DE4035208A1 - Gebaute nockenwelle, insbesondere fuer den ventiltrieb von brennkraftmaschinen - Google Patents

Gebaute nockenwelle, insbesondere fuer den ventiltrieb von brennkraftmaschinen

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DE4035208A1
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Adolf Fischer
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gebaute Nockenwelle gemäß den gattungsbildenden Merkmalen des Patent­ anspruches 1.
Bei gebauten Nockenwellen mit gesinterten Steuernocken ist es üblich, abschließend die Steuernocken auf der Nockenwelle durch Schleifen auf Form und Maßhaltigkeit unter Einhaltung geringer Toleranzen zu bringen. Dieser zusätzliche Bearbeitungsvorgang ist kostenaufwendig, wobei der Kostenaufwand für Hohlnocken durch den raschen Verschleiß der hierfür erforderlichen Schleifscheiben von relativ kleinem Durchmesser noch höher ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, den zusätzlichen Bearbei­ tungsvorgang eines abschließenden Schleifens der Steuer­ nocken einer gebauten Nockenwelle in Fortfall zu bringen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 jeder Steuernocken in einem Mehrfach­ sinterverfahren einsatz- bzw. betriebsfähig mit für geschliffene Steuernocken üblichen Maß- und Form-Toleran­ zen ausgebildet.
Der Vorteil der Erfindung liegt in dem Entfall eines abschließenden Schleifens des bzw. der Steuernocken. Dieser Vorteil ist besonders günstig bei gebauten Nocken­ wellen mit nach Anspruch 3 vorgesehenen Hohlnocken, weil ein bzgl. der Schleifscheiben besonders verschleißträch­ tiges Konturenschleifen entfällt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Steuernocken, insbesondere Hohlnocken, nach Anspruch 2 in einem mehr­ stufigen Sinterschmieden ausgebildet, wobei die einsatz­ bzw. betriebsfähige Kontur des Steuernockens in einem mit diesem Verfahren gegebenen Nachpressen erzielt ist. Ggf. kann der jeweilige Steuernocken nach Anspruch 6 auch mit­ tels eines Ziehvorganges kalibriert sein bzw. in seiner Konturgenauigkeit durch dieses Kalibrieren noch gestei­ gert werden. Es ist noch anzumerken, daß mit der einsatz­ fähigen Kontur des Steuernockens auch die Aufnahmebohrung für die Welle bzgl. Form, Maßhaltigkeit und genaue kon­ zentrische Anordnung zum Grundkreis des Steuernockens umfaßt ist.
Zur Erzielung einer kostengünstig herstellbaren Nocken­ welle wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 vorgeschlagen, daß die Hohlnocken auf einer am Außenumfang zumindest fein bearbeiteten Welle mittels thermischem Schrumpfen drehfest angeordnet sind. Die Welle kann hierbei in bekannter Weise aus einem Stahlrohr sein, das in weiterer bekannter Weise am Außenumfang spitzenlos geschliffen ist. Die Kombination einer spitzenlos geschliffenen Welle aus Stahlrohr mit maß- und formgenau sintergeschmiedeten hohlen Steuernocken bzw. Hohlnocken ergibt eine gebaute Nockenwelle von hoher Rundlaufgenauigkeit bzgl. der Nockengrundkreise und genauer Steuerdiagramme durch die Nockenkontur bei kostengünstiger Fertigung. Dieser Vorteil kann nach Anspruch 5 weiter dadurch gesteigert werden, daß freie Abschnitte am Außenumfang der Welle der Lagerung der Nockenwelle dienen.
Anhand eines abschnittsweise in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung beschrieben.
Für einen nicht gezeigten Ventiltrieb einer Brennkraft­ maschine mit Rollen von relativ kleinem Durchmesser an Nockenfolgeelementen ist eine Nockenwelle 1 mit einem hohlen Steuernocken bzw. einem Hohlnocken 2 vorgesehen. Zur Erzielung einer kostengünstigen Fertigung ist die Nockenwelle 1 gebaut, wobei sie eine aus einem am Außenumfang spitzenlos geschliffenen Stahlrohr 3 gebil­ dete Welle 4 umfaßt sowie aus einem Sinterwerkstoff gebildete Hohlnocken 2. Die Hohlnocken 2 sind in einem Mehrfachsinterverfahren, vorzugsweise durch mehrstufiges Sinterschmieden, einsatz- bzw. betriebsfähig mit für geschliffene Steuernocken üblichen Maß- und Form-Toleran­ zen ausgebildet. Ein Schleifen des Steuernockens als im wesentlichen abschließende Bearbeitung auf Maß- und Form- Genauigkeit entfällt dadurch. In die konturgenaue Ausbil­ dung des Hohlnockens 2 ist ferner für die Anordnung auf der Welle 4 eine Durchgangsbohrung 5 einbezogen, die neben hoher Maß- und Form-Genauigkeit eine genaue zentri­ sche Anordnung zum Grundkreis 6 des Hohlnockens 2 auf­ weist. Letztgenannte Maßnahme dient beim Einsatz von hydraulischen Ventilspielausgleichselementen der Vermei­ dung des schädlichen Pumpens dieser Elemente.
Auf dem als Welle 4 dienenden, spitzenlos geschliffenen Stahlrohr 3 sind die konturgenau sintergeschmiedeten Hohlnocken 2 vorzugsweise durch für sich bekanntes thermisches Schrumpfen drehfest angeordnet.
Weiter geht aus der einzigen Zeichnung hervor, daß mit "LB" bezeichnete freie Abschnitte am Außenumfang der Welle 1 bzw. des Stahlrohres 3 der Lagerung der Nocken­ welle dienen, wobei zur axialen Sicherung der Nocken­ welle 1 beispielsweise ein auf der Welle 4 angeordneter Anschlagring (nicht gezeigt) zum zweiseitigen Anschlag dienen kann. Weiter können in freien Abschnitten des Stahlrohres 3 Ausgleichsmassen angeordnet sein, die insbesondere dem Kräfte- und Momentenausgleich für eine bestimmte Motorordnung dienen.
Sollten jedoch für die Lagerung der Nockenwelle 1 größere Lagerdurchmesser wünschenswert sein, können diese durch konturgenau ausgebildete und drehfest auf der Welle 4 bzw. dem Stahlrohr 3 angeordnete Sinterschmiede-Lager­ ringe leicht erzielt sein.
Die für die Linienberührung zwischen der Rolle des nicht gezeigten Nockenfolgeelementes und dem Hohlnocken 2 mittels vorzugsweise mehrstufigem Sinterschmieden durch Nachpressen erreichte Konturgenauigkeit des Steuer- bzw. Hohl-Nockens 2 kann ggf. durch eine Kalibrierung mittels eines Ziehvorganges gesteigert werden.

Claims (6)

1. Gebaute Nockenwelle, insbesondere für den Ventil­ trieb von Brennkraftmaschinen,
  • - umfassend eine Welle (4) und aus einem Sinterwerk­ stoff gebildete Steuernocken (2), die
  • - mit der Welle drehfest verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß jeder Steuernocken (Hohlnocken 2) in einem Mehr­ fachsinterverfahren einsatz- bzw. betriebsfähig mit für geschliffene Steuernocken üblichen Maß- und Form-Toleranzen ausgebildet ist.
2. Nockenwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken (Hohlnocken 2) in einem mehrstufigen Sinterschmieden ausgebildet ist.
3. Nockenwelle nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuernocken ein Hohlnocken (2) ist.
4. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlnocken (2) auf einer am Außenumfang zumindest feinbearbeiteten Welle (4) mittels thermischem Schrumpfen oder Paßpreßsitz drehfest angeordnet ist.
5. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß freie Abschnitte (LB) am Außenumfang der Welle (4) der Lagerung der Nocken­ welle (1) und/oder der Anordnung von Ausgleichs­ massen dienen.
6. Nockenwelle nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlnocken (2) ggf. mittels eines Ziehvorganges kalibriert ist.
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