DE19640872C2

DE19640872C2 - Nocken für gebaute Nockenwelle

Info

Publication number: DE19640872C2
Application number: DE1996140872
Authority: DE
Inventors: Claus-Peter Dipl Ing Duerlich; Siegfried Prof Dr Ing Kluge; Manfred Dr Ing Jansen
Original assignee: Ind Fahrzeugtechnik & Co GmbH
Current assignee: Janssen Manfred Dr-Ing 08412 Werdau De
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: DE19640872A1

Description

Die Erfindung betrifft Nocken für gebaute Nockenwellen insbesondere in Verbrennungsmotoren. Derartige Nocken sind heute aus Stahl-Vollmaterial und mit einer Bohrung zur Befestigung auf der Welle versehen. Sie werden durch Aufweiten des Rohres, durch Schrumpfen oder Pressen auf Rohr oder Vollwellen, durch Kleben oder Schweißen zusammengefügt. Es ist versucht worden, das Gewicht der Nocken durch weitere Bohrungen oder T-förmige Querschnitte zu verringern. Dies führt zu höherem Fertigungsaufwand. Desweiteren sind durch die US 520 1246 und die DE 87 09 009 U1 aus Blech umgeformte Nocken bekannt.

Durch die JP 3-288 051 (A) ist es bekannt die Kontaktfläche des Nockens zur Welle zu beschichten.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gewichtsverringerten und doch einfach und damit billig herzustellenden Nocken zu schaffen, der leicht auf ein Rohr aufgefädelt und befestigt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Ausbildung des Nockens nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die Unteransprüche.

Ein kombiniertes Umformverfahren erzeugt Teile mit hoher Formstabilität, Maßgenauigkeit und Oberflächengüte. Der Nocken ist nach diesem Herstellprozeß abmessungsmäßig fertig und braucht nach dem Fügen, das zweckmäßigerweise durch Pressen auf ein Rohr erfolgt, lediglich oberflächengehärtet werden, was heute ohne Verzug möglich ist. Die mit dem erfindungsgemäßen Nocken ausgerüstete gebaute Nockenwelle ergibt damit nicht nur eine maximale Gewichtseinsparung, sondern auch eine einfache Massenfertigung:

- Umformtechnische Bearbeitung der Nocken vom Band
- Aufpressen auf das Rohr
- Oberflächenhärten.

Nacharbeit ist nicht erforderlich. Flexibilität ist in einer geeigneten Fügevorrichtung zu erreichen, in der heute die Nockenwelle, morgen eine andere Nockenwelle gefertigt werden kann, sodaß auch kleine Lose wirtschaftlich hergestellt werden können. Schließlich sollte auch nicht unerwähnt bleiben, daß Änderungen in Abstand, Größe und Form der Nocken relativ schnell eingeführt werden können.

Die Fertigung der Nocken erfolgt zweckmäßigerweise auf normalen schnellaufenden Pressen mit einem Folgewerkzeug. Der Preßsitz ist eine im Maschinenbau übliche Art des Fügens von Wellen und Zahnrädern und bei Einhalten der Toleranzen unproblematisch. Die Fertigung der Nocken kann zum Beispiel bei der Passung mit der Welle die ISA-Qualität IT 6 und die Rauhtiefe R = 1,6 µ erreichen.

Mit einem kombinierten Umformverfahren kann man an den Kontaktflächen des Innen- und Außenbordes zur Welle und zum Gleitschuh besonders gute Oberflächen und erhöhte Festigkeit erzielen, wenn die Wandstärke des Innen- und Außenbordes durch Umformung verringert wird.

Außerdem ist es möglich, die Kontaktflächen des Innenbordes zur Welle nicht parallel auszuführen, sondern in einem geringen Winkel zur Längsachse der Welle zu belassen. Dies führt zu erhöhter Reibung und einem verbesserten Preßsitz.

Es ist eine feinkristalline, anorganisch-nichtmetallische, verbundstabile Konversionsschicht, zum Beispiel Phosphat, auf die Bohrung, d. h. die Kontaktflächen des Innenbordes zur Welle, aufzutragen, um die dynamische Betriebssicherheit gegen Verdrehen bei Preßverbindungen zu erhöhen. Diese Konversionsschicht wirkt beim Aufschieben des Nockens auf die Welle als Gleitschicht und im Betriebszustand durch Veränderung der Schichteigenschaften einer Verdrehung des Nockens entgegen.

Außenbord und Innenbord können unterschiedlich lang ausgeführt werden. Die Länge des Außenbordes richtet sich nach der Lauffläche des Gleitschuhs, die Länge des Innenbordes nach den Notwendigkeiten des Preßsitzes.

Nachstehend wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den schematischen Schnitt durch einen Nocken

Fig. 2 die Ansicht des Nockens aus Fig. 1 von der Seite

Fig. 3 den schematischen Schnitt durch einen Nocken mit verformtem Steg

Fig. 4 den schematischen Schnitt durch einen Nocken mit verkürztem Innenbord und geringerer Wanddicke des Innen- und Außenbords

Fig. 5 den schematischen Schnitt durch einen zusammengesetzten Nocken

Fig. 6 den schematischen Schnitt durch einen Nocken mit winkligem Innenbord

Gemäß Fig. 1 befindet sich der Nocken auf der tragenden Welle, hier das Rohr 1. Außenbord 2 und Innenbord 3 sind gleichlang und gleichdick. Der Steg 4 ist der Boden des Umformteils, der gemäß Fig. 3 auch steifer ausgebildet sein kann, beispielsweise durch eine Einbeulung 5.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 4, nämlich einen Nocken, bei dem der Innenbord 6 kürzer als der Außenbord 7 ist und beide Borde gegenüber dem gleichwandigen Steg 8 eine Wanddicken-Verjüngung zur Spitze hin aufweisen.

Der zusammengesetzte Nocken aus Fig. 5 ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Nockenhälften deutlich kürzere Innen- und Außenborde 9, 10, 11, 12 aufweisen, die Vorteile beim Umformprozeß bieten.

In Fig. 6 ist der Innenbord 13 mit einem leichten Winkel zur Längsachse versehen, der den Reibschluß nach dem Aufpressen auf das Tragrohr erhöht. Diese Ausbildung sorgt dafür, daß in dem an sich labileren Bereich des freien Bordendes die Reibung so hoch wird wie in dem Bereich, in dem der Steg vorhanden ist, sodaß ein annähernd gleicher Reibschluß über der Nockenbreite erreicht wird.

Claims

1. Nocken für gebaute Nockenwellen, insbesondere in Verbrennungsmotoren, wobei der Nocken durch ein kombiniertes Umformverfahren aus ebenem Blech erzeugt und aus einem Innenbord (3), einem Außenbord (2) und einem dazwischenliegenden Steg (4) besteht, wobei der Innenbord (3) auf der Tragwelle (1) sitzt und der Außenbord die Bahn des Gleitschuhs vorgibt und der Steg (4) den Boden des umgeformten Napfes darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche des Innenbords zur Tragwelle (1) mit einer feinkristallinen, anorganisch-nichtmetallischen, verbundstabilen Konversionsschicht (14) versehen ist, welche beim Aufschieben des Nockens als Gleitschicht wirkt und im Betriebszustand einer Verdrehung des Nockens entgegenwirkt.

2. Nocken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Innen- und Außenbord des Nockens (6, 7) eine sich zum freien Ende verringernde Wandstärke mit erhöhter Festigkeit und verbesserter Oberflächengüte an den Kontaktflächen zu Welle und Gleitschuh/Rolle besitzen.

3. Nocken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenbord mit einen Winkel zur Tragwelle (13) ausgeführt ist.

4. Nocken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg eine steifigkeitsfördernde Einbeulung (5) aufweist.

5. Nocken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Kontaktfläche des Innenbords aus einer Phosphatschicht besteht.