DE3303629C2

DE3303629C2 - Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle mit mindestens einem exzentrischen Nocken

Info

Publication number: DE3303629C2
Application number: DE19833303629
Authority: DE
Inventors: Masanobu Kanagawa Nakamura
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1983-02-03
Publication date: 1986-04-10
Also published as: DE3303629A1

Abstract

Zum Herstellen einer Nockenwelle durch Aufweiten werden in einem rohrförmigen Ausgangsmaterial Vertiefungen an Stellen gebildet, wo ringförmige Teile auf das Ausgangsrohr gesetzt werden sollen. Die Vertiefungen werden angebracht, bevor das Ausgangsrohr zusammen mit den ringförmigen Teilen in einem geeigneten Werkzeug aufgeweitet wird. Diese Vertiefungen sind insbesondere dann günstig, wenn die ringförmigen Teile keine gleichmäßige Dicke besitzen. Solche Vertiefungen ermöglichen nämlich die Verwendung ringförmiger Teile mit größerer Dicke sogar an Bereichen mit kleinem Radius, wodurch das bekannte Problem, daß ringförmige Glieder zur Rißbildung an Bereichen mit kleinem Radius neigen, gelöst wird. Eine solche Nockenwelle kann auch aus einem hohlen Rohr und kurzen Zylindern mit im wesentlichen gleichen Außen- und Innendimensionen wie die Nocken der Nockenwelle hergestellt werden. Das hohle Rohr ist an den gewünschten Stellen vor dem Aufweiten am Ende vorgeformt, so daß das hohle Rohr mit Dimensionen und Formen versehen ist, die denen der kurzen Zylinder entsprechen. Deshalb wird ein verhältnismäßig kleines Schwell- oder Aufweitmaß für das hohle Rohr während des Aufweitens am Ende benötigt. Die Einbeziehung eines solchen Vorformschrittes ist günstig, da das hohle Rohr leicht in dichten oder engen Sitz gegen die gesamte Innenwand jedes kurzen Zylinders gebracht werden kann, sogar wenn der kurze Zylinder einen langen und scharfen Vorsprung besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahien zum Herstellen einer Nockenwelle mit mindestens einem exzentrischen Nocken, bei dem ein hohles Rohr, auf das an jeder Nokkenstelle ein bei der fertigen Nockenwelle den Nockenumfang bildende Ring aufgesteckt ist, in einem eine der Außengestalt der Nockenwelle entsprechende Innenform aufweisenden Werkzeug ar· den Neckenstellen ausgebaucht wird.

Bei einem aus der JP-PS 7644/13. 1 bekannten Verfahren dieser Art sind die Ringe in die Nockengestalt vorgeformt. Sie weisen ferner über den Umfang gesehen eine durchgehend im wesentlichen gleichbleibende Wandstärke auf, wobei sie anstelle hiervon auch massive Exzentergestalt besitzen können. Beim Ausbauchen des Rohres an den Nockenstellen legt sich dieses von innen her an die Ringe an.

Derartige Nockenwellen unterliegen beim Beirieb häufig großen Belastungen. Dementsprechend muß der jeweils verwendete Ring rundum eine Mindestwandstärke besitzen, damit ein vorzeitiger Verschleiß z. B. durch Rißbildung vermieden wird. Andererseits ist bei Nockenwellen häufig ein möglichst nahes Heranrücken der Außenfläche der die kleinste Nockenhöhe besitzenden Nockenpartie an die Wellenachse erforderlich. Um das zweitgenannte Erfordernis zu erfüllen, könnte man die Wandstärke der Ringe an den Stellen kleinster Nokkenhöhe entsprechend reduzieren. Dies hätte jedoch gegebenenfalls ein Unterschreiten der hinsichtlich der Stabilität benötigten Mindestwandstärke zur Folge. Deshalb steht in dem bekannten Falle die Nockenpartie kleinster Nockenhöhe mindestens um einen solchen Betrag radial vor, der durch die eine ausreichende Stabilität gewährleistende Mindestwandstärke der Ringe vorgegeben ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Herstellung einer Nockenwelle möglich macht, bei der ohne Beeinträchtigung der Ringstabilität die Außenfläche der Nockenpartie kleinster Nockenhöhe beliebig weit an die Wellenachse herangerückt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Rohr vor dem Aufstecken des oder der Ringe an den Nockenstellen im Umfangsbereich kleinster Nok

kenhöhe Vertiefungen angeformt werden.

Auf diese Weise kann man je nach der Tiefe der Vertiefung den gewünschten Abstand zwischen der Wellenachse und der Ncckenaußenseite im Bereich kleinster Nockenhöhe erhalten, ohne daß die Wandstärke des jeweiligen Rings verkleinert werden muß.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei Ringen unterschiedlicher Gestalt anwendbar. So können die. Ringe etwas größeren Durchmesser als das Rohr besitzen und

ίο zusammen mit diesem ausgebaucht werden. Sie können auch in die Nockenform vorgeformt sein, um die Ausbaucharbeit geringer zu halten. In einem solchen Falle, vor allem, wenn es sich um einen kurzen Ring oder um e'nen Ring mit verhältnismäßig »eckigem« Aussehen handelt, kann man zusätzlich das ansonsten kreisförmigen Querschnitt aufweisende Rohr vor dem Aufstecken des oder der Ringe an den Nockenstellen in eine der Ring-Innengestalt entsprechende Außengestalt formen, so daß sich das Rohr beim Ausbauchen ohne die Gefahr

2Q einer Spaltbildiing fest an die Ring-Innenseite anlegt.

Das Vertiefen erfolgt zweckmäßigerweise entweder durch Pressen oder Drücken oder durch Aufweiten des Rohres außerhalb der Nockenstellen.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 und 2 jeweiL einen nach einem bekannten Verfahren hergestellte Nockenwelle im Längsschnitt,

F i g. 3 die Nockenwelle gemäß F i g. 1 im Querschnitt gemäß der Linie III-1II,

Fig.4 einen Zwischenschritt bei der Herstellung einer erfindungsgemäßen Nockenwelle im Längsschnitt,

F i g. 5 die Nockenwelle gemäß F i g. 4 in fertigem Zustand im Längsschnitt,

Fig. 6 den Querschnitt durch eine Nockenstelle bei einem Zwischenschritt eines gegenüber den F i g. 4 und 5 r.bgewandelten Herstellungsverfahrens und

F i g. 7 das Ausbauchen des Rohres der Nockenwelle gemäß F i g. 6 ebenfalls im Querschni".

Im Falle der F i g. 1 und 3 werden auf ein in der Ausgangsgestalt zylindrisches Rohr A an den Steilen A', an denen Nocken gebildet werden sollen. Ringe B mit durchgehend gleichbleibender Wandstärke aufgesteckt, die bereits die Nockengestalt aufweisen. Nach dem Ausbauchen des Rohres A ergibt sich die dargestellte Nokkenwelle. Im Falle der Fig. 2 handelt es sich anstelle von Ringen mit durchgehend gleicher Wandstärke um Ringe D mit massiver Exzentergestalt, die man auf das Rohr Caufsteckt.

Zwischen der Wellenachse a bzw. b und der Außenfläche der die kleinste Nockenhöhe besitzenden Nokkenpartie ß'bzw. D'ist ein Abstand χ bzw. /vorhanden, der ein Mindestmaß nicht unterschreiten darf. Dieses wird durch eine Mindestwandstärke der Nockenpartie B' bzw. D' bestimmt, die aus Stabilitätsgründen erforderlich ist, damit diese Nockenpartie den beim Betrieb der Nockenwelle auftretenden Belastungen ohne Rißbildung od. dgl. standhalten kann. Zumindest um diese Wandstärke steht die Nockenpartie B' bzw. D' radial über das Rohr Λ vor.

Geht man dagegen gemäß den F i g. 4 und 5 vor, kann man ohne Beeinträchtigung der Ringstabilität die Außenfläche der Nockenpartie kleinster Nockenhöhe beliebig weit an die Wellenachse heranrücken. In diesem Falle wird das Rohr 1 an den Nockenstellen im Umfangsbereich kleinster Nockenhöhe beispielsweise mit Hilfe von Rollen oder einer Presse mit Vertiefungen la versehen. Diese Vertiefungen la können auch durch Verwendung eines Ausgangsrohres kleineren Durch-

messers, das mit Ausnahme der den Vertiefungen entsprechenden Stellen aufgeweitet wird, hergestellt werden. Sodann werden die Ringe 2, deren Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser des Rohres

1 ist und die gleichmäßige Wandstärke besitzen, auf die eine Vertiefung la aufweisenden Rohrstellen aufgesteckt. Anschließend erfolgt das Ausbauchen des Rohres 1 zusammew mit den Ringen in einem Werkzeug, dessen Innenform der Außengestalt der Nockenwelle entspricht. Hierbei weitet sich das Rohr mit den Ringen

2 an den Vertiefungen la und an den sich hieran in Umfangsrichtung anschließenden Partien ib auf, so daß die Ringe auf dem Rohr festgelegt werden. Beiderseits jedes so ausgebauchten Ringes 2 sind am Rohr etwas nach außen vorstehende Rippen Ic ausgebildet, die den Ring 2 in axialer Richtung fixieren.

Die Nockenpartie 2a kleinster Nockenhöhe befindet sich an der jeweiligen Vertiefung la. Hierdurch wird der Abstand zwischen der Wellenachse und der Außenfläche der Nockenpartie 2a kleinster Nockenhöhe verringert. Dabei kann die Außenfläche der Nockenpartie 2a sogar so weit nach innen verlagert werden, daß sie mit der Mantelfläche der nicht aufgeweiteten Rohrbereiche fluchtet oder gegenüber dieser vertieft ist. Somit kann die Nockenpartie 2a kleinster Nockenhöhe stets eine die erforderliche Festigkeit sicherstellende Wandstärke besitzen.

Ferner ist es gemäß den Fig.6 und 7 möglich, in die Nockenform im wesentlichen vorgeformte Ringe 12 lose auf ein Rohr 11 aufzustecken, das zuvor an den Nokkenstellen in eine der Ringinnengestalt entsprechende, gegenüber dieser kleinere Umfangsgestalt verformt worden ist. Anschließend wird das Rohr 11 mit den Ringen 12 ^;η einem z. B. Backen 13,14 enthaltenden Werkzeug mit einer der Außengestalt der Nockenwelle entsprechenden Innenform plaziert. Sodann führt man ein Druckmedium 15 in das hohle Rohr 11 ein, wodurch dieses ausgebaucht oder aufgeweitet wird. Dabei legt sich das Rohr 11 ohne Zwischenspalt dicht gegen die Ringe 12. ^o

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle mit mindestens einem exzentrischen Nocken, bei dem ein hohles Rohr, auf das an jeder Nockenstelle ein bei der fertigen Nockenwelle den Nockenumfang bildender Ring aufgesteckt ist, in einem eine der Außengestalt der Nockenwelle entsprechende Innenform aufweisenden Werkzeug an den Nockenstellen ausgebaucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohr (1, 11) vor dem Aufstekken des oder der Ringe (2,12) an den Nockenstellen im Umfangsbereich kleinster Nockenhöhe Vertiefungen angeformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vertiefen durch Pressen oder Drücken erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Vertiefen durch Aufweiten de·* Rohres außerhalb der Nockenstellen erfolgt.