DE3209980A1

DE3209980A1 - Verfahren zur herstellung einer nockenwelle

Info

Publication number: DE3209980A1
Application number: DE19823209980
Authority: DE
Inventors: Matsuzaki Hanyu Michiyoshi
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1981-03-19
Filing date: 1982-03-18
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE3209980C2; JPS57154556A

Description

Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle für die Betätigung von Ventilen in einer Brennkraftmaschine und insbesondere einer Nockenwelle mit Öffnungen zur Zufuhr von Öl.

Eine Nockenwelle wird üblicherweise durch Gießen oder Schmieden hergestellt, was jedoch eine komplizierte Gießform und einen hohen Zeitaufwand für die Nockenbildung sowie maschinelle Bearbeitung erforderlich macht, weshalb sie ein teueres Produkt ist. Eine Brennkraftmaschine wird heutzutage gerne mit einer größeren Anzahl von Zylinder ausgestattet, um eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere leistung zu bieten, sie muß jedoch vom Standpunkt der Energieersparnis ein geringes Gewicht aufweisen. Eine in der einschlägigen Technik bekannte gegossene Nockenwelle erfüllt diese Forderungen nicht.

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Es wurde deshalb vorgeschlagen, Nocken, Lager und andere Teile einer Nockenwelle aus einer Sinterlegierung zu formen und sie an eine Welle zu schweißen oder hart anzulöten. Beim Schweißen werden jedoch meist auf Grund von Wärmespannung Formänderungen hervorgerufen, während das Hartlöten die Bildung jeglichen ausreichend engen Kontakts vermissen läßt.

Es ist auch bekannt, Teile von Nockenwellen, die vorgegebene Profile, haben, durch Pressen von Sinterlegierungspulver zu bilden, diese an einer Welle zu positionieren und sie einheitlich oder einstückig mit der Welle durch Schmelzsinterung zu verbinden. Das Positionieren der gepreßten Produkte an der Welle schließt jedoch sehr viel Schwierigkeiten ein, da die Produkte dazu neigen, leicht zusammenzubrechen, was die Produktivität verschlechtert.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 51-34 318/ 1976 offenbart beispielsweise, daß die Nocken und Lager unabhängig von der Mittelxielle gebildet werden. Jeder der Nocken und jedes der Lager wird mit einer Öffnung von rechteckigem Querschnitt versehen, um das Teil auf der Welle, die einen entsprechenden Querschnitt aufweist, so daß das Positionieren der Nocken und Lager mit Bezug zur Welle zu erreichen ist, anzubringen. Die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 54-102 209/ I979 beschreibt ein Schmelzsintern, um die Nocken mit der Welle zu verbinden. Nach diesem Verfahren dürfte es ziemlich schwierig sein, eine genaue Winkel-Lagebe-

^Q Ziehung zwischen den Nocken und der Welle zu erhalten.

Ein Hartlötverfahren, um den Nocken an der Welle festzulegen, offenbart die japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 54-86 456/1979.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle aufzuzeigen, nach welchem die oben erläuterten Nachteile des Standes der Technik ausgeschaltet werden.

Erfindungsgemäß werden durch Pressen oder Verdichten geformte Nockenwellenteile in einer festen Phase gesintert, bevor sie an einer hohlen Welle in ihre Lage gebracht werden. Deshalb sind sie fest genug, um bei ihrem Positionieren auf der Welle nicht zusammenzubrechen. Jeder der Nockenkörper xfird mit Ölbohrungen oder -löchern versehen, um das Einsetzen einer Ölzufuhrröhre hierdurch zu ermöglichen. Auch die Hohlwelle wird mit solchen Ölbohrungen, die jeweils rechtwinklig zur Axialerst-reckung der Welle so verlaufen, daß die Ölbohrungen mit dem Hohlraum der Welle in Verbindung stehen, ausgestattet. Die Lage der Nocken mit Bezug zur Welle kann durch Ausrichten des Öllochs des Nockenkörpers mit einer der Bohrungen der Hohlwelle und durch Einsetzen der Ölzufuhrröhren in diese Öffnungen bestimmt werden. Nach Abschluß des Zusammenbaus wird die gesamte Anordnung einer Schmelzsinterung unterworfen, um die Teile einstückig miteinander zu verbinden. Wenn es notwendig ist, kann mit Hilfe eines Infiltrationsagens (Tränkungsmittel) ein hoher Grad an Bindekraft und Präzision erreicht werden.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.

In dieser zeit£:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Frontansicht einer Nockenwelle gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II - II in der Fig.l; Fig. 3 den Schnitt nach der Linie III - III in der Fig.l;

Fig. k eine teilweise geschnittene Frontansicht einer gegenüber Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die verschiedenen Teile mit der Welle noch einstückig mittels

Schmelzsinterung zu verbinden sind. 35

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Die in Fig. 1 gezeigte Nockenwelle 1 ist mit Hilfe eines Verfahrens gemäß der Erfindung gefertigt worden. Die Nockenwelle 1 umfaßt eine hohle Welle 2, Nocken 3_f Lager 4 und andere Nockenwellenteile. Wie die Fig. 2 und 3 erkennen lassen, sind die Nocken 3 und Lager 4 in innigem Kontakt mit der Außenumfangsfläche 2a der Hohlwelle 2. Jeder Nocken 3 hat ein Ölzufuhrloch 5, das mit einemÖlzufuhrloch 5a in der Hohlwelle 2 fluchtet, und jedes Lager 4 hat gleicherweise ein Ölzufuhrloch 6, das mit einem Ölzufuhrloch 6a in der Hohlwelle 2 fluchtet. Die Löcher 5 und 5a verlaufen zwischen der Innenfläche 2b der Hohlwelle 2 und der Gleitfläche 3a des Nockens 3j die Löcher 6 und 6a verlaufen zwischen der Innenfläche 2b der Welle 2 und der Gleitfläche 4a des Lagers 4.

In den Löchern 5, 5« ist eine Röhre 7 angeordnet, deren Stirnflächen einerseits nahe der Innenfläche 2b der Hohlwelle 2 und andererseits nahe der Gleitfläche 3a jedes Nockens 3 enden. Gleicherweiso befindet sich in den Löehern 6 und 6a eine Röhre 7, deren Stirnflächen einerseits nahe der Innenfläche 2b der Hohlwelle 2 und andererseits nahe der Gleitfläche 4a jedes Lagers 4 enden. Die Röhren 7 dienen dazu, sicherzustellen, daß die Nokken 3 und Lager 4 mit Bezug zur Hohlwelle 2 korrekt in Stellung gebracht sind, worauf noch eingegangen werden wird. Die Nockenwelle 1 dreht während des Betriebs eines Motors dauernd und erzeugt eine Zentrifugalkraft, um das Schmiermittel von der Hohlwelle 2 zu den Gleitflächen 3a und 4a durch die Röhren 7 zu fördern, so daß

die an den Gleitflächen anliegenden Motorventile geschmiert werden.

Die oben beschriebene Nockenwelle wird gemäß der Erfindung, wie folgt, gefertigt. Die Nocken 3 und Lager 4

haben vorgegebene Profile und werden durch Pressen eines Sinterlegierungspulvers gebildet. Sie werden bei einer vorgeschriebenen Temperatur in einer festen Phase

gesintert, bevor sie an der Hohlwelle 2 angebracht werden. Die Ölzufuhrlöeher 5 und 6 werden in den Nocken 3 bzw. Lagern 4 ausgestaltet, während die Hohlwelle 2 die Löcher 5a und 6a erhält, welche zu den Löchern 5, 6 ausrichtbar sind. Üblicherweise besteht die Hohlwelle 2 aus Stahl. Die Nocken 3 und Lager 4 werden auf der Hohlwelle 2 so angebracht, daß die Löcher 5, 6 mit den Löchern 5a bzw. 6a zum Fluchten kommen. Dann werden die Röhren 7» die aus Stahl gefertigt sind, in die Löcher 5» 5a und 6, 6a eingesetzt, um die Nocken 3 und Lager 4 in ihren Lagen mit Bezug zur Hohlwelle 2 zu befestigen. Die auf diese Weise zusammengebaute Nockenwelle 2 wird bei vorgegebener Temperatur in einer flüssigen Phase gesintert, so daß die Nocken 3 und Lager k einstückig mit der Hohlwelle 2 vereinigt werden.

Wenn es erwünscht ist, die verschiedenen Teile noch fester zu verbinden, so ist es nützlich und vorteilhaft, einen Ring 8 aus einem Infiltrationsagens zu verwenden, wobei der Ring einen Innendurchmesser hat, der im wesentlichen dem Außendurchmesser der Hohlwelle 2 gleich ist. Der Ring 8 wird, wie Fig. k zeigt, in Kontakt mit jeder Seite des betreffenden Teils angeordnet. Das Infiltrationsagens (Ring) 8 kann Kupfer oder eine Kupferlegierung enthalten und wird durch Infiltration zwischen jedem Teil und der Hohlwelle 2 während des Schmelzsinterungsvorgangs an- bzw. eingebracht.

Eine kurze Nockenwelle, die beispielsweise bei einem ^O kleinen Zweirad-Motorfahrzeug zur Anwendung kommt, kann eine hohle, durch Sintern gebildete Welle, die Ölzufuhröffnungen hat, umfassen. Die gesinterte Welle kann mit Nocken, Lagern und anderen Teilen noch inniger verbunden werden und trägt zur Verringerung des Gesamtgewichts der Nockenwelle bei.

Λ-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1» Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, gekennzeichnet

- durch Formen von Nockenwellenteilen (3» 4) mit vorgegebenen Profilen durch Pressen von Pulvern einer Sinterlegierung;

- durch Sintern der Teile in einer festen Phase;

- durch Ausbilden von Ölzufuhrlöchern (5» 6) in den Teilen (2, 3);

- durch Positionieren der Teile auf -einer hohlen Welle (2), die mit entsprechenden Ölzufuhrlöchern (5a, 6a) versehen ist, so daß die Löcher der Teile mit den Löchern eier Hohlwelle ausrichtbar sind;

- durch Einsetzen·einer Röhre (7) durch ein Ölzufuhrloch in jedem der Teile und ein damit fluchtendes Ölzufuhrloch der Hohlwelle;

- durch Sintern der Teile sowie der Hohlwelle für deren einstückige Verbindung miteinander in einer flüssigen Phase.

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2. Verfahren nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch Anbringen eines Infiltrationsagens (8) an jeder Seite eines jeden der auf der Hohlwelle (2) angeordneten Teile (3, ^) und durch Infiltrieren des Agens zwischen die Teile sowie die Hohlwelle während des Sinterns in flüssiger Phase.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle aus Stahl besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß jedes der Ölzufuhrlöcher (5a, 6a) der Hohlwelle (2) rechtwinklig zur axialen Richtung der Welle verläuft und mit einem Hohlraum dieser in Verbindung steht.
5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Röhre (7) aus Stahl besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Infiltrationsagens (8) Kupfer oder eine Kupferlegierung ist und eine Ringförm hat.