brennkraftmaschinen genügt.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.

In der einzigen Figur ist ein Außenkörper 10 eines Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine dargestellt, der mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle über einen Kettentrieb drehfest verbunden ist. Der Außenkörper 10 umgibt einen nicht dargestellten Innenkörper, der radial nach außen ragende Flügel aufweist, dem radial nach innen ragende Flügel 12, 14, 16, 18 des Außenkörpers 10 zugeordnet sind, die in Überdeckung zu den Flügeln des Innenkörpers liegen und in Verbindung mit nicht dargestellten Seitenwänden Arbeitskammern gegeneinander abgrenzen, die durch entsprechende Druckbeaufschlagung wechselseitig in ihrem Volumen veränderlich sind und dadurch Innenkörper und Außenkörper gegeneinander verdrehen. Insoweit wird jedoch auf hinlänglich bekannte Konstruktionen verwiesen.

Erfindungsgemäß besteht der Außenkörper aus einem inneren Funktionsteil 20 und einem äußeren eine Verzahnung 22 aufweisenden Kraftübertragungsteil 24, die durch Pressung kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Dabei weist das Kraftübertragungsteil 24 eine axiale Erstreckung auf, die der Verzahnung 22 im Basisbereich entspricht. Demgegenüber ist die radiale Erstreckung des Funktionsteils 22 größer, um entsprechend zuvor erfolgter Erläuterungen durch Wechselwirken mit den nach außen ragenden Flügeln des Innenkörpers Arbeitskammern hinreichenden Volumens zur Verfügung zu stellen.

Das Funktionsteil 20 besteht erfindungsgemäß aus Sinteraluminium und das Kraftübertragungsteil 24 aus Sinterstahl. Durch diese Materialzusammensetzung ergibt sich ein Außenkörper 10, der in Bezug auf seine Materialien funktionsspezifisch optimal ausgelegt ist. Gleichzeitig ist ein kompakter Aufbau gegeben, da das verschleißfeste Teil 22 das Funktionsteil 20 peripher umgibt und nicht – wie nach dem Stand der Technik – seitlich über eine Stirnwandung mit diesem verbunden ist.

Dadurch, dass die Verbindung zwischen dem Kraftübertragungsteil 24 und dem Funktionsteil 20 insbesondere durch Presssitz, aber auch zum Beispiel durch Schrumpfung kraftschlüssig ist, wobei zusätzlich ein Formschluss gegeben sein kann, ist eine sichere Verbindung gewährleistet, ohne dass zusätzliche kraftübertragende Elemente wie Schraubenstifte oder ähnliches erforderlich sind. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass beim Kalibrieren das Verbinden des gesinterten Funktionsteils mit dem gesinterten Kraftübertragungsteil erfolgt, also beim Umformen der Bauteilabschnitte zur Erzielung des gewünschten Endmaßes.

Der Sinterstahl besteht vorzugsweise aus Fe mit max. 0,9 % C, max. 5 % Cu, max. 5 % Ni, max. 2 % Mo und max. 5 % Cr.

Bevorzugtes Sinteraluminium ist Al mit max. 5 % Cu, max. 20 % Si, max. 1,5 % Mg und max. 8 % Zn.

Ist die Erfindung anhand eines Außenkörpers eines Nockenwellenverstellers erläutert worden, so ist die erfindungsgemäße Lehre auch für andere Bauteile wie Kettenräder oder Zahnriemenräder geeignet.

Claims

Bauteil, insbesondere kraftübertragendes Bauteil (10), mit einem Funktionsteil (20) und einem Kraftübertragungsteil (24), wobei Funktionsteil und Kraftübertragungsteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil (20) aus Sinteraluminium und das Kraftübertragungsteil (24) aus Sinterstahl bestehen und dass das Funktionsteil mit dem Kraftübertragungsteil form- und/oder kraftschlüssig, jedoch schraublos verbunden ist.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsteil (24) mit dem Funktionsteil (20) durch Presssitz oder Schrumpfung kraftschlüssig verbunden ist.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil Außenkörper (10) eines Nockenwellenverstellers ist, dass das Funktionsteil innerer Abschnitt des Außenkörpers mit Innenprofil wie nach innen ragenden Flügeln (12, 14, 16, 18), und das Kraftübertragungsteil (24) äußerer Abschnitt des Außenkörpers mit peripherer Verzahnung (22) ist.
Bauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breitenerstreckung des Kraftübertragungsteils (24) geringer als die Breitenerstreckung des Funktionsteils (20) ist.
Bauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsteil (24) funktionsteilseitig eine Breitenerstreckung aufweist, die gleich der des Funktionsteils (20) ist.
Bauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsteil (24) das Funktionsteil (20) peripher umgibt.
Bauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil (20) das Kraftübertragungsteil (24) peripher umgibt.
Bauteil nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsteil (24) verschleißfester, insbesondere statisch und dynamisch fester als das Funktionsteil (20) ist.