DE3247636C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1 sowie eine nach diesem Verfahren herge­ stellte Nockenwelle.

Ein Verfahren und eine nach einem solchen Verfahren hergestellte Nockenwelle sind aus der DE-OS 23 36 241 bekannt.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, ein möglichst dünnwan­ diges Rohr einzusetzen, auf das die Nocken und ggf. Lagerringe dennoch unter einer für den Motorbetrieb sicheren Schrumpfverbindung aufgebracht werden kön­ nen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei dieser Lösung kann das Ausfüllen des Rohres mit einem vollen oder hohlen, füllstoffverstärkten Kern aus Kunststoff zur Erzielung der Verbundkonstruktion entsprechend der aus der EP-A 00 40 174 bekannten Lehre erfolgen. Nach jener Schrift können Motorentei­ le wie beispielsweise Kolbenbolzen als eine Verbund­ konstruktion mit einem Kern aus füllstoffverstärktem Kunststoff und einer metallischen Umhüllung herge­ stellt werden. Als Füllstoffe können dabei beispiels­ weise Quarzsand oder Fasern verwendet werden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 1 enthält der Anspruch 2.

Gegenstand des Anspruchs 3 ist eine nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 oder 2 hergestellte Nocken­ welle.

Durch die Verwendung eines metallischen dünnwandigen Rohres mit Kunststoffüllung kann das Gewicht der Nok­ kenwelle im Vergleich zu dem gattungsbildenden Stand der Technik verringert werden.

Das Aufschrumpfen der Nocken erfolgt durch unter­ schiedliche Temperierung des mit Kunststoff gefüllten metallischen Rohres und der aufzuziehenden Nocken. Das Aufziehen der Nocken geschieht in einer Positio­ niereinrichtung derart, daß die Nocken nach dem Auf­ schrumpfen eine derartige Lage einnehmen, daß eine Nachbearbeitung der Nockenwelle nicht mehr erforder­ lich ist. Soll die Nockenwelle Lagerbereiche aufwei­ sen, die einen größeren Durchmesser besitzen als den­ jenigen, den das die Welle bildende metallische Rohr aufweist, so sind zusätzlich zu den Nocken noch La­ gerringe auf die Welle in gleicher Weise wie die Nok­ ken aufzuschrumpfen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung darge­ stellt.

Das Rohr 1 ist aus Stahl und weist eine Wanddicke von 3 mm auf. Die Oberfläche des Rohres 1 ist in den La­ gerbereichen 2 und den Aufnahmebereichen für die Nok­ ken 3 fertigbearbeitet. Die Endbearbeitung des ge­ meinsamen Rohraußendurchmessers für die Lagerbereiche 2 und die Bereiche für die Aufnahme der Nocken 3 er­ folgt durch Schleifen. Das Schleifen erfolgt dabei durch sogenanntes spitzenloses Außenrundschleifen, d. h. ein Schleifen, bei dem das Werkstück nicht zen­ trisch in der Bearbeitungsmaschine in einer Aufnahme­ vorrichtung fixiert ist. Die Nocken 3 werden aus ei­ nem vergüteten Bandmaterial aus einem legierten Koh­ lenstoffstahl durch Feinstanzen erzeugt. Die Dicke der Nocken beträgt 16 mm. Zur Gewichtsreduzierung wird bei dem Stanzen außer der Aufnahmebohrung für das Rohr 1 noch eine Ausnehmung 4 mit eingestanzt. Anstelle dieser einen Ausnehmung können auch mehrere kleinere Ausnehmungen in den nicht tragenden Bereichen der Nocken eingestanzt werden.

Das Aufsetzen der Nocken 3 und ggf. der Lagerringe 5 erfolgt in der Weise, daß die Nocken und die Lager­ ringe erwärmt werden und mit einer gegenüber dem Rohr höheren Temperatur auf das Rohr aufgezogen und dort mit Hilfe einer Positioniereinrichtung in die richti­ ge Lage gebracht werden. Nach Temperaturangleichung zwischen den Nocken und Lagerringen einerseits und dem metallischen Rohr andererseits ist eine form­ schlüssige Schrumpfverbindung vorhanden.

Das Wellenstück der Nockenwelle ist als Verbundkon­ struktion ausgebildet und besteht aus einem füll­ stoffhaltigen Kunststoffkern K und einem metallischen Rohr 1. Der Kern K kann - wie durch den gestrichelten Kreis 6 angedeutet - statt voll- auch hohlzylindrisch ausgebildet sein.

Der Kern K kann insbesondere aus einem Material be­ stehen wie es in EP-A 00 40 174 beschrieben ist. Auch die Art der Einbringung des Kernes in das Rohr er­ folgt zweckmäßigerweise in der in jener Schrift ange­ gebenen Weise.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle, die aus einem metallischen Rohr mit aufgeschrumpften Nocken und gegebenenfalls aufgeschrumpften Lagerringen be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das Rohr (1) mit einem vollen oder hohlen, füllstoffverstärkten Kern (K) aus Kunst­ stoff zur Erzielung einer Verbundkonstruktion ausgefüllt und anschließend die Nocken (3) und gegebenenfalls die Lagerringe (5) aufgeschrumpft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein härtbares Harzsystem ver­ wendet wird, das zusammen mit dem Füllstoff di­ rekt in das metallische Rohr (1) eingebracht und dort ausgehärtet wird.

3. Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Rohr (1) bei Raumtemperatur unter einer Umfangszugvorspannung steht, die so bemessen ist, daß sie bei der höchsten zu erwar­ tenden Betriebstemperatur relativ klein, jedoch ungleich Null ist.