DE19937938A1 - Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface - Google Patents

Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface

Info

Publication number
DE19937938A1
DE19937938A1 DE1999137938 DE19937938A DE19937938A1 DE 19937938 A1 DE19937938 A1 DE 19937938A1 DE 1999137938 DE1999137938 DE 1999137938 DE 19937938 A DE19937938 A DE 19937938A DE 19937938 A1 DE19937938 A1 DE 19937938A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cam
hollow shaft
remelting
camshaft
edge zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE1999137938
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Barth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE1999137938 priority Critical patent/DE19937938A1/en
Publication of DE19937938A1 publication Critical patent/DE19937938A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/306—Fe as the principal constituent with C as next major constituent, e.g. cast iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

Abstract

The camshaft has a cam (1), which has a ledeburite joint in the edge zone (3) of its running surface (2). The cam is made of a steel material. The apparent yield point of the steel of the cam is preferably greater than or equal to 450 Newtons per square millimeter. An Independent claim is included for a method to manufacture the camshaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine gebaute Nockenwelle gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruches 1 und ein Verfahren zu deren Her­ stellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.The invention relates to a built camshaft according to the upper Concept of claim 1 and a method for the manufacture thereof position according to the preamble of claim 3.

Eine Nockenwelle der gattungsgemäßen Bauart bzw. ein gattungs­ gemäßes Verfahren zu deren Herstellung ist aus der DE 44 30 906 A1 bekannt. Die dort beschriebene Nockenwelle besteht aus ei­ nem Präzisionsstahlrohr und einem Nocken aus Gußeisen mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 3,4%. Die radialen Außenseiten besitzen ledeburitisches Gefüge, das vor dem Fügen zur Erzie­ lung verbesserter Gleit- und Verschleißeigenschaften durch Um­ schmelzen mittels eines Lichtbogens oder eines Laserstrahls er­ zeugt wird. Das anschließende Fügen erfolgt durch Aufpressen auf das Stahlrohr. Mit einer derartigen Nockenwelle ist eine verschleißfreie Betätigung von carborierten oder carbonitrier­ ten Tassenstößel möglich.A camshaft of the generic type or a generic the corresponding method for their production is from DE 44 30 906 A1 known. The camshaft described there consists of egg Precision steel tube and a cast iron cam with a Carbon content of at least 3.4%. The radial outside have ledeburitic structure, which before joining to educate improved sliding and wear properties through Um melt by means of an arc or a laser beam is fathered. The subsequent joining is done by pressing on the steel tube. With such a camshaft wear-free actuation of carborated or carbonitrier tappet possible.

Die derart behandelten Gußnocken sind beim Fügen jedoch sehr rißanfällig oder erfordern zur Vermeidung dieses Schadens eine aufwendige, Zeit- und kostenintensive Verfahrenstechnik. So ist beispielsweise ein induktives Vorwärmen der Nockenlaufbahn not­ wendig, ehe diese ledeburitisch umgeschmolzen werden kann.The cast cams treated in this way are very good when joining susceptible to cracking or require one to avoid this damage complex, time and costly process engineering. So is for example, inductive preheating of the cam track is not necessary agile before it can be remelted ledeburitically.

Alternativ zu Gußnocken ist die Verwendung von Stahlnocken denkbar, jedoch müssen die Tassenstößel dann zusätzlich nitro­ carburiert werden, um bei Mangelschmierung adhäsiven Verschleiß zu vermeiden. Dies ist ebenfalls aufwendig, führt zu einer wei­ teren Bearbeitung der Tassenstößel durch Endschleifen und zu erhöhten Kosten bei der Herstellung der Tassenstößel wegen der nitrierenden Zusatzbehandlung.An alternative to cast cams is the use of steel cams conceivable, but then the tappets must also be nitro be carburized to prevent adhesive wear in the event of insufficient lubrication to avoid. This is also complex, leads to a white Machining the tappets by final grinding and  increased costs in the manufacture of the tappets because of additional nitriding treatment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Nockenwelle bzw. ein gattungsgemäßes Verfahren zu deren Her­ stellung dahingehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise ei­ ne prozeßsichere Herstellung der Nockenwelle erreicht und im Tassenstößelbetrieb auch bei Mangelschmierung ohne großen Auf­ wand eine bleibende Verschleißfestigkeit des Tassenstößels ge­ währleistet wird.The invention has for its object a generic Camshaft or a generic method for its manufacture position to further develop that egg in a simple manner ne reliable production of the camshaft achieved and in Bucket tappet operation even with insufficient lubrication without a large opening a permanent wear resistance of the bucket tappet is guaranteed.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspru­ ches 1 hinsichtlich der Nockenwelle und durch die Merkmale des Anspruches 3 hinsichtlich des Herstellungsverfahrens gelöst.The task is according to the invention through the features of the claims ches 1 in terms of the camshaft and by the features of Claim 3 solved with regard to the manufacturing process.

Dank der Erfindung wird dem Stahlnocken die unerwartete Fähig­ keit verliehen, in seiner Randschichtzone, die die Lauffläche beinhaltet, ein ledeburitisches Gefüge auszubilden, das eine bleibende Verschleißfestigkeit gegenüber Reib- und schlagender Beanspruchung durch die Zwischenglieder zu den Gaswechselventi­ len wie beispielsweise Tassenstößel, Kipp- oder Schwinghebel. Das Aufkohlen muß dabei auf den Kohlenstoffgehalt des Stahl­ werkstoffes des Nockens abgestimmt sein, jedoch so, daß die Laufbahn bzw. die Randzone des Nockens beim Umschmelzen minde­ stens 3,0 Gew.-% Kohlenstoff enthält. Die Nockenherstellung ist auf einfache Weise durch Warmpressen oder Zerspanen aus Stahl­ vollmaterial möglich. Die Rißanfälligkeit von Gußnocken beim Fügen und Umschmelzen und/oder im Betrieb der Nockenwelle wird durch die Wahl des Werkstoffes Stahl elegant umgangen und damit die Prozeßsicherheit der Herstellung der Nockenwelle gesichert. Zur Erzielung von sofort verbaubaren Gutteilen sind keine wei­ teren Behandlungsschritte für den Nocken erforderlich. Des wei­ teren entfällt bei der Verwendung von Tassenstößel im Motorbe­ trieb eine vorhergehende Wärmebehandlung, Nitrocarborierung und auch ein Endschleifen der Tassenstößel. Des weiteren erbringt der Einsatz des erfindungsgemäßen Stahlnockens gegenüber ande­ ren üblichen Nockenmaterialien deutliche Gewichtsvorteile hin­ sichtlich eines Leichtbaus. Insgesamt ist somit festzuhalten, daß die Nockenwelle durch die spezielle Wahl des Nockenwerk­ stoffes und seiner Behandlung mit kohlenstoffhaltigem Zusatz­ werkstoff beim Umschmelzen mit nur geringem Kosten- und Ar­ beitsaufwand herstellbar ist und trotzdem durch verläßliche Funktionstüchtigkeit, insbesondere hinsichtlich des Entfalls adhäsiven Verschleißes auch bei Mangelschmierung im Tassenstö­ ßelbetrieb besticht.Thanks to the invention, the steel cam becomes unexpectedly capable lent in its edge zone, which the tread involves forming a ledeburitic structure, the one permanent wear resistance against friction and impact Stress caused by the intermediate links to the gas exchange valves len such as bucket tappets, rocker arms or rocker arms. The carburizing must be based on the carbon content of the steel material of the cam, but so that the Track or the edge zone of the cam when remelting contains at least 3.0% by weight of carbon. The cam manufacturing is in a simple way by hot pressing or machining from steel full material possible. The susceptibility of cast cams to cracking Joining and remelting and / or in the operation of the camshaft by the choice of the steel material elegantly bypassed and thus the process reliability of the production of the camshaft is ensured. To achieve good parts that can be installed immediately, there are no white parts Further treatment steps for the cam are required. The white There is no need to use bucket tappets in the engine drove a previous heat treatment, nitrocarboration and also a final grinding of the tappets. Furthermore provides the use of the steel cam according to the invention compared to others ren conventional cam materials clear weight advantages  obviously a lightweight construction. Overall, it should be noted that the camshaft through the special choice of the cam mechanism substance and its treatment with a carbon-containing additive material when remelting with only low costs and costs is manageable and still reliable Functionality, especially with regard to the elimination adhesive wear even if there is insufficient lubrication in the cup jar ßelbetrieb captivates.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:Appropriate embodiments of the invention can the Unteran sayings are taken; otherwise the invention is based an embodiment shown in the drawings explained in more detail below; shows:

Fig. 1a einen Nocken der erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer frontalen Ansicht, FIG. 1a is a cam of the camshaft according to the invention in a frontal view,

Fig. 1b den Nocken von Fig. 1a in einer seitlichen Ansicht, FIG. 1b, the cam of Fig. 1a in a side view,

Fig. 2 einen Abschnitt einer erfindungsgemäßen Nockenwelle in einer seitlichen Schnittdarstellung. Fig. 2 shows a portion of a camshaft according to the invention in a side sectional view.

In Fig. 1a und 1b ist ein Nocken 1 dargestellt, der aus einem Stahlwerkstoff besteht. Der Nocken 1 weist in seiner die Lauf­ fläche 2 beinhaltenden Randzone 3 ein ledeburitisches Gefüge auf. Zur Herstellung der gebauten Nockenwelle 4 (Fig. 2) wird für den Nocken ein Stahlwerkstoff ausgewählt, dessen Streck­ grenze größer als oder gleich 450 N/mm2 beträgt. So ist gewähr­ leistet, daß sich die Nocken beim späteren Fügen auf der Hohl­ welle 5 sich nicht plastisch verformen. Des weiteren können in­ folge der dann sehr großen Streckgrenzendifferenz zur Hohlwelle 5, welche beispielsweise aus dem Werkstoff St 37 oder St 52 be­ steht, hohen Nockenhaftfestigkeiten durch elastisches Aufspan­ nen des Nockens 1 beim Fügen erzielt werden. Die Nockenherstel­ lung kann über Warmpressen oder, Zerspanen aus dem Vollmaterial erfolgen. Beispiele für geeignete Nockenwerkstoffe sind vergü­ teter 100Cr6 oder 100Cr6, C60, Ck67, C70, die nach dem Warm­ pressen des Nockens 1 kontrolliert abgekühlt werden (BY- Zustand). Die Nocken 1 können auch aus walzharten Stangen letz­ terer vier Werkstoffe mittels Zerspanen gefertigt werden.In Fig. 1a and 1b, a cam 1 is shown which consists of a steel material. The cam 1 has in its tread 2 containing edge zone 3 a ledeburitic structure. To produce the built camshaft 4 ( FIG. 2), a steel material is selected for the cam, the yield limit of which is greater than or equal to 450 N / mm 2 . This ensures that the cams do not deform plastically during subsequent joining on the hollow shaft 5 . Furthermore, in consequence of the then very large yield point difference to the hollow shaft 5 , which, for example, is made of the material St 37 or St 52 , high cam adhesion strengths can be achieved by elastic clamping of the cam 1 when joining. The cam can be produced by hot pressing or machining from the solid material. Examples of suitable cam materials are tempered 100Cr6 or 100Cr6, C60, Ck67, C70, which are cooled in a controlled manner after the cam 1 has been hot pressed (BY state). The cams 1 can also be made from hard-rolled rods of the last four materials by machining.

Nach der Auswahl des Nockenwerkstoffes wird der Nocken 1 auf die Hohlwelle 5 gefügt. Hohe Nockenhaftfestigkeiten sind bei gegebener Nockengeometrie (Dicke und Bohrungsdurchmesser) durch die maximal einstellbaren Fügespannungen im Nockengrundkreis 6 gegeben. Die Höhe der Fügespannungen ergibt sich bei rein kraftschlüssigen Verbindungen oder bei Verbindungen mit kraft­ schlüssigen Anteilen durch Überdeckung zwischen der Nockenboh­ rung 7 und dem Außendurchmesser der Hohlwelle 5. Die entspre­ chenden Fügetechniken dazu sind das axiale Aufpressen des Noc­ kens 1 auf die Hohlwelle 5 nach einer stark Aufrauhung der Hohlwellenoberfläche mit Erzielung eines formschlüssigen Preß­ sitzes an der Stelle der Aufrauhung oder durch thermisches Auf­ schrumpfen des Nockens 1 auf die Hohlwelle 5. Auch die Kreis­ keilverbindung durch Aufdrehen des Nockens 1 auf die Hohlwelle 5 ist denkbar.After the selection of the cam material, the cam 1 is fitted onto the hollow shaft 5 . For a given cam geometry (thickness and bore diameter), high cam strengths are given by the maximum adjustable joining stresses in the cam base circle 6 . The level of the joining stresses is obtained in the case of purely non-positive connections or in connections with non-positive components by overlap between the Nockenboh tion 7 and the outer diameter of the hollow shaft 5 . The corre sponding joining techniques are the axial pressing of the Noc kens 1 on the hollow shaft 5 after a strong roughening of the hollow shaft surface with achieving a positive fit at the point of roughening or by thermal shrinking of the cam 1 on the hollow shaft 5th The circular spline connection by unscrewing the cam 1 on the hollow shaft 5 is also conceivable.

Alternativ kann der Nocken 1 auch durch partielles Innenhoch­ druckumformen der durch die Nockenbohrung 7 gesteckten Hohlwel­ le 5 bei mit Spiel aufgeschobenem Nocken 1 im Bereich des Noc­ kens 1, insbesondere zwischen dessen Stirnseiten 8, 9, gefügt werden. Dies geschieht mittels einer in die Hohlwelle 5 einge­ schobenen Aufweitlanze, die über einen axialen Fluidkanal mit einer Fluidhochdruckerzeugungsanlage in Verbindung steht. Über den Fluidkanal wird dabei ein unter Hochdruck stehendes Druck­ fluid zur aufzuweitenden Stelle der Hohlwelle 5 transportiert. Die Höhe der Fügespannungen ergeben sich dabei durch den Auf­ weitungsdruck, mit dem die Hohlwelle 5 in der Nockenbohrung 7 plastisch aufgeweitet wird. Hier beruht der Fügeverbund auf dem elastischen Rückfedern des Nockens 1 auf der Hohlwelle 5 nach der Entspannen des Hochdruckes. Die Stahlnocken 1 werden auf jeden Fall im Hinblick auf hohe Fügespannungen so gefügt, daß im Grundkreis 6 des Nockens 1 hohe Fügespannungen wirken (mög­ lichst Fügespannungen, die größer als 200 N/mm2 sind). Die Füge­ spannungen sind nach oben dadurch begrenzt, daß sich der Nocken 1 in der Nockenbohrung 7 nicht plastisch aufweitet, bzw. daß die Hohlwelle 5 beim Fügen nicht reißt.Alternatively, the cam 1 can also be formed by partial internal high-pressure molding of the hollow shaft 5 inserted through the cam bore 7 when the cam 1 is pushed on with play in the area of the cam 1 , in particular between its end faces 8 , 9 . This is done by means of an inserted into the hollow shaft 5 expanding lance, which is connected via an axial fluid channel with a fluid high pressure generation system. A high-pressure fluid is transported via the fluid channel to the point of the hollow shaft 5 to be expanded. The level of the joining stresses result from the expansion pressure with which the hollow shaft 5 is plastically expanded in the cam bore 7 . Here the joint is based on the elastic spring back of the cam 1 on the hollow shaft 5 after the high pressure has been released. The steel cams 1 are in any case joined with a view to high joining stresses such that high joining tensions act in the base circle 6 of the cam 1 (as far as possible joining tensions which are greater than 200 N / mm 2 ). The joining stresses are limited by the fact that the cam 1 does not expand plastically in the cam bore 7 , or that the hollow shaft 5 does not tear when joining.

Nach dem Fügen wird die Randzone 3 des jeweiligen Nockens 1, die die Nockenlauffläche 2 beinhaltet, ledeburitisch umge­ schmolzen, wobei ein kohlenstoffhaltiges Zusatzmaterial, wie beispielsweise Graphit, SiC, Graugußpulver usw. zugeführt wird. Je nach Kohlenstoffgehalt des Stahlwerkstoffes des Nockens 1 muß die Lauffläche 2 mittels dieser Zusatzwerkstoffe auf minde­ stens 3,0 Gew.-% C aufgekohlt werden, damit das gewünschte Le­ deburitgefüge entsteht. Das Umschmelzen kann durch Bestrahlung mittels Elektronenstrahl, Laser oder Lichtbogen erfolgen, wobei im wesentlichen das Substrat, also der Nockenwerkstoff aufge­ schmolzen wird. Alternativ ist es auch möglich durch Laserauf­ tragsschweißen, bei dem im wesentlichen das kohlenstoffhaltige Pulver aufgeschmolzen wird, die Lauffläche 2 umzuschmelzen. Der Umschmelzvorgang kann durch induktives Vorwärmen noch unter­ stützt werden.After the joining, the edge zone 3 of the respective cam 1 , which contains the cam running surface 2 , is melted ledeburitically, a carbon-containing additional material, such as graphite, SiC, gray cast iron powder, etc. being fed. Depending on the carbon content of the steel material of the cam 1 , the tread 2 must be carburized to at least 3.0% by weight of C by means of these filler materials so that the desired le deburite structure is produced. The remelting can be carried out by irradiation by means of an electron beam, laser or electric arc, essentially melting the substrate, that is to say the cam material. Alternatively, it is also possible to remelt the tread 2 by means of laser welding, in which essentially the carbon-containing powder is melted. The remelting process can still be supported by inductive preheating.

Prinzipiell ist es natürlich denkbar, das ledeburitische Gefüge des Nockens 1 schon vor dem Fügen auf die Hohlwelle 5 zu erzeu­ gen. Jedoch bringt das Umschmelzen nach dem Fügen den zusätzli­ chen Vorteil, daß die durch das Fügen auftretenden Fügespannun­ gen bzw. Zugeigenspannungen in der Nockenlauffläche 2 thermisch abgebaut werden. Somit können sehr hohe Fügespannungen im nicht umgeschmolzenen Bereich des Grundkreises 6 eingestellt werden bei gleichzeitig spannungsneutraler Nockenlauffläche 2. Damit wird durch die hohen Fügespannungen im Grundkreis 6 einerseits erreicht, daß eine hohe Haftfestigkeit des Nockens 1 auf der Hohlwelle 5 gewährleistet ist, und durch die Spannungsneutrali­ tät in der Lauffläche 2 andererseits vermieden, daß Zugspannun­ gen in der Nockenlaufbahn, die im Motorbetrieb durch Wälzvor­ gänge hervorgerufen werden, zu einer Werkstoffüberlastung in der Lauffläche 2 führen, so daß diese ermüdet bzw. zerrüttet. Mit anderen Worten: Es wird eine hohe Verschleißfestigkeit in der Lauffläche 2 des Nockens 1 erreicht. Die Fügespannungen sind somit nach oben nur durch die Streckgrenze des Nockenwerk­ stoffes begrenzt. Der Umschmelzprozeß wird derart gefahren, daß die Schmelzbadtiefe nicht größer als ca. 2 mm ist. Ansonsten ist mit Nockenverzug, Verminderung der Nockenhaftfestigkeit, unge­ nügender Aufkohlungsgeschwindigkeit als auch mit zu niedriger Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Umschmelzen zu rechnen. Nach dem Umschmelzen, bzw. nachdem sich der Laser- oder Elektronen­ strahl von der Umschmelzstelle fortbewegt hat, erstarrt die aufgekohlte Schmelze in der Nockenlauffläche 2 ledeburitisch infolge des hohen Wärmeentzuges in die Hohlwelle 5.In principle, it is of course conceivable to generate the ledeburitic structure of the cam 1 even before joining to the hollow shaft 5. However, remelting after joining brings the additional advantage that the joining stresses or tensile stresses occurring in the cam tread due to the joining 2 are thermally degraded. It is thus possible to set very high joining stresses in the unmelted area of the base circle 6 with a cam-neutral cam surface 2 that is also stress-neutral. This is achieved on the one hand by the high joining stresses in the base circle 6 that a high adhesive strength of the cam 1 on the hollow shaft 5 is guaranteed, and on the other hand avoided by the tension neutrality in the tread 2 that tensile stresses in the cam track conditions in engine operation by Wälzvor gears are caused, lead to material overload in the tread 2 , so that it is tired or broken. In other words: high wear resistance is achieved in the running surface 2 of the cam 1 . The joining stresses are thus limited only by the yield strength of the cam material. The remelting process is carried out in such a way that the depth of the melt bath is not greater than approximately 2 mm. Otherwise, cam warping, a reduction in cam adhesion, inadequate carburizing as well as a too low cooling rate after remelting are to be expected. After remelting, or after the laser or electron beam has moved away from the remelting point, the carburized melt solidifies in the cam tread 2 ledeburitically due to the high heat removal in the hollow shaft 5 .

Hinsichtlich der Verschleißbeständigkeit muß die Tiefe der le­ deburitischen Nockenlauffläche 2, also die Dicke der Randzone 3 mindestens 1 mm betragen. Obwohl ein Endschleifen des Nockens 1 eigentlich nicht mehr nötig ist, kann dieser nachträglich ge­ hont werden. Mit dem Honen wird eine verbesserte Ölverteilung auf bzw. Ölschmierung der Nockenlauffläche 2 erreicht. Dabei sind Rauhigkeitswerte von Rz = 0,8-1,5 einzustellen. Die Härte der Lauffläche soll nach dem Honen noch mehr als 48 HRC betra­ gen.With regard to wear resistance, the depth of the deburitic cam running surface 2 , that is to say the thickness of the edge zone 3, must be at least 1 mm. Although a final grinding of the cam 1 is actually no longer necessary, it can be honed afterwards. With honing, an improved oil distribution on or oil lubrication of the cam running surface 2 is achieved. Roughness values of R z = 0.8-1.5 must be set. The hardness of the tread should be more than 48 HRC after honing.

Claims (12)

1. Gebaute Nockenwelle mit einem Nocken, welcher in seiner die Lauffläche beinhaltenden Randzone ein ledeburitisches Gefüge besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (1) aus einem Stahlwerkstoff besteht.1. Built camshaft with a cam, which has a ledeburitic structure in its edge zone containing the tread, characterized in that the cam ( 1 ) consists of a steel material. 2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckgrenze des Stahlwerkstoffes des Nockens (1) grö­ ßer als oder gleich 450 N/mm2 beträgt.2. Camshaft according to claim 1, characterized in that the yield strength of the steel material of the cam ( 1 ) is greater than or equal to 450 N / mm 2 . 3. Verfahren zur Herstellung einer gebauten Nockenwelle, wobei der Nocken auf eine Hohlwelle gefügt wird und wobei die Randzo­ ne des Nockens ledeburitisch umgeschmolzen wird, insbesondere eines Nockens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nockenwerkstoff Stahl verwendet wird und daß die Rand­ zone (3) beim Umschmelzen unter Zuführung eines kohlenstoffhal­ tigen Zusatzwerkstoffes auf mindestens 3,0 Gew.-% C aufgekohlt wird.3. A method for producing a built camshaft, the cam being joined to a hollow shaft and the Randzo ne of the cam being remelted ledeburitically, in particular a cam according to claim 1, characterized in that steel is used as the cam material and that the edge zone ( 3 ) is carburized to at least 3.0% by weight C when remelting with addition of a carbonaceous filler material. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (1) zuerst auf die Hohlwelle (5) gefügt wird und daß erst danach die Umschmelzung stattfindet. 4. The method according to claim 3, characterized in that the cam ( 1 ) is first added to the hollow shaft ( 5 ) and that the remelting takes place only afterwards. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fügen durch partielles Innenhochdruckumformen der durch die Nockenbohrung (7) gesteckten Hohlwelle (5) im Bereich des Nockens (1), insbesondere zwischen dessen Stirnseiten (8, 9), mittels einer in die Hohlwelle (5) eingeschobenen, über einen Fluidkanal ein unter Hochdruck stehendes Druckfluid zur aufzu­ weitenden Stelle der Hohlwelle (5) transportierenden Aufweit­ lanze erfolgt.5. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the joining by partial internal high pressure forming of the hollow shaft ( 5 ) inserted through the cam bore ( 7 ) in the region of the cam ( 1 ), in particular between its end faces ( 8 , 9 ), by means of an inserted into the hollow shaft ( 5 ), via a fluid channel, a high-pressure fluid to the expanding point of the hollow shaft ( 5 ) transporting expanding lance. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fügen durch thermisches Aufschrumpfen des Nockens (1) auf die Hohlwelle (5) erfolgt.6. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the joining is carried out by thermally shrinking the cam ( 1 ) onto the hollow shaft ( 5 ). 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Hohlwelle (5) aufgerauht wird und daß der Nocken (1) auf die Hohlwelle (5)unter Bildung eines form­ schlüssigen Preßsitzes an der Stelle der Aufrauhung aufgescho­ ben wird.7. The method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the surface of the hollow shaft ( 5 ) is roughened and that the cam ( 1 ) on the hollow shaft ( 5 ) ben to form a form-fitting press fit at the point of roughening ben becomes. 8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschmelzen mittels eines Laser- oder Elektronenstrahl erfolgt.8. The method according to claim 3, characterized, that remelting using a laser or electron beam he follows. 9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschmelzen derart erfolgt, daß das Schmelzbad eine Tiefe von höchstens 2 mm besitzt.9. The method according to claim 3, characterized, that the remelting takes place in such a way that the weld pool is a Depth of at most 2 mm. 10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschmelzen mittels Laserauftragsschweißen erfolgt. 10. The method according to claim 3, characterized, that the remelting takes place by means of laser cladding.   11. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (1) vor dem Umschmelzen der Lauffläche (2) in­ duktiv vorgewärmt wird.11. The method according to claim 3, characterized in that the cam ( 1 ) is preheated in ductile before remelting the tread ( 2 ). 12. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erreichung eines ledeburitischen Gefüges in der Randzone (3) des Nockens (1) dessen Lauffläche (2) gehont wird.12. The method according to claim 3, characterized in that after reaching a ledeburitic structure in the edge zone ( 3 ) of the cam ( 1 ) whose tread ( 2 ) is honed.
DE1999137938 1999-08-11 1999-08-11 Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface Ceased DE19937938A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999137938 DE19937938A1 (en) 1999-08-11 1999-08-11 Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999137938 DE19937938A1 (en) 1999-08-11 1999-08-11 Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19937938A1 true DE19937938A1 (en) 2001-03-29

Family

ID=7917982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999137938 Ceased DE19937938A1 (en) 1999-08-11 1999-08-11 Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19937938A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10216324A1 (en) * 2002-04-13 2003-10-30 Thyssen Krupp Automotive Ag Composite functional shaft assembled from tube and component radially fitted on it has originally smaller diameter of tube before fitting of component constructed with widened regions with cylindrical or crowned generated surface
DE10219195C1 (en) * 2002-04-29 2003-11-27 Thyssen Krupp Automotive Ag One-piece cam
DE102013218886A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Mahle International Gmbh Method and device for fine machining a cam
DE102015102793A1 (en) 2015-02-26 2016-09-01 Mbb Fertigungstechnik Gmbh Method and device for joining attachments on a carrier shaft and heating device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743816A1 (en) * 1987-12-23 1989-07-06 Audi Ag Cam for a built camshaft of a reciprocating internal-combustion engine
DE3800914A1 (en) * 1988-01-14 1989-08-03 Emitec Emissionstechnologie COMPOSED SHAFT WITH INTEGRATED DRIVE ELEMENTS
DE3803687A1 (en) * 1988-02-07 1989-08-17 Emitec Emissionstechnologie BUILT CAMSHAFT
DE3912916A1 (en) * 1988-08-03 1990-02-08 Winter Fritz Eisengiesserei Process for producing a casting from lamellar-graphite cast iron and camshaft produced thereby
EP0416239A1 (en) * 1989-09-02 1991-03-13 Balcke-Dürr AG Procedure for the fabrication of a crunkshaft or a corresponding structural component
DE4218624A1 (en) * 1991-06-07 1992-12-10 Nippon Piston Ring Co Ltd MECHANICAL ELEMENT WITH A SHAFT IN A RECESSING LINK WITH A PRESS FIT AND ITS PRODUCTION METHOD
DE4244296A1 (en) * 1992-12-28 1994-06-30 Opel Adam Ag Process for the production of wear-resistant surface layers on steel components as well as steel components with wear-resistant surface layers
DE4430906A1 (en) * 1994-08-31 1996-03-07 Peter Dr Reipert Built=up camshaft e.g. for IC engine
DE19508069C1 (en) * 1995-02-27 1996-05-23 Nu Tech Gmbh Outlet valve for diesel IC engines

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3743816A1 (en) * 1987-12-23 1989-07-06 Audi Ag Cam for a built camshaft of a reciprocating internal-combustion engine
DE3800914A1 (en) * 1988-01-14 1989-08-03 Emitec Emissionstechnologie COMPOSED SHAFT WITH INTEGRATED DRIVE ELEMENTS
DE3803687A1 (en) * 1988-02-07 1989-08-17 Emitec Emissionstechnologie BUILT CAMSHAFT
DE3912916A1 (en) * 1988-08-03 1990-02-08 Winter Fritz Eisengiesserei Process for producing a casting from lamellar-graphite cast iron and camshaft produced thereby
EP0416239A1 (en) * 1989-09-02 1991-03-13 Balcke-Dürr AG Procedure for the fabrication of a crunkshaft or a corresponding structural component
DE4218624A1 (en) * 1991-06-07 1992-12-10 Nippon Piston Ring Co Ltd MECHANICAL ELEMENT WITH A SHAFT IN A RECESSING LINK WITH A PRESS FIT AND ITS PRODUCTION METHOD
DE4244296A1 (en) * 1992-12-28 1994-06-30 Opel Adam Ag Process for the production of wear-resistant surface layers on steel components as well as steel components with wear-resistant surface layers
DE4430906A1 (en) * 1994-08-31 1996-03-07 Peter Dr Reipert Built=up camshaft e.g. for IC engine
DE19508069C1 (en) * 1995-02-27 1996-05-23 Nu Tech Gmbh Outlet valve for diesel IC engines

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10216324A1 (en) * 2002-04-13 2003-10-30 Thyssen Krupp Automotive Ag Composite functional shaft assembled from tube and component radially fitted on it has originally smaller diameter of tube before fitting of component constructed with widened regions with cylindrical or crowned generated surface
DE10219195C1 (en) * 2002-04-29 2003-11-27 Thyssen Krupp Automotive Ag One-piece cam
DE102013218886A1 (en) * 2013-09-20 2015-03-26 Mahle International Gmbh Method and device for fine machining a cam
DE102015102793A1 (en) 2015-02-26 2016-09-01 Mbb Fertigungstechnik Gmbh Method and device for joining attachments on a carrier shaft and heating device
DE102015102793B4 (en) 2015-02-26 2017-03-30 Mbb Fertigungstechnik Gmbh Method and device for joining attachments on a carrier shaft and heating device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3431361C2 (en) Method of making a built camshaft
DE3919199C2 (en)
EP2734712B1 (en) Camshaft and corresponding production method
EP2725208B1 (en) Multiple cams
DE2952290A1 (en) CAM FOLLOWERS
EP1502011B1 (en) Single-piece cam, method for the production thereof, and assembly of a camshaft
DE19937938A1 (en) Worked camshaft; has cam made of steel material with ledeburite joint in edge zone of its running surface
DE10311150A1 (en) Method of manufacturing a forged piston for an internal combustion engine
EP1434955B1 (en) Method for linking elements to hollow shafts, preferably for producing camshafts, and resulting camshaft
DE102015006079A1 (en) Component, in particular for a vehicle, and method for producing such a component
DE10311149A1 (en) Method of manufacturing a forged piston for an internal combustion engine
DE102012022208A1 (en) Cam slider and method of making the same
EP0374389A2 (en) Process for the pretreatment of parts for a composite camshaft
DE10022884B4 (en) Process for fracture separation in components or their starting material
DE2526656A1 (en) Valve rod for IC engine - has hollow shaft electron welded to base of harder material
EP0303845B1 (en) Hollow shaft and process for producing it
DE102011121684B4 (en) Cam sliding piece
DE102004046100A1 (en) To bond two components together, e.g. the shaft and wheel for an IC motor turbine, their contact surfaces are heated by friction for the softened shaft end to be pushed into the wheel hollow zone for a positive fit
DE19907258C1 (en) Camshaft for motor vehicle engines
DE10121887C1 (en) Process for treating piston ring side surfaces subjected to friction used in IC engines comprises applying self-lubricating elements or compounds containing an organic binder
DE10323718B4 (en) Process to manufacture automotive camshaft in which each cam is accorded a slit that is expanded and filled by weld metal
DE102005014449A1 (en) Camshaft and method for producing a camshaft
EP1107839B1 (en) Method for producing a camshaft and camshaft produced according to said method
EP0604836B1 (en) Method for making wear-resistant surface coatings on steel pieces and steel pieces with such coatings
DE19932810A1 (en) Hollow camshaft formed from tube has ends so re-shaped that by widening or narrowing original diameter of tube bearing surfaces drive and/or control components and inner and/or outer threads are produced

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection