DE4004505A1 - Verfahren zum herstellen einer nockenwelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle, deren Nocken und Wellenkörper separat gefertigt werden, und geht aus von der gattungsbildenden DE-OS 27 30 108. Des weiteren bezieht sich die Erfindung auf nach diesem Verfahren hergestellte Nockenwellen.

An die Nocken sowie an den Wellenkörper einer Nocken­ welle werden unterschiedliche Anforderungen gestellt. Bei den Nocken ist eine hohe Oberflächenhärte gefordert, der Wellenkörper hingegen soll die auftretenden Tor­ sions- und Biegemomente sowie die im Betrieb auftreten­ den Bauteilschwingungen aufnehmen. Bekannt sind daher Nockenwellen, deren Nocken und Wellenkörper aus unter­ schiedlichen Materialien oder doch zumindest nach unterschiedlichen Fertigungsprozessen hergestellt werden, um den konträren Anforderungen zu genügen. Beispielsweise schlägt die o. g. Schrift vor, auf einen vorgefertigten Grauguß-Wellenkörper die Nocken aus weißerstarrtem Gußeisen aufzugießen. Es ist aber auch bekannt, separate Nocken auf einem separaten Rohr unter Aufweitung desselben zu fixieren. Genannt sei hierfür beispielsweise die DE-PS 37 20 597.

Da man bei beiden oben genannten Verfahren hinsichtlich der Materialauswahl eingeschränkt ist, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Nockenwellen-Her­ stellverfahren aufzuzeigen, mit Hilfe dessen Nocken unterschiedlichster Materialien sicher und auf einfache Weise mit einem Wellenkörper verbunden werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die vorgefertigten, einen Durchbruch aufweisenden Nocken in ein Gießwerkzeug eingelegt werden, in welchem der jeden Durchbruch durchdringende Wellenkörper nach einem Gießverfahren gefertigt wird. Insbesondere kommt hierbei ein Druckgußverfahren zum Einsatz. Erfindungsgemäß werden die beliebig ausgebildeten Nocken über den nachträglich gegossenen Wellenkörper miteinander ver­ bunden. Dieses Gießverfahren gewährleistet eine dauer­ hafte Positionierung der Nocken und Lagerelemente auf dem Wellenkörper. Druckgießen ist eine einfach be­ herrschbare Technik und ist geeignet für Großserien­ fertigung und auch für mittlere Serien. Hinsichtlich der Materialauswahl existieren keine Einschränkungen. Der Durchbruch zum Durchtritt des Wellenkörpers kann dabei von unterschiedlichster Gestalt sein.

Besonders vorteilhaft ist es, neben den Nocken auch separate Nockenwellen-Lagerkörper vorzusehen, die ebenfalls vor dem Gießen des Wellenkörpers in das Gießwerkzeug eingelegt werden. Somit kann auch für diese als Ringkörper ausgebildete Nockenwellen-Lagerstellen der Werkstoff den Erfordernissen entsprechend ausgewählt werden. Dabei soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß der Begriff des Ringkörpers nicht so aus­ gelegt werden soll, daß der Durchbruch zur Aufnahme des Wellenkörpers nur kreisförmig sein muß.

Um die in das beispielsweise Druckgußwerkzeug einge­ brachte Schmelze für den Wellenkörper im Bereich der Nocken und/oder Ringkörper nicht übermäßig abzukühlen, so daß eine sichere (formschlüssige) Verbindung in Frage gestellt werden könnte, empfiehlt es sich, gemäß An­ spruch 4 die Nocken und/oder die Ringkörper vorgewärmt in das (Druckguß)-Werkzeug einzulegen.

Eine vorteilhafte, nach einem der beanspruchten Ver­ fahren hergestellte Nockenwelle weist einen Leicht­ metall-Wellenkörper und insbesondere einen Aluminium- Wellenkörper auf und zeichnet sich daher durch geringes Gewicht und eine einfache Herstellungstechnik aus. Zur Kompensation des niedrigen Elastizitätsmoduls von Aluminium sind die Abmessungen des Wellenkörpers ent­ sprechend anzupassen, wohingegen die Zugfestigkeit sowie die Dehngrenze und die Bruchdehnung von mit üblichen Druckguß-Aluminium-Legierungen hergestellten Nocken­ wellen vergleichbar sind mit den Werten üblicher Scha­ lenhartguß-Nockenwellen. Zur weiteren Gewichtsreduzie­ rung kann dabei der Wellenkörper mit einer Längsbohrung (gegossen oder gebohrt) ausgeführt werden.

Soll die Nockenwelle in einem Aluminium-Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine gelagert werden, so empfiehlt es sich, die Nockenwellen-Lagerstellen als Stahlringe einzugießen. Für die Nocken selbst hingegen können den jeweiligen Anforderungen entsprechende Nocken aus Hartguß, Schalenhartguß, Grau- oder Sphäroguß, Sinter­ nocken, Schmiedenocken oder Keramiknocken gemäß Anspruch 6 zum Einsatz kommen.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist nicht gezeigt, da es einem Fachmann anhand obiger Erläute­ rungen möglich sein dürfte, eine erfindungsgemäße Nockenwelle nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zu fertigen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer Nockenwelle, deren Nocken und Wellenkörper separat gefertigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten, einen Durchbruch aufweisenden Nocken in ein Gieß­ werkzeug eingelegt werden, in welchem der jeden Durchbruch durchdringende Wellenkörper nach einem Gießverfahren hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckgußverfahren zum Einsatz kommt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lagerstellen der Nockenwelle separate Ringkörper in das Gießwerkzeug eingelegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken und/oder die Ringkörper vorgewärmt werden.

5. Nockenwelle, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenkörper aus einer Leichtmetall-Legierung gefertigt ist.

6. Nockenwelle, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Nocken aus harten, verschleißfesten, metallischen oder nichtmetalli­ schen Werkstoffen zum Einsatz kommen.

7. Nockenwelle, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ringkörper Stahl­ ringe zum Einsatz kommen.