DE4100779C2 - - Google Patents
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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.
Priority Applications (1)
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DE19914100779 DE4100779A1 (de) | 1991-01-12 | 1991-01-12 | Verfahren zum giessen von nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen eisenwerkstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914100779 DE4100779A1 (de) | 1991-01-12 | 1991-01-12 | Verfahren zum giessen von nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen eisenwerkstoffen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4100779A1 DE4100779A1 (de) | 1991-07-18 |
DE4100779C2 true DE4100779C2 (de) | 1992-10-15 |
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ID=6422915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914100779 Granted DE4100779A1 (de) | 1991-01-12 | 1991-01-12 | Verfahren zum giessen von nockenwellenrohlingen aus unterschiedlichen eisenwerkstoffen |
Country Status (1)
Country | Link |
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