DE4100779C2 - - Google Patents

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DE4100779C2 DE19914100779 DE4100779A DE4100779C2 DE 4100779 C2 DE4100779 C2 DE 4100779C2 DE 19914100779 DE19914100779 DE 19914100779 DE 4100779 A DE4100779 A DE 4100779A DE 4100779 C2 DE4100779 C2 DE 4100779C2
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von Nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE-PS 6 65 129 oder aus der US-PS 21 07 747 als bekannt hervorgeht.
Nockenwellen sollen im Bereich der Nockenoberfläche und möglichst auch im Bereich der Lagerzapfen möglichst hart sein, weshalb man für diese Bereiche eine Gußlegierung verwendet, die unter Bildung von Eisenkarbiden erstarrt und zumindest bei einer Abschreckerstarrung eine sehr harte Gußoberfläche bildet. Dieses karbidische Abschreckgefüge läßt sich nur noch durch Schleifen bearbeiten, allerdings zeigt es im Gebrauch eine hohe Verschleißfestigkeit. Im Bereich von zerspanend zu bearbeitenden Teilen der Nockenwelle, wie z. B. Zahnräder oder Flanschen wäre ein solches karbidisch erstarrendes Abschreckgefüge unzweckmäßig, weil es sich nicht durch Fräsen, Drehen oder Bohren bearbeiten läßt. In diesen Bereichen müßte ein besser zerspanbarer Werkstoff vorgesehen werden.
Bei dem bekannten Verfahren nach der DE-PS 6 65 129 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Nocken einer Nockenwelle als einzelne ovale Scheiben mit einer gleichachsig zur Wellenachse liegenden Bohrung ausgebildet und in die Gießform eingelegt werden; die Nockenscheiben sind aus einem sehr harten und verschleißfesten Stahlwerkstoff gebildet. Der Wellenkörper der Nockenwelle und andere zerspanend zu bearbeitende Partien werden aus normalem Gußeisen hergestellt, der bei ausreichender Vorerwärmung der eingelegten Nockenscheiben beim Eingießen des Gußeisens von diesem oberflächennah angeschmolzen wird und aufgrund dessen mit dem Graugußwerkstoff des Wellenkörpers verschweißt.
Bei dem in der DE-OS 27 30 108 beschriebenen Verfahren wird umgekehrt vorgegangen: der aus üblichem Grauguß bestehende Wellenkörper, an dem auch die drehend oder fräsend zu bearbeitenden Lager- oder Zahnradrohlinge integriert sind, ist vorgefertigt; in einem zweiten Gießvorgang werden die Nockenscheiben aus einer gießbaren, weiß erstarrenden Eisenbasislegierung an den Wellenrohling angegossen, wobei sie an den entsprechenden, vorzugsweise formschlüssig gestalteten Kontaktstellen an den Wellenrohling anschmelzen.
Eine Abwandlung dieses Verfahrens ist in der DE-OS 32 05 952 gezeigt, bei der vorgefertige ringförmige, ovale oder runde Nockenscheiben oder Lager aus einem verschleißbeständigen Werkstoff, vorzugsweise Hartguß in eine Gießform lagedefiniert eingelegt werden; der Wellenkörper der herzustellenden, die Ringkörper miteinander verbindenden Nockenwelle wird mit einer Leichtmetallegierung - Gewichtsgründe - ausgegossen, die aufgrund ihres niedrigeren Schmelzpunktes jedoch die höherschmelzenden Ringkörper nicht anzuschmelzen vermag. Um dennoch eine belastbare Verbindung zwischen Aluminium-Wellenkörper und Eisenbasis- Ringkörpern zu bekommen, sind letztere innenseitig gezahnt ausgebildet, wobei die Zahnung in Axial- und in Umfangsrichtung mehrere Formschlußflächen aufweist und im Meridianquerschnitt schwalbenschwanzförmig gestaltet ist.
Bei dem in der US-PS 21 07 747 geschilderten Verfahren wird der Grundkörper einer Nockenwelle einschließlich Nocken und Lager aus einem legierten Gußeisen gegossen, wobei jedoch im Bereich einer später anzubringenden Verzahnung ein mindestens der Zahnradbreite entsprechender Einstich in dem Wellenkörper mit angegossen wird, der nach Art einer Keilwellenverzahnung mit axial verlaufenden Wülsten bzw. Nuten versehen ist. Nach Fertigstellung des solcher Art gegossenen Vorproduktes für einen Nockenwellenrohling wird dieser in einer zweiten Gießstufe in eine neue Gießform eingelegt und dabei das Zahnrad im Bereich des erwähnten Einstiches angegossen, wobei es zum Teil zu einem Anschmelzen der wulstartigen Vorsprünge und dementsprechend zu einem Verschweißen zwischen Zahnradwerkstoff und Wellengrundwerkstoff kommt. Soweit der Wellengrundwerkstoff nicht angeschmolzen wird, kommt zumindest eine formschlüssige Verzahnung zwischen Wellengrundwerkstoff und Zahnradwerkstoff zustande. Der Zahnradwerkstoff ist im Hinblick auf die Zerspanbarkeit und Gleiteigenschaften beim Zahneingriff optimal ausgewählt.
Das DE-GM 72 24 272 zeigt am Beispiel einer Förderschnecke für Mörtelpumpen ein Verbundgußverfahren, bei dem der zerspanend zu bearbeitende Kopfteil als vorgefertigtes Stück aus einem gut zerspanbaren Eisenwerkstoff in die Gießform eingelegt wird, wobei er sich in die Gießformhöhlung für den eigentlichen Körper der Förderschnecke mit einem schlanken rechteckigen Zapfen erstreckt. Der eigentliche Körper der Förderschnecke wird aus einer karbidisch erstarrenden Schalenhartgußlegierung gegossen, die den erwähnten Zapfen des Kopfstückes anschmilzt und mit diesem Verschweißt. Es ist ohne weiteres denkbar, dieses Verfahren entsprechend auch auf die Herstellung von Nockenwellenrohlingen zu übertragen, indem die zerspanend zu bearbeitenden Antriebsteile bzw. Abtriebsteile der Nockenwelle aus einem vorgefertigten, gut zerspanbaren Stahl in eine Gießform eingelegt werden, die dann bezüglich des Hauptteiles der Nockenwelle mit einer karbidisch erstarrenden Schalenhartgußlegierung ausgegossen wird, wobei die eingelegten Teile ansschmelzen und mit dem Werkstoff des Hauptteiles des Nockenwellenrohlinges innig verschweißen. Ein solches Anschmelzen und Verschweißen kann insbesondere dadurch begünstigt werden, daß in dem Bereich des gegenseitigen Kontaktes schmale vorstehende Rippen mit einer - für sich genommen - relativ geringen Wärmespeicherkapazität vorgesehen werden, die auch ohne Vorwärmung der eingelegten Eisenteile aufgrund des Eingießens des Werkstoffes des Nockenwellenhauptteiles örtlich aufschmelzen und auf diese Weise zumindest ein streifenweises Verschweißen zwischen eingelegten Eisenteilen und Nockenwellenhauptteil sicherstellen. Die eingelegten Eisenteile können aus einer Eisengußlegierung oder auch aus üblicherweise nicht gießbarem, vorzugsweise legierten Stahl für Zahnräder bestehen.
Der Nachteil all dieser geschilderten Fertigungsverfahren für eine gießtechnische Herstellung von Nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen ist in der komplizierten, zweistufigen Fertigung zu sehen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Verbindungsstelle zwischen den beiden unterschiedlichen Werkstoffen nicht optimal ist; die gegenseitige Verschweißung enthält unter Umständen Spalte, Lufteinschlüsse oder Sandeinschlüsse, was Ausgangspunkt für Korrosion und Ermüdungsrisse sein kann.
Zwar ist es auch schon bekannt, zwei verschiedene, etwa bei gleicher Temperatur schmelzende Legierungen gleichzeitig zu einem einheitlichen Werkstück zu vergießen, wobei an den später im Werkstück vorhandenen Übergangsstellen zwischen den beiden unterschiedlichen Legierungen Trennbleche in die Gießform eingebracht werden. Die DE-PS 1 34 580 beschreibt ein solches Verfahren zum Verbundgießen von ebenen mehrschichtigen Panzerplatten mit unterschiedlicher Härte der einzelnen Schichten, wobei die Gießlage der Platten bevorzugt horizontal ist. Um trotz gewisser Eingußturbulenzen eine gute Schichtung der einzelnen Legierungen zu bekommen, hat man nach dem Vergießen der unteren Legierung ein Trennblech auf die Schmelze aufgelegt, welches jedoch zum Zwecke einer innigen Verbindung der anschließend aufgegossenen Legierung als Lochblech mit einer flächendeckenden Anodnung von Löchern ausgebildet ist. Das gelochte Trennblech ist so bemessen, daß es nicht vollständig in der Schmelze der eingegossenen Legierungen aufgeht, sondern noch teilweise als fester Werkstoff innerhalb des erstarrenden Werkstoffes erhalten bleibt. Es wird auch die Möglichkeit eines Vergießens in Vertikalstellung der Panzerplatten erwähnt, wobei beide Legierungen gleichzeitig und mit untereinander stets gleichbleibender Füllhöhe vergossen werden müssen.
Ein ähnliches Verfahren zeigt auch die DE-OS 38 07 347, welches das Verfahren auch auf rotationssymmetrische Teile mit unterschiedlichen Werkstoffschichten ausdehnt. Es wird darauf hingewiesen, daß das Trennblech von den eingegossenen Legierungen zwar beidseitig angeschmolzen werden darf. Als Werkstoffe für das Trennblech werden Stahl bzw. -legierungen erwähnt. In der ebenfalls das gleichzeitige Verbundgießen unterschiedlicher Gußlegierungen betrefenden DE-OS 38 03 831 werden für das Trennblech außer Eisenwerkstoffen auch noch Kupferbleche empfohlen.
Zum Gießen von Nockenwellen, die aus Gewichtsgründen und/oder zur Schaffung eines zentrischen Schmierölkanales innen der Länge nach hohl sind, ist es bekannt, zur Bildung dieser Höhlung einen schlanken Gießkern vorzusehen, der nach der DE-PS 35 32 196 außenseitig als Sandkern ausgebildet sein kann, der seinerseits durch ein wiederverwendbares Tragrohr aus Stahl stabilisiert ist. Über im Tragrohr angebrachte Löcher kann der Kern während des Gießens überdies entgasen. In der DE-PS 17 58 062 wird empfohlen, den zentrischen Längskanal durch ein dünnwandiges, an den Gußwerkstoff der Nockenwelle anschmelzendes, also "verlorenes" Metallrohr abzuformen, wobei das Metallrohr während des Gusses durch einen eingesteckten, wiederverwendbaren Metallstab gestützt und in der Strecklage stabilisert wird. Damit der Metallstab nicht an das Metallrohr anschmilzt oder das Metallrohr nicht auf ihn unlösbar aufschrumpft, ist der Metallstab mit einem wärmeisolierenden und ein Herausziehen erleichternden Sandüberzug versehen. Glaskerne, die beim Sandguß schon länger bekannt waren, werden gemäß der DE-AS 12 59 511 auch für in Metallkokillen abgeformten Druckguß vorgeschlagen, wobei zum leichteren Entfernen des hohl auszubildenden Glaskernes aus dem fertigen Werkstück u. a. auf die Möglichkeit hingewiesen wird, für ihn eine solche Glassorte zu wählen, die durch eine legierungstechnisch oder thermisch aufgebrachte Vorspannung ein leichtes Zerbröckeln des Kernes nach Gebrauch erlaubt.
Aufgabe der Erfindung ist es, das zugrunde gelegte Verfahren zum Gießen von Nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen dahingehend weiterzubilden, daß das Fertigungsverfahren vereinfacht, die gegenseitige Verbindung zwischen den beiden unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen verbessert und das Verfahren im Hinblick auf die besonderen, bei Nockenwellen gegebenen Voraussetzungen optimiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank des an sich bekannten gleichzeitigen Abgusses beider Eisenbasiswerkstoffe und deren gegenseitiger Trennung durch jeweils eine nur relativ dünne Trennscheibe kommt es zu einer innigen Verschmelzung und Verschweißung zwischen beiden Werkstoffen. Außerdem wird in einem einzigen Gießvorgang mit zwei unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen der Nockenwellenrohling gegossen. Es braucht lediglich eine einzige Gießform hergestellt zu werden. Die Menge des sogenannten Kreislaufmateriales für Angußkanäle, Gießtrichter und Speiser ist auch bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren nicht größer als bei einem zweistufigen Herstellungsverfahren. Die Trennbleche werden nicht nur in der äußeren Gießform, sondern auch durch den einzulegenden Kern in axialer und radialer Hinsicht fixiert, wobei Kern und lagedefiniert aufgesteckte Trennbleche eine vormontierbare Einheit bilden. Dank der Tatsache, daß sich die Trennbleche erst nach dem vollständigen Befüllen der Gießform und Beruhigung der Schmelzen ganz darin auflösen, wird zwar eine gute, örtlich eng lokalisierte Trennung der unterschiedlichen Legierungen, aber dennoch eine innige, mechanisch und dynamisch hoch belastbare Verbindung der betreffenden Nockenwellenbereiche erzielt.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zeigt die einzige Figur einen Querschnitt durch eine Gießform zum Abgießen eines Nockenwellenrohlinges aus unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen.
Bei der in der Figur dargestellten Gießform ist ein fertiger Nockenwellenrohling 1 in der Höhlung der Gießform dargestellt. Und zwar besteht der Nockenwellenrohling 1 zum einen aus einem Hauptteil 4 und aus einem Antriebsteil 7 sowie aus einem Abtriebsteil 8. Der Hauptteil 4 umfaßt die später schleifend zu bearbeitenden Nocken 2 und die Lager 3 sowie den dazwischen befindlichen Wellenschaft. Dieser Hauptteil des Nockenwellenrohlings besteht aus einer bei rascher Erstarrung Eisenkarbide bildenden Gußlegierung, vorzugsweise aus einer Schalenhartgußlegierung. Der Antriebsteil 7 besteht im wesentlichen aus einem Flansch 5, der spanabhebend mittels Drehen und Bohren fertig bearbeitet werden muß. Der Abtriebsteil 8 enthält einen Zapfen für ein Zahnrad 6, der zunächst überdreht werden muß und in den anschließend durch Fräsen eine Verzahnung eingeschnitten wird. Die An- und Abtriebsteile 7 und 8 bestehen aus einer gießbaren, aber karbidfrei erstarrenden Gußlegierung, beispielsweise aus Kugelgraphitguß. Im Bereich dieser Teile können dadurch bei guter Zerspanbarkeit wesentliche höhere mechanische Eigenschaften eingestellt werden, als im Hauptteil 4. Zentrisch im Innern des Nockenwellenrohlings ist eine ihn auf der ganzen Länge axial durchsetzende Bohrung vorgesehen, die später als Schmierölkanal zur Zufuhr von Schmieröl zu den Lagerstellen und den Nocken dient. Auch diese Bohrung soll mit abgegossen werden.
Zum Abguß eines solchen Nockenwellenrohlings muß zunächst eine im Bereich der Nockenwellenachse quergeteilte Gießform aus Formsand 10 hergestellt werden, in die im Bereich des Umfanges einer jeden Nocke 2 ein ovales ringförmiges Schreckeisen 9 eingelegt wird, das für eine harte Erstarrung der karbidisch erstarrenden Gußlegierung zumindest im Bereich des Nockenumfanges sorgt. Wie in der rechten Bildhälfte der Figur dargestellt, kann der unmittelbar formgebende Bereich der Gießform auch durch eine Croningform 11 gebildet sein, die ihrerseits in Formsand eingebettet ist. Im Bereich der axialen Stirnseiten der Gießformhöhlung sind zentrisch in die Gießform Kernmarken eingeformt, um darin einen Kern 12 zum Abformen der zentrischen Bohrung einlegen zu können. Es handelt sich hierbei um einen schlanken stabförmigen Kern 12, der zum einen ausreichend stabil sein muß, daß er sich durch Eigengewicht, Temperaturverzüge und Auftrieb durch die Schmelze nicht verbiegt, der aber andererseits nach Fertigstellung des Nockenwellenrohlings sich auch leicht aus der abgegossenen Bohrung wieder entfernen läßt. Zweckmäßigerweise kann als Werkstoff für den stabförmigen Kern 12 Glas mit eingefrorenen Eigenspannungszuständen verwendet werden. Hierdurch hat der Glasstab, solange er unverletzt ist, eine sehr hohe Festigkeit und Steifigkeit. Werden jedoch die Eigenspannungszustände beispielsweise durch Ritzen des Glasstabes freigelegt, so zerfällt der Glasstab selbständig in ein feinkörniges Granulat, welches Rückstandsfrei aus der abgegossenen Bohrung herausrieselt.
In die Gießform werden noch zwei unterschiedliche Kanalsysteme für die beiden unterschiedlichen Gußwerkstoffe eingeformt. Und zwar wird ein System von Angußkanälen 14 im Bereich des Hauptteiles mit Eingießöffnung 15 und Speisern 16 für die Schmelze A, nämlich eine karbidisch erstarrende Gußlegierung eingeformt. Desgleichen wird ein zweites System von Angußkanälen 17 mit Eingießöffnung 18 und Speisern 19 für die Antriebs- und Abtriebsteile 7 bzw. 8, d. h. für eine karbidfrei erstarrende Gußlegierung B angeformt. Damit sich die unterschiedlichen Gußlegierungen A bzw. B nicht unkontrolliert in der Gießformhöhlung ausbreiten und in Bereiche gelangen, wo sie nicht hinkommen sollen, ist an jeder Stelle des Kontaktes zwischen dem Hauptteil 4 und einem An- bzw. Abtriebsteil 7, 8 des Nockenwellenrohlings jeweils ein Trennblech 13 bzw. 13′ eingeformt, das die entsprechenden Anteile der Gießformhöhlung voneinander abteilt. Beim Abguß des Nockenwellenrohlings werden die Schmelze A für den Hauptteil 4 und die Schmelze B für die An- und Abtriebsteile 7 bzw. 8 gleichzeitig und gleichmäßig in die zugeordneten Anteile der Gießformhöhlung in der Weise eingegossen, daß die Füllhöhen der beiden unterschiedlichen Schmelzen A bzw. B beiderseits der Trennfläche 13 und 13′ während des Abgusses annähernd gleich schnell ansteigen. Dabei werden die Trennbleche durch die Schmelzen zumindest teilweise aufgeschmolzen, weil sie nur eine sehr geringe Wärmekapazität beinhalten und sehr schnell die Wärme der Schmelzen annehmen. Aufgrund des Anschmelzens oder Zerschmelzens der Trennbleche kommt es zu einer vollflächigen und innigen, zumindest mittelbaren Verschweißung der beiden unterschiedlichen Schmelzen. Aufgrund der Tatsache, daß die beiden Füllhöhen der Schmelzen während des Abgusses dies- und jenseits der Trennbleche annähernd gleich hoch sind, kann es trotz eines sehr weitgehenden Anschmelzens nicht zu einer unkontrollierten Verlagerung der Schmelzen in einen fremden Bereich hinein kommen, weil beim An- bzw. Aufschmelzen der Trennbleche sich die Schmelzen im Gleichgewicht halten. Erst nachdem die Form vollständig gefüllt ist, kann es zu einem vollständigen Aufschmelzen der Trennbleche kommen; in diesem Stadium sind die Fließvorgänge der Schmelzen im Formhohlraum jedoch beendet und es beginnt bereits die Erstarrung, so daß dann die Gefahr eines unkontrollierten Ausweichens der Schmelze in fremde Bereiche hinein nicht mehr gegeben ist.
Bei der in der linken Bildhälfte dargestellten Verfahrensvariante, bei der die Gießform bis in den unmittelbaren Bereich der Gießformhöhlung hinein aus Formsand 10 besteht, ist das Trennblech 13 relativ weit in den Formsand hinein eingebettet. Es handelt sich dabei - für den Fall eines kernlos gegossenen Nockenwellenrohlings - um eine geschlossene runde Scheibe, die in entsprechende Schlitze des Formsandes eingesteckt wird. In dem zeichnerisch dargestellten Fall, daß der Nockenwellenrohling unter Zuhilfenahme eines Kernes 12 mit axialer Bohrung abgegossen werden soll, weist das Trennblech 13 eine Mittenbohrung auf, mittels der es stramm auf den stabförmigen Kern 12 an der ihm zugeordneten Axialposition spielfrei aufgesteckt ist und gemeinsam mit dem Kern 12 in die Gießform eingelegt wird. Hierbei kann das Trennblech zusätzlich die Funktion einer Kernstütze übernehmen und den Kern 12 radial abstützen und zentrieren. Bei der in der rechten Bildhälfte dargestellten Ausführungsvariante, bei dem die Gießform im unmittelbaren Umgebungsbereich der Gießformhöhlung durch eine Croningform 11 gebildet ist, ist das Trennblech 13′ als eine etwas kleinere Scheibe ausgebildet, die sich mit ihrem Außenumfang lediglich bis in den Bereich der Croningform 11 hinein erstreckt.
Zweckmäßig ist es, wenn das Trennblech während des Abgusses noch nicht vollständig aufgeschmolzen wird, sondern während dieser Zeit noch eine gewisse Eigensteifigkeit besitzt; optimalerweise sollte das Trennblech sich erst nach vollständiger Füllung der Gießformhöhlung und kurz vor Beginn der Erstarrung vollständig auflösen und mit den angrenzenden Schmelzen legieren. Selbstverständlich wird der radiale Überstand des Trennbieches, der in den Formsand 10 bzw. in die Croningform 11 hineinreicht, nicht mit aufgeschmolzen oder, soweit er vorübergehend schmilzt, erstarrt er anschließend wieder. Dieser radiale Überstand des Trennbleches muß beim anschließenden Gußputzen oder auch in der späteren spanabhebenden Bearbeitung entfernt werden. Das oben erwähnte vollständige Durchschmelzen der Trennbleche erst gegen Ende des Abgusses kann durch eine geeignete Bemessung der Wärmespeicherkapazität der Trennbleche und diese wiederum durch eine geeignete Wahl der Wandstärke der Trennbleche sowie ihres Werkstoffes beeinflußt werden. Und zwar wird erwartet, daß die Wandstärke mit etwa 0,5 bis 2,5 mm, vorzugsweise mit 1 bis 2 mm gute Ergebnisse erzielen läßt. Als Werkstoff für die Trennbleche kommen außer üblichem unlegierten Baustahl auch Kupfer und Grauguß in Frage. Kupfer löst sich besonders gut in den einzugießenden Schmelzen auf und legiert mit diesen in einer die Werkstoffanforderungen nicht beeinträchtigenden Weise. Zwar gehen auch die anderen genannten Werkstoffe bei geeigneten Wanddickenbemessung in den schmelzflüssigen Zustand über, jedoch legieren sie nicht so innig und weiträumig wie Kupfer, so daß an der Stelle des Trennbleches 13 bzw. 13′, jeweils ein schmaler Bereich von Graugußgefüge bzw. Baustahlgefüge in dem Nockenwellenrohling zurückbleibt, was jedoch nicht weiter schädlich ist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Gießen von Nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen Eisenbasiswerkstoffen annähernd gleicher Schmelztemperatur,
  • - der Nockenwellenrohling besteht zum einen im Bereich der später schleifend zu bearbeitenden Nocken und Lager und im Bereich des zwischen ihnen befindlichen Wellenschaftes - im folgenden zusammenfassend kurz Hauptteil genannt - aus einer bei Erstarrung Eisenkarbide bildenden Gußlegierung, vorzugsweise aus einer Schalenhartgußlegierung,
  • - der Nockenwellenrohling besteht zum anderen im Bereich von später durch Fräsen, Drehen oder Bohren zu bearbeitenden Zahnrädern, Verbindungsflanschen oder dergleichen - im folgenden zusammenfassend kurz An- oder Abtriebsteil genannt - aus einer gießbaren und karbidfrei erstarrenden Gußlegierung,
  • - wobei in eine Gießform mit einer dem Nockenwellenrohling entsprechenden Höhlung in den dem Hauptteil des Nockenwellenrohlings entsprechenden Anteil der Höhlung eine Schmelze aus der karbidbildenden Gußlegierung eingegossen und am Umfang der Nocken aus der Schmelze heraus abgeschreckt wird, wobei die Schmelze der karbidbildenden Gußlegierung mit dem Werkstoff der An- oder Abtriebsteile, der in die entsprechenden Anteile der Höhlung der Gießform eingebracht wurde, im Bereich der gegenseitigen Kontaktstellen zusammenschmilzt,
gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit folgender, einzeln oder in Teilkombinationen an sich bekannter Merkmale:
  • - bei der Herstellung der Gießform wird an der Stelle eines jeden zwischen einem Hauptteil (4) und einem An- oder Abtriebsteil (7, 8) des Nockenwellenrohlings (1) gelegenen Kontaktes dieser Teile jeweils ein die entsprechenden Anteile der Gießformhöhlung voneinander abteilendes Trennblech (13, 13′) in die Gießform eingeformt,
  • - der oder alle dem Hauptteil (4) des Nockenwellenrohlings (1) entsprechende Anteil(e) der Gießformhöhlung zum einen und alle An- oder Abtriebsteile (7, 8) des Nockenwellenrohlings (1) entsprechende Anteile der Gießformhöhlung zum anderen werden mit jeweils gesonderten Angußkanälen (14 bzw. 17), Eingußtrichtern (15 bzw. 13) und Speisern (16 bzw. 19) versehen,
  • - eine zentrisch den Nockenwellenrohling (1) auf der ganzen Länge axial durchsetzende Bohrung wird durch Einlegen eines entsprechenden, stabförmigen Kerns (12) in endseitigen Kernmarken der Gießformhöhlung angeformt, wobei die Trennbleche (13, 13′) vor dem Einlegen des Kernes (12) spielfrei auf ihm aufgeschoben und von ihm axial fixiert werden und wobei der Kern (12) nach dem Einlegen in die Gießformhöhlung seinerseits von den Trennblechen (13, 13′) radial darin abgestützt und zentriert wird;
  • - der Werkstoff (B) für die An- oder Abtriebsteile (7, 8) wird ebenfalls als Schmelze und gleichzeitig mit der Schmelze (A) für den Hauptteil (4) des Nockenwellenrohlings (1) in die zugeordneten Anteile der Gießformhöhlung in der Weise eingebracht, daß die Füllhöhen der beiden unterschiedlichen Schmelzen (A und B) beiderseits der Trennbleche (13, 13′) während des Abgusses annähernd gleich schnell ansteigen,
  • - die beiden unterschiedlichen Schmelzen (A und B) verschmelzen an den erwähnten Kontaktstellen unter An- oder Aufschmelzen des jeweiligen Trennbleches (13, 13′) zumindest mittelbar miteinander, wobei das Trennblech (13, 13′) aufgrund einer geeigneten Bemessung seiner Wärmespeicherkapazität erst nach dem vollständigen Einfüllen der beiden Schmelzen (A und B) selber vollständig aufgeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Trennblech (13, 13′) als Werkstoff Kupfer ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Trennblech (13, 13′) Grauguß als Werkstoff ausgewählt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Trennblech (13, 13′) unlegierter Baustahl als Werkstoff ausgewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Trennfläche (13, 13′) etwa 0,5 bis 2,5 mm, vorzugsweise etwa 1,0 bis 2,0 mm beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Kern (12) Glas mit eingefrorenen Eigenspannungszuständen verwendet wird.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19649919A1 (de) * 1996-12-02 1998-06-04 Actech Gmbh Adv Casting Tech Aus Verbundguß hergestellte Bremsglieder, nämlich Bremstrommel, Bremsscheibe oder dergleichen sowie Verbundgießverfahren zur Herstellung von Bremsgliedern
DE19833594A1 (de) * 1998-07-25 2000-01-27 Mwp Mahle J Wizemann Pleuco Gm Nockenwelle aus Stahlguß
DE10061173A1 (de) * 2000-12-07 2002-06-27 Winter Fritz Eisengiesserei Verfahren, Vorrichtung und Eisengußlegierung zum Herstellen einer Nockenwelle sowie Nockenwelle mit angegossenen Nocken
DE10344073A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-28 Daimler Chrysler Ag Kurbelwelle mit kombiniertem Antriebszahnrad sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
DE102011002200A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Neue Halberg-Guss Gmbh Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104439146B (zh) * 2014-11-26 2016-08-24 柳州瑞明威罗动力机械有限公司 一种从两端进水的冷激铸铁凸轮轴用浇注装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7224272U (de) * 1973-01-11 Verschleiss Technik Wahl H
DE134580C (de) *
US2107747A (en) * 1935-10-28 1938-02-08 Campbell Wyant & Cannon Co Camshaft
DE665129C (de) * 1936-11-08 1938-09-17 Auto Union A G Gusseiserne Wellen
DE1259511B (de) * 1964-08-12 1968-01-25 Karl Heinz Toennes Verwendung hohler Glaskerne
GB1191202A (en) * 1967-04-01 1970-05-13 Nippon Piston Ring Co Ltd Method of Producing Cam Shafts and Cam Shafts Produced by Such Method
DE2730108A1 (de) * 1977-07-04 1979-01-25 Buderus Ag Verfahren zum herstellen einer nockenwelle
DE3205952A1 (de) * 1981-09-12 1983-03-31 J. Wizemann Gmbh U. Co, 7000 Stuttgart Nockenwelle
DE3532196A1 (de) * 1985-09-10 1987-04-16 Wizemann Gmbh U Co J Nockenwelle und vorrichtung zu ihrer herstellung
DD265089A1 (de) * 1987-09-11 1989-02-22 Thaelmann Schwermaschbau Veb Verfahren und einrichtung zur herstellung von verbundgusskoerpern
DE3807347A1 (de) * 1988-03-05 1989-09-14 Werner Schatz Formkoerper aus mehreren metallschichten sowie verfahren zu ihrer herstellung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19649919A1 (de) * 1996-12-02 1998-06-04 Actech Gmbh Adv Casting Tech Aus Verbundguß hergestellte Bremsglieder, nämlich Bremstrommel, Bremsscheibe oder dergleichen sowie Verbundgießverfahren zur Herstellung von Bremsgliedern
DE19649919C2 (de) * 1996-12-02 1999-05-06 Actech Gmbh Adv Casting Tech Aus Verbundguß hergestellte Bremsglieder, nämlich Bremstrommel, Bremsscheibe oder dergleichen, sowie Verbundgießverfahren zur Herstellung von Bremsgliedern
DE19833594A1 (de) * 1998-07-25 2000-01-27 Mwp Mahle J Wizemann Pleuco Gm Nockenwelle aus Stahlguß
DE10061173A1 (de) * 2000-12-07 2002-06-27 Winter Fritz Eisengiesserei Verfahren, Vorrichtung und Eisengußlegierung zum Herstellen einer Nockenwelle sowie Nockenwelle mit angegossenen Nocken
DE10344073A1 (de) * 2003-09-23 2005-04-28 Daimler Chrysler Ag Kurbelwelle mit kombiniertem Antriebszahnrad sowie Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
DE102011002200A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Neue Halberg-Guss Gmbh Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen
DE102011002200B4 (de) * 2011-04-20 2015-02-12 Neue Halberg-Guss Gmbh Verfahren zur Gewichtsreduzierung bzw. zur Steigerung der mechanischen Belastbarkeit von Bauteilen aus Gusseisenwerkstoffen

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