DE3620435A1

DE3620435A1 - Hohle nockenwelle

Info

Publication number: DE3620435A1
Application number: DE19863620435
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Omiya Saitama Fujita; Tatsumi Tokio/Tokyo Yunokawa
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1985-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1986-12-18
Also published as: JPS61290271A; GB2186660A; GB2186660B; GB8614426D0; US4730581A

Description

Hohle Nockenwelle

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine hohle Hockenwelle zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor.

Kürzlich wurde für einen Verbrennungsmotor mit Hinsicht auf Energieeihsparung ein immer geringeres Gewicht, andererseits ai>er hohe Geschwindigkeit und Leistung gefordert. Notwendigerweise bestand auch die Forderung nach einer Nockenwelle mit geringem Gewicht und mit hervorragender Verschleißfe stigkeit.

Aus diesem Grunde ist eine Vielfalt von Nockenwellen A- geringen Gewichts und hoher Verschleißfestigkeit vorgeschlagen worden, wobei jede Nockenwelle aus einer mit einem gesinterten Nockenteil oder einem gesinterten Lagerteil zusammengebauten Stahlrohrwelle besteht.

Herkömmlicherweise bekannte Nockenwellen sind beispielsweise, wie in Fig. 1 gezeigt, von einer Ausführung, bei der ein Lagerteil 12 einen Außendurchmesser aufweist, der geringer ist als derjenige eines Nockenteils 14, oder bei der die Durchmesserdifferenz zwischen einem Rohr 1o und dem Lagerteil 12 gering ist. Eine solche Nockenwelle ist nachteilig, da das Lagerteil eine derartig geringe Dicke aufweist, daß die Durchführung des Pulververdichtens zur Bildung des Lagerteils außerordentlich schwierig ist. Ebenfalls ist der Zusammenbau des dünnen Lagerteils mit dem Rohr schwierig. Das Lagerteil geht leicht zu Bruch, da es aus einem Pulverpreßling besteht. Aus diesem Grunde ist es bei beabsichtigter Vergrößerung der Dicke des Lagerteils erforderlich, den Durchmesser des Rohrs zu reduzieren. Dabei wird die Festigkeit des Rohrs entsprechend verringert. Um die Festigkeit des Rohrs aufrechtzuerhalten, ist es notwendig, dessen Innendurchmesser zu reduzieren, so daß

ein dickwandiges Rohr entsteht. Auf diese Weise wird der durch die Verwendung eines hohlen Rohrs erzielte Vorteil der Gewichtsreduzierung vermindert. Ferner wird das Nockenteil dicker, und dies führt zu einer Vergrösserung des Gewichts sowie der Kosten der Nockenwelle, woraus sich der Nachteil ergibt, daß es unmöglich ist, die wichtige Forderung nach Gewichtsreduzierung zu erfüllen.

Es ist ein Ziel der Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und eine verbesserte Nockenwelle zu schaffen.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung oner hohlen Nockenwelle, die geringes Gewicht und niedrige Herstellungskosten aufweist.

Um die vorerwähnten Ziele zu erreichen, umfaßt die hohle Nockenwelle gemäß der Erfindung ein Stahlrohr mit einem Lagerteil. Das Stahlrohr weist einen Teil reduzierten Durchmessers am Lagerteil auf, an welchem ein Lagerglied angebracht ist. Der Teil reduzierten Durchmessers ist durch Ausschneiden eines Teils des Außenumfangs des Rohrs über eine gleichmäßige Axiallänge gebildet. Auf den nicht-ausgeschnittenen Teil des Rohrs ist ein Nockenglied montiert.

Dementsprechend dient das Stahlrohr als Welle sowie als Lagerteil. Das Nockenglied besteht aus einem gesinterten Legierungsmaterial oder dergleichen, das eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist und metallurgisch mit dem Stahlrohr verbunden ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnung:
Fig. 1 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines

Teils einer konventionellen hohlen Nockenwelle; Fig. 2 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Teils

eines Ausführungsbeispiels der hohlen Nockenwelle

gemäß der Erfindung;
Fig. 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lagerteils in Schnittdarstellung; Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils

eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Lagerteils in Schnittdarstellung; und Fig. 5(a) und' 5(b) zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Hocke, die einen axialen Vorsprung für den Eingriff in eine von mehreren in dem Außenumfang des Rohrs ausgebildeten axialen Rillen aufweist; Fig 5(&) ist eine Vorderansicht der Hocke und Fig. 5(b) eine teilperspektivische Darstellung der Nockenwelle.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt eine hohle Nockenwelle gemäß der Erfindung ein als eine Welle dienendes Stahlrohr 1o und einen auf einem Teil des Stahlrohrs 1o ausgebildeten Lagerteil 12 mit einem Außendurchmesser, der geringer als derjenige des Rohrs 1o ist. Der Lagerteil 12 ist durch Ausschneiden eines Teils der äußeren Umfangsflache des Rohrs über eine gleichmäßige axiale Länge und mit gleichmäßiger Tiefe gebildet. Ein Nockenglied 14- ist auf einen nicht-ausgeschnittenen Teil des Rohrs 1o festsitzend montiert.

Obwohl es nicht erforderlich ist, daß der Lagerteil ausreichende Verschleißfestigkeit aufweist, kann der Lagerteil 12, wenn notwendig, einer Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise dem Einsatzhärten, dem Abschrecken oder dergleichen, unterzogen werden.

.", ι: ~y ". j /-χ-Ein gesintertes Legierungsmaterial mit hoher Verschleißfestigkeit ist für das Nockenglied 14 geeignet. Das Nockenglied 14 weist eine Paßbohrung auf, deren Größe im wesentlichen die gleiche wie der Außenumfang eines Teils 11 großen Durchmessers des Stahlrohrs 1o ist. Das Nockenglied 14 ist im Paßsitz auf dem Stahlrohr 1o am Teil 11 großen Durchmessers montiert, woraufhin eine feste Verbindung zwischen beiden erfolgt. Mittel für die feste Verbindung können eine Diffusionsbindung durch Sintern, Hartlöten, eine Stemmverbindung oder dergleichen sein. Jedes dieser Mittel kann entsprechend den Erfordernissen gewählt werden

Die Fig. 3 und 4 sind vergrößerte Darstellungen, die Ausführungsbeispiele des Lagerteils 12 zeigen. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Lagerteil 12 durch Ausschneiden des Außenumfangs des Rohrs bis zu einer gleichmäßigen Tiefe und über eine gleichmäßige axiale Länge gebildet.

In dem anderen, in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Lagerteil 12 in der gleichen Weise wie im obigen Ausführungsbeispiel gebildet, jedoch erst nachdem Auslaufrillen 13 in Umfangsrichtung im Außenumfang des Rohrs 1o in Bereichen geformt worden sind, die den entgegengesetzten Enden des Lagerteils 12 entsprechen, um zu verhindern, daß während des Ausschneidvorganges Seherungsabfall an den entgegengesetzten Enden des Lagerteils 12 entsteht.

Es ist erforderlich, die Ausschneidtiefe in dem Außenumfang des Rohrs zum Ausbilden des Lagerteils 12 unter Berücksichtigung der Dicke und der Festigkeit des Stahlrohrs 1o zu bestimmen.

ORIGINAL WSPECTED

} ??2C435

Im Fall, daß eine axiale Rille für den Eingriff mit einem an der Innenfläche des Nockengliedes 14 ausgebildeten axialen Vorsprung in der Außenfläche des Stahlrohrs 1o, wie z.B.in der japanischen Patentveröffentlichung (OPI) Nr. 333o2/85 offenbart, vorgesehen ist, kann, falls die axiale Rille immer noch am Lagerteil 12 nach dessen Ausbildung vorhanden ist, öl unnötigerweise verspritzt und dadurch gleichmäßige Rotation des Rohrs verhindert werden. Deshalb ist es erforderlich, das Rohr so tief auszuschneiden, daß die Rille beseitigt ist. D.h., das Nockenglied 14' ist, wie in Pig. 5 (a) und 5 (b) gezeigt, mit einer Bohrung 15 ausgebildet, in der ein axialer Vorsprung 16 radial nach innen vorspringt. Das Rohr 11' ist mit axialen Rillen 17 für den Eingriff mit dem Vorsprung 16 bei der Montage ausgebildet. In diesem Pail weist der als Lagerteil dienende Teil 12' reduzierten Durchmessers eine Tiefe auf, die größer als die Tiefe der Rille 17 ist.

Wie vorstehend beschrieben, ist erfindungsgemäß von einem Stahlrohr ein Teil ausgeschnitten, um dadurch einen unmittelbar als Lagerteil dienenden Teil geringen Außendurchmessers herzustellen, so daß ein Lagerglied überflüssig und das Gewicht der gesamten Nockenwelle reduziert sowie die Nockenwelle mit geringen Kosten hergestellt werden kann.

I ^SF⁵ECTED

Claims

Patentansprüche

Q.) Hohle Nockenwelle, gekennzeichnet urch ein Stahlrohr (1o,1o'), durch einen durch Entfernen eines Teils des Außenumfangs des Stahlrohrs (1ο, 1ο¹) gebildeten Lagerteil (12,12') mit einem Außendurchmesser, der geringer als der des Stahlrohrs (1o,1o') ist, und durch einen Nockenteil (14-,1V), derauf einem anderen 30 Teil des Außenumfangs des Stahlrohrs (1o,1o') montiert ist.

2· Hohle Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch g ekennzeichnet , daß der Lagerteil (12,12') eine gleichmäßige axiale Länge und gleichmäßige radiale Tiefe aufweist.

3· Hohle Nockenwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerteil (12,12') mit ringförmigen Auslaufrillen (13) an seinen beiden axialen Enden ausgebildet ist.

4. Hohle Nockenwelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß eine Fläche des Lagerteils (12,12') einer Einsatzhärtungsbehandlung ausgesetzt ist.

5. Hohle Nockenwelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet , daß eine Fläche des Lagerteils (12,12') einer Abschrekkungsbehandlung ausgesetzt ist.

6. Hohle Nockenwelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Nockenteil (14,14') aus einer gesinterten Legierung geformt ist.

7. Hohle Nockenwelle nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Nockenteil (14') mit einer Bohrung (15) und einem sich von dieser radial nach innen erstreckenden inneren, axialen Vorsprung (16) und das Stahlrohr (1ο¹) mit wenigstens einer axialen Rille (17) für den Eingriff mit dem axialen Vorsprung (16) bei dem Zusammenbau des Nockenteils (14¹) mit dem Stahlrohr (1o^f) ausgebildet und die Tiefe des Lagerteils (14') größer als die der axialen Rille (17) ist.