DE4029026A1

DE4029026A1 - SHAFT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

Info

Publication number: DE4029026A1
Application number: DE4029026A
Authority: DE
Inventors: Kurt Wizemann; Peter Dr Ing Peppler
Original assignee: Wizemann U Co J GmbH
Current assignee: MAHLE-J. WIZEMANN GMBH & CO. KG, 70376 STUTTGART,
Priority date: 1990-08-25
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1992-03-05
Also published as: DE59106853D1; EP0473061A3; EP0473061A2; EP0473061B1; ES1019908U; ES1019908Y

Description

Die Erfindung betrifft eine Welle für Verbrennungsmotoren, insbesondere Nocken- oder Kurbelwellen, mit einem Funk tionselemente aufweisenden Funktionsteil und einem an dem Funktionsteil gehaltenen Antriebsteil.The invention relates to a shaft for internal combustion engines, in particular camshafts or crankshafts, with a radio tion elements having functional part and one on the Functional part held drive part.

Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Her stellen einer Welle für Verbrennungsmotoren aus einem Funktionselemente aufweisenden Funktionsteil und einem an dem Funktionsteil gehaltenen Antriebsteil.Furthermore, the invention relates to a method for Her make a shaft for internal combustion engines from a Functional elements having functional part and an the functional part held drive part.

Bei den bekannten Wellen für Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise Nocken- und Kurbelwellen, wird, wenn das Funktionsteil gegossen sein sollte, die gesamte Welle mitsamt dem Antriebsteil in einem Stück gegossen. Aufgrund der gießtechnischen Herstellung des Antriebsteils in einem Stück mit dem Funktionsteil kann die geometrische Form des Antriebsteils nicht frei gewählt werden, sondern ist den bei einem Gießverfahren üblichen Beschränkungen unter worfen. Darüberhinaus kann auch das Antriebsteil nicht in beliebiger Weise bearbeitet werden und somit ist auch durch die Bearbeitung die Möglichkeit, das Antriebsteil in gewünschten Formen auszubilden, eingeschränkt.In the known shafts for internal combustion engines, such as For example, cam and crankshaft, if that Function part should be poured, the entire shaft cast together with the drive part in one piece. by virtue of the casting-technical production of the drive part in one Piece with the functional part can be the geometric shape of the Drive part not be chosen freely, but is the customary in a casting process restrictions worfen. In addition, the drive part can not in can be edited any way and so is too by machining the possibility of the drive part in form desired forms, limited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Welle der gattungsgemäßen Art sowie ein Herstellungsverfahren für eine derartige Welle derart zu verbessern, daß das Antriebsteil mit beliebigen geometrischen Formen herstell bar ist.The invention is therefore based on the object, a wave of the generic type and a manufacturing method for such a wave to improve such that Drive part with any geometric shapes produce bar is.

Diese Aufgabe wird bei einer Welle der eingangs beschrie benen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das An triebsteil und das Funktionsteil getrennte Teile sind und daß das Antriebsteil an dem Funktionsteil durch Schweißen angefügt ist.This task is described at a wave of the beginning Benen type according to the invention solved by the An drive part and the functional part are separate parts and that the drive part to the functional part by welding is attached.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß das Antriebsteil durch seine Herstellung getrennt vom Funktionsteil in beliebigen Formen durch entsprechende formgebende Bearbeitung herstellbar ist und durch das An schweißen an das Funktionsteil dann die endgültige Welle hergestellt wird. Damit entfallen auch bei der Formgebung des Antriebsteils Rücksichtnahmen auf die Form desselben, die dadurch, daß dieses - wie aus dem Stand der Technik bekannt - in einem Stück mit dem Funktionsteil gegossen werden soll, bedingt sind. The solution according to the invention has the great advantage that the drive part by its production separated from Function part in arbitrary forms by appropriate shaping processing can be produced and by the An weld to the functional part then the final shaft will be produced. This also accounts for the shape the drive part considerations of the shape of the same, the fact that this - as in the prior art known - cast in one piece with the functional part should be, are conditional.

Ferner ist man bei der erfindungsgemäßen Lösung frei in der Werkstoffwahl. Man kann das Funktionsteil aus einem ersten, für diese Funktion geeigneten Werkstoff herstellen und das Antriebsteil aus einem zweiten für diesen geeig neten Werkstoff, so daß beispielsweise eine Gewichtser sparnis bei der erfindungsgemäßen Welle möglich ist.Furthermore, one is free in the inventive solution the choice of material. You can make the functional part of a produce the first material suitable for this function and the drive part of a second suitable for this Neten material, so that, for example, a Gewichtser savings in the wave according to the invention is possible.

Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße Lösung auch den Vorteil das Funktionsteil nach anderen Produktionsver fahrensschritten herzustellen als das Antriebsteil und beide nach diesen unterschiedlichen Verfahrensschritten miteinander zu verschweißen und lediglich die letzten Bearbeitungsschritte an der ganzen Welle durchzuführen.Moreover, the solution according to the invention also offers the Advantage the functional part according to other Produktionsver to make driving steps as the driving part and both after these different process steps to weld together and only the last Perform machining steps on the entire shaft.

Somit können Funktionsteil und Antriebsteil im wesent lichen ohne Rücksicht auf das jeweils andere Teil konzi piert sein.Thus, functional part and drive part in wesent regardless of the other part be piert.

Das Verschweißen des Antriebsteils mit dem Funktionsteil kann grundsätzlich in unterschiedlichster Art und Weise erfolgen. So ist beispielsweise eine Laserschweißung oder auch eine Elektronenstrahlschweißung denkbar.The welding of the drive part with the functional part can basically in different ways respectively. For example, a laser welding or also an electron beam welding conceivable.

Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Antriebsteil an das Funktionsteil durch eine Reibschweißung ange schweißt ist, da dann die Ausrichtung des Antriebsteils zum Funktionsteil bereits durch das Reibschweißverfahren definiert festlegbar ist und somit Fluchtungsfehler zwischen diesen vermeidbar sind.However, it is particularly advantageous if the drive part attached to the functional part by friction welding welds, because then the orientation of the drive part to the functional part already by the friction welding process Defined is defined and thus misalignment between these are avoidable.

Alternativ zum Reibschweißen ist es auch denkbar, daß das Antriebsteil an das Funktionsteil durch eine Lichtbogen schweißung mit umlaufendem Lichtbogen angeschweißt ist. Die Lichtbogenschweißung mit umlaufendem Lichtbogen ist ebenfalls eine Schweißtechnik, die Fehlausrichtungen, beispielsweise auch durch ungleichmäßige Erwärmung von Antriebsteil und Funktionsteil, vermeidet dadurch, daß durch den umlaufenden Lichtbogen eine sehr gleichmäßige Schweißung erfolgt.As an alternative to friction welding, it is also conceivable that the Drive part to the functional part by an arc Welding is welded with circulating arc. The arc welding with circulating arc is also a welding technique, the misalignments, for example, by uneven heating of Drive part and functional part, thereby avoiding that by the circulating arc a very uniform Welding done.

Hinsichtlich der Form des Antriebsteils wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist es besonders vor teilhaft, wenn das Antriebsteil einen Antriebsflansch umfaßt.With regard to the shape of the drive part have been so far no details provided. That's the way it is teilhaft, if the drive part has a drive flange includes.

Insbesondere, um bei modernen Wellen für Verbrennungs motoren Gewicht zu sparen, ist es vorteilhaft, wenn der Antriebsflansch als Antriebsrad ausgebildet ist, was bei der erfindungsgemäß aufgebauten Welle problemlos möglich ist.In particular, to modern waves for combustion Motors to save weight, it is beneficial if the Drive flange is designed as a drive wheel, which is at the inventively constructed shaft easily possible is.

Ferner ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das An triebsteil einen Anschlußstutzen umfaßt, mit welchem dieses an das Funktionsteil anschweißbar ist.Furthermore, it is advantageously provided that the An drive part comprises a connection piece, with which this is welded to the functional part.

Insbesondere bei all denjenigen Wellen für Verbrennungs motoren, in welche Zusatzeinrichtungen, wie z. B. Verstell einrichtungen, eingebaut werden sollen oder bei welchen Gewicht gespart werden soll, ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsteil eine in dieses axial eindringende zentrale Ausnehmung aufweist, welche vorzugsweise von seiten des Antriebsflansches oder des Antriebsrades in das Antriebs teil eindringt. Especially with all those waves for combustion in which additional equipment, such. B. Adjustment facilities to be installed or in which Weight should be saved, it is advantageous if the Drive part in this axially penetrating central Has recess, which preferably from the side of Drive flange or the drive wheel in the drive Part penetrates.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die zentrale Aus nehmung das Antriebsteil axial vollständig durchsetzt.It is particularly useful if the central off Acquisition the drive part axially completely penetrated.

Bei der erfindungsgemäßen Welle ist es ebenfalls in ein facher Weise möglich, die zentrale Ausnehmung so auszu bilden, daß diese ein Innenformschlußelement aufweist.In the wave according to the invention it is also in a way possible, the central recess so trainees form, that this has an inner form-locking element.

Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das Antriebsteil eine Aufnahme für ein Axiallager für die Welle aufweist. Diese Aufnahme kann dadurch, daß eine von dem Funktionsteil unabhängige Formgebung des Antriebsteils möglich ist, in besonders kostengünstiger Weise am An triebsteil hergestellt werden.Furthermore, it is advantageously provided that the Drive part, a receptacle for a thrust bearing for Shaft has. This recording can be characterized by the fact that one of the functional part independent shaping of the drive part is possible, in a particularly cost-effective manner on be produced drive part.

Vorzugsweise ist die Aufnahme so ausgebildet, daß sie eine Ringfläche und insbesondere auch eine Zylinderfläche auf weist, an welchen sich das Axiallager abstützt.Preferably, the receptacle is formed so that they have a Ring surface and in particular also a cylindrical surface indicates on which the thrust bearing is supported.

Dadurch, daß das Antriebsteil unabhängig von dem Funk tionsteil herstellbar ist, wird bei der erfindungsgemäßen Lösung die Möglichkeit geschaffen, daß das Antriebsteil aus Stahl hergestellt ist.Due to the fact that the drive part is independent of the radio tion part is produced, is in the inventive Solution created the possibility that the drive part made of steel.

Günstig ist es dabei, wenn das Antriebsteil aus Baustahl hergestellt ist.It is beneficial if the drive part made of structural steel is made.

Besonders vorteilhaft ist die Herstellung des Antriebs teils aus Einsatzstahl oder vergütbarem Stahl oder Nitrierstahl, da sich mit derartigen Stählen in einfacher Weise an Teilen des Antriebsteils die Bauteileigenschaften verbessern lassen. Particularly advantageous is the production of the drive partly made of case hardened steel or hardenable steel or Nitriding steel, because with such steels in easier Way to parts of the drive part, the component properties to improve.

Alternativ zur Herstellung des Antriebsteils aus Stahl ist es vorteilhaft, wenn das Antriebsteil aus Grauguß herge stellt ist.Alternatively to the production of the drive part is made of steel it is advantageous if the drive part of cast iron Herge is is.

Vorzugsweise wird ein Grauguß mit Kugelgraphit verwendet.Preferably, a gray cast iron is used with spheroidal graphite.

Besonders bei Verwendung von Grauguß für das Antriebsteil ist es vorteilhaft, wenn dieser Grauguß schalenhartguß freier Grauguß ist.Especially when using gray cast iron for the drive part It is advantageous if this gray cast iron diecast is free gray cast iron.

Eine Alternative der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, daß das Funktionsteil gegossen ist. Besonders bevorzugt ist ein Ausführungsbeispiel, bei welchem das Funktionsteil aus Grauguß hergestellt ist.An alternative of the solution according to the invention provides that the functional part is poured. Especially preferred is an embodiment in which the functional part made of gray cast iron.

Dieser Grauguß ist günstigerweise ein Grauguß mit Kugel graphit.This gray cast iron is conveniently a gray cast iron with ball graphite.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, einen Grauguß mit lamellarem Graphit, vorzugsweise mit feinlamellarem Graphit und besonders bevorzugt mit D-Graphit zu verwenden.Alternatively, it is also conceivable, a gray cast iron with lamellar graphite, preferably with fine lamellar Graphite and particularly preferably to use with D-graphite.

Da beim Funktionsteil ebenfalls in besonders stark be lasteten Bereichen eine Härtung erforderlich ist, ist vor zugsweise vorgesehen, daß das Funktionsteil umschmelzge härtet ist.Since the functional part also in particularly strong be Areas where a hardening is required is available Preferably provided that the functional part umschmelzge hardens.

Alternativ zum Herstellen des Funktionsteils als um schmelzgehärtetes Teil ist es ebenfalls günstig, wenn das Funktionsteil aus Schalenhartguß hergestellt ist.Alternatively to making the functional part as to melt-hardened part, it is also favorable if the Functional part is made of hard shell.

Eine Alternative zu einem gegossenen Funktionsteil ist ein solches aus Stahl. Dies bietet produktionstechnische Vor teile, da Stahl durch automatisierbare Verfahren, insbe sondere spanabhebende Verfahren, formgebend bearbeitbar ist.An alternative to a molded functional part is a such of steel. This provides production engineering Vor parts, since steel is produced by automatable processes, in particular special cutting processes, shaping editable is.

Vorzugsweise wird als Stahl Baustahl verwendet.Preferably, steel is used as steel.

Die Eigenschaften dieses Baustahls, insbesondere die Ver schleißfestigkeit, können durch die Verwendung von Ein satzstahl und Nitrierstahl verbessert werden.The properties of this structural steel, in particular the Ver Abrasion resistance, can by the use of A sentence steel and nitriding steel can be improved.

Es lassen sich aber auch vorteilhafte Eigenschaften erreichen, wenn der Stahl ein Werkzeugstahl ist.But it can also be advantageous properties reach when the steel is a tool steel.

Insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Welle durch Reibschweißen zwischen dem Antriebsteil und dem Funktions teil hergestellt ist, besteht die Möglichkeit, diese beiden stumpf gegeneinander zu schweißen. Noch besser ist es jedoch, insbesondere um die Qualität der Schweißung einstellbar und reproduzierbar zu machen, wenn das Funk tionsteil ein dem Antriebsteil zugewandtes hohles Ende aufweist, wobei in diesem Fall außerdem das Antriebsteil vorzugsweise mit der zentralen Ausnehmung versehen ist, so daß jeweils Ringflächen miteinander verschweißt werden.In particular, when the shaft according to the invention by Friction welding between the drive part and the function Part is made, there is the possibility of this welding both butt against each other. Even better However, especially the quality of the weld adjustable and reproducible when the radio tion part facing the drive part hollow end In this case, in addition, the drive part is preferably provided with the central recess, so that each annular surfaces are welded together.

Im einfachsten Fall ist dabei vorgesehen, daß das Funk tionsteil eine dem Antriebsteil zugewandte Sackbohrung aufweist.In the simplest case, it is provided that the radio tion part facing the drive part blind bore having.

Zur Gewichtsersparnis ist es dabei aber ebenfalls denkbar, wenn das Funktionsteil ein dem Antriebsteil abgewandtes hohles Ende aufweist, oder es ist auch bei extremer Gewichtsersparnis denkbar, daß das Funktionsteil eine dieses in axialer Richtung durchsetzende Ausnehmung auf weist.However, it is also conceivable to save weight if the functional part facing away from the drive part has hollow end, or it is even more extreme Weight savings conceivable that the functional part of a this passing through in the axial direction recess has.

Bei einem im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Welle eine Nockenwelle und das Funktionsteil ein Nocken teil derselben ist, wobei die Funktionselemente dann von den Nocken gebildet werden.In a particular in the context of the inventive solution preferred embodiment, it is provided that the Shaft a camshaft and the functional part of a cam is part of the same, the functional elements then of The cams are formed.

Die eingangs genannte erfindungsgemäße Aufgabe wird aber auch bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebsteil und das Funktionsteil getrennt herstellbare Teile sind und daß das Antriebsteil durch Schweißen an das Funktionsteil an gefügt wird. Dieses erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer Welle mit den vorstehend bereits genannten Vor teilen.The above-mentioned object of the invention is but also in a method of the type described above According to the invention solved in that the drive part and the functional part are separately manufacturable parts and that the drive part by welding to the functional part is added. This inventive method leads to a wave with the Vor already mentioned above divide.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn das Antriebsteil mit dem Funktionsteil durch eine Reibschweißung verbunden wird.It is particularly preferred if the drive part connected to the functional part by friction welding becomes.

Alternativ zur Reibschweißung ist auch eine Lichtbogen schweißung mit einem umlaufenden Lichtbogen denkbar.An alternative to friction welding is an arc Welding with a circulating arc conceivable.

Bei der Herstellung des Antriebsteils ist es zweckmäßig, wenn dieses vor dem Schweißen formgebend vorbearbeitet wird. In the production of the drive part, it is expedient if this pre-processed prior to welding shaping becomes.

Besonders vorteilhaft ist eine spanend formgebende Vorbe arbeitung des Antriebsteils, wobei insbesondere die Mög lichkeit gegeben ist, das Antriebsteil beidseitig form gebend vorzubearbeiten.Particularly advantageous is a cutting shaping Vorbe working of the drive part, in particular the poss given probability, the drive part on both sides form giving pre-processing.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht dabei vor, daß das Antriebsteil nach dem Schweißen formgebend fertigbearbeitet wird, da dann die erfindungsgemäße Welle als Ganzes zur Fertigbearbeitung in entsprechenden Aufnahmen gehalten werden kann.A preferred embodiment of the invention Procedure provides that the drive part after the Welding shaping is finished, since then the Shaft according to the invention as a whole for finishing in appropriate recordings can be kept.

Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, daß das An triebsteil vor dem Schweißen formgebend fertigbearbeitet wird und daß nach dem Schweißen beispielsweise eine Fertigbearbeitung des Funktionsteils durch Aufnahme oder Spannen am fertigbearbeiteten Antriebsteil erfolgt.Alternatively, it is also conceivable that the An Drive part before welding finished shaping is and that after welding, for example, a Finishing of the functional part by recording or Clamping takes place on the finished drive part.

In all den Fällen, in welchen die Fertigbearbeitung nach dem Schweißen erfolgt, wird vorzugsweise so vorgegangen, daß das Antriebsteil nach dem Schweißen durch Spannen der Welle am Funktionsteil fertigbearbeitet wird.In all cases, in which the finishing after welding, it is preferable to do so that the drive part after welding by clamping the Shaft is finished on the functional part.

Hinsichtlich der Bearbeitung des Funktionsteils selbst wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine denkbare Vorgehensweise vor, daß das Funktionsteil nach dem Anfügen an das Antriebsteil spanend formgebend bearbeitet wird, wobei diese Bearbeitung insbesondere eine Fertigbearbeitung ist, bei welcher vorzugsweise mindestens das Funktionsteil spanend fertigbearbeitet, beispielsweise fertiggeschliffen, wird. With regard to the processing of the functional part itself So far no details have been given. That's how it looks a conceivable procedure before that the functional part shaping after attachment to the drive part is processed, this processing in particular a Finishing is, in which preferably at least the functional part machined, for example Finished, will.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung besteht die Möglich keit, daß eine spanende formgebende Bearbeitung des Funk tionsteils erst nach dem Anschweißen des Antriebsteils erfolgt.In the context of the present invention, the possible that a cutting shaping of the radio tion part only after welding of the drive part he follows.

Alternativ dazu ist es aber auch möglich, daß das Funk tionsteil vor dem Anfügen an das Antriebsteil weitgehend spanend formgebend vorbearbeitet, beispielsweise vorge schliffen, wird.Alternatively, it is also possible that the radio tion part before attaching to the drive part largely machining shaping, for example, pre-processed cut, will.

Besonders dann, wenn das Antriebsteil noch zusätzlich eine dieses axial vollständig durchsetzende zentrale Aufnehmung aufweist, bietet das erfindungsgemäße Verfahren den großen Vorteil, daß vor dem Schweißen die das Antriebsteil axial durchsetzende zentrale Ausnehmung durch Räumen bearbeitet wird, wobei insbesondere an die Bearbeitung eines Innen formschlußelements gedacht ist.Especially if the drive part additionally a this axially completely penetrating central Aufnehmung has, the inventive method offers the big Advantage that before the welding, the drive member axially penetrating central recess edited by broaching is, in particular to the processing of an interior is intended positive locking element.

Im Rahmen der bisherigen Beschreibung des erfindungsge mäßen Verfahrens wurden keine näheren Ausführungen zur Bearbeitung der Schweißverbindung gemacht. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schweißverbindung nach dem Schweißen durch Erwärmen zur Verlangsamung des Abkühlens und damit zur Härteverminderung thermisch entspannt wird. Diese Vorgehensweise bringt insbesondere dann große Vor teile, wenn das Antriebsteil und das Funktionsteil aus unterschiedlichen Materialien sind oder wenn das Antriebs teil und das Funktionsteil aus sich beim Schweißen härtenden Materialien sind.In the context of the previous description of the erfindungsge According to the method, no further details were given Machining the welded joint made. That's it particularly advantageous if the welded joint after the Welding by heating to slow down the cooling and thus thermally relaxed to reduce hardness. This approach is particularly important parts, when the drive part and the functional part off different materials are or if the drive Part and the functional part of the welding hardening materials are.

Als besonders zweckmäßig hat es sich dabei erwiesen, wenn die Schweißverbindung zum Entspannen induktiv erwärmt wird. It has proved to be particularly useful when the welded joint is inductively heated to relax.

Schließlich hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Schweißverbindung spanabhebend nachbearbeitet wird, um beispielsweise einen Schweißwulst zu entfernen.Finally, it has proved to be useful if the Welded joint is machined to machined For example, to remove a weld bead.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Welle sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung derselben sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungs beispiele. In der Zeichnung zeigen:Further features and advantages of the shaft according to the invention as well as the method according to the invention for the production the same are the subject of the following description and the graphic representation of some embodiments examples. In the drawing show:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines ersten Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Welle; Fig. 1 is a plan view of a part of a first imple mentation of a shaft according to the invention;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erste Ausführungs beispiel in Fig. 1 und Fig. 2 is a longitudinal section through the first embodiment example in Fig. 1 and

Fig. 3 eine Teilansicht eines zweiten Ausführungs beispiels einer erfindungsgemäßen Welle. Fig. 3 is a partial view of a second embodiment example of a shaft according to the invention.

Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Welle, ausgebildet als Nockenwelle, umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Nockenteil, an welchem Nocken 12 ange formt sind.A first embodiment of a shaft according to the invention, designed as a camshaft comprises a designated as a whole with 10 cam member on which cam 12 are formed.

Dieses Nockenteil ist vorzugsweise aus Kugelgraphit auf weisendem Grauguß in Form von Schalenhartguß hergestellt.This cam part is preferably made of nodular graphite made of gray cast iron in the form of shell casting.

An dem Nockenteil 10 ist durch eine Schweißverbindung 14 ein als Ganzes mit 16 bezeichnetes Antriebsteil gehalten, welches einen Antriebsflansch 18 aufweist, an welchem ein Antriebsrad 20 befestigbar ist. Von diesem Antriebsflansch weg erstreckt sich in Richtung des Nockenteils ein als Ganzes mit 22 bezeichneter Anschlußstutzen, welcher an den Antriebsflansch 18 unmittelbar angeformt ist und sich bis zur Schweißverbindung 14 erstreckt. Dieser Anschlußstutzen umfaßt eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Aufnahme für ein Axiallager der Nockenwelle, welche eine Zylinderfläche 26 und zwei einander gegenüberliegende und die Zylinderfläche 26 begrenzende Ringflächen 28 und 30 aufweist.On the cam member 10 is held by a welded joint 14 as a whole designated 16 driving part, which has a drive flange 18 to which a drive wheel 20 can be fastened. From this drive flange extends in the direction of the cam part as a whole with 22 designated connecting piece, which is formed directly on the drive flange 18 and extends to the welded joint 14 . This connecting piece comprises a receptacle designated as a whole with 24 for a thrust bearing of the camshaft, which has a cylindrical surface 26 and two opposite and the cylindrical surface 26 delimiting annular surfaces 28 and 30 .

Ferner umfaßt das Antriebsteil 16, wie in Fig. 2 darge stellt, eine zentrale Ausnehmung 32, welche sich koaxial zu einer Achse 34 des Antriebsteils 16 in dieses hineinerstreckt, und zwar von seiten des Antriebsflansches 18 bis zur Schweißverbindung 14. Im Anschluß an den An triebsflansch ist dabei die Ausnehmung 32 mit einer als Innenformschlußelement dienenden Verzahnung 36 versehen, in welche beispielsweise Zusatzaggregate zu der Nocken welle, vorzugsweise eine Nockenverstellung mit Gegenform schlußelementen, einsetzbar sind.Further, the drive member 16 , as shown in Fig. 2 Darge presents, a central recess 32 which extends coaxially to an axis 34 of the drive member 16 into this, from the drive flange 18 to the weld joint 14th Following the drive flange to the recess 32 is provided with a serving as an inner form-locking element toothing 36 , in which, for example, auxiliary units to the cam shaft, preferably a cam adjustment elements with Gegenform, can be used.

An die Ausnehmung 32 schließt sich eine endseitige Aus nehmung 38 des Nockenteils an, welche sich koaxial zu einer Rotationsachse 40 in ein als Ganzes mit 42 bezeich netes vorderes Ende des Nockenteils 10 hineinerstreckt, und zwar bis zu einem Boden 44, welcher die endseitige Ausnehmung 38 abschließt. Dabei hat vorzugsweise die end seitige Ausnehmung 38 denselben Durchmesser wie die Aus nehmung 32.The recess 32 is followed by an end from recess 38 of the cam part, which extends coaxially to a rotation axis 40 in a designated as a whole with 42 netes front end of the cam member 10 , up to a bottom 44 , which the end-side recess 38th concludes. Preferably has the end-side recess 38 the same diameter as the recess from 32nd

Im verschweißten Zustand sind das Antriebsteil 16 und das Nockenteil 10 koaxial zueinander ausgerichtet, so daß die Achsen 34 und 40 zusammenfallen. In the welded state, the drive member 16 and the cam member 10 are aligned coaxially with each other, so that the axes 34 and 40 coincide.

Das Antriebsteil 16 ist seinerseits vorzugsweise aus ver gütetem Baustahl hergestellt und durch eine Reibschweißung mit dem Nockenteil 10 verschweißt, wobei das Antriebsteil 16 und das Nockenteil mit einander zugewandten stumpfen Stirnflächen 48 bzw. 50 gegeneinander gepreßt und ge schweißt sind, und ein Schweißwulst 46, welcher die Schweißverbindung 14 umgibt, entsteht.The drive member 16 is in turn preferably made of ver-friendly structural steel and welded by a friction welding with the cam member 10 , wherein the drive member 16 and the cam member with mutually facing blunt faces 48 and 50 pressed against each other and ge welded, and a Schweißwulst 46 , which the weld joint 14 surrounds arises.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Nockenteil 10 aus Kugelgraphitguß mit einer per litischen Matrix hergestellt, wobei das Graugußeisen mit Kugelgraphit folgende Zusammensetzung aufweist:In a particularly preferred embodiment, the cam member 10 is made of spheroidal graphite cast iron with a per literic matrix, wherein the gray cast iron with spheroidal graphite has the following composition:

C|3,60 -3,90%C | 3.60 - 3.90% SiSi 1,90 -2,60%1,90 -2,60% MnMn 0,10 -0,50%0,10 -0,50% PP 0,04 -0,10%0.04 -0.10% SS 0,005-0,015%0.005-0.015% CrCr 0,05 -0,15%0.05 -0.15% CuCu 0,25 -0,50%0.25 -0.50%

und wobei die carbidstabilisierenden Spurenelemente wie Wismuth, Zinn, Selen, Tellur, Antimon, Molybdän, Vanadium und Titan eine Summenkonzentration von mehr als 0,15 % aufweisen.and wherein the carbide stabilizing trace elements such Bismuth, tin, selenium, tellurium, antimony, molybdenum, vanadium and titanium a cumulative concentration of more than 0.15% respectively.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 3, sind insoweit, als dieses dieselben Teile wie das erste Ausführungsbeispiel aufweist, dieselben Bezugszeichen ver wendet, so daß diesbezüglich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden kann. In a third embodiment, shown in Fig. 3, insofar as this has the same parts as the first embodiment, the same reference numerals ver used, so that reference can be made in this regard to the comments on the first embodiment.

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist allerdings anstelle des Antriebsflansches 18 unmittelbar ein An triebsrad 60 an den Anschlußstutzen 22 angeformt, so daß das Antriebsteil 16 selbst unmittelbar das Antriebsrad 60 aufweist.In contrast to the first embodiment, however, instead of the drive flange 18 is directly on a drive wheel 60 integrally formed on the connecting piece 22 , so that the drive member 16 itself directly the drive wheel 60 has.

Beide Ausführungsbeispiele werden vorzugsweise so herge stellt, daß das Nockenteil 10 gegossen und das Antriebs teil 18 durch spanende Bearbeitung formgebend vorbear beitet wird. Dieses vorbearbeitete Antriebsteil 16 und das gegossene Nockenteil 10 werden anschließend durch die Reibschweißung miteinander verbunden, wobei der Schweiß wulst 46 entsteht.Both embodiments are preferably prepared so Herge that the cam member 10 is cast and the drive part 18 by machining machining shaping vorbear. This pre-machined drive member 16 and the cast cam member 10 are then connected together by the friction welding, wherein the weld bead 46 is formed.

Die nunmehr zusammengefügte Nockenwelle wird im Bereich der Schweißverbindung 14 soweit erforderlich entspannt, wozu möglichst unmittelbar nach dem Reibschweißen die Nockenwelle in eine separate Position überführt, die Schweißverbindung 14 induktiv erwärmt und langsam zur Härteverminderung abgekühlt wird.The now assembled camshaft is relaxed as far as necessary in the region of the welded joint 14 , for which the camshaft is transferred to a separate position as directly as possible after friction welding, the welded joint 14 is inductively heated and slowly cooled to reduce hardness.

Anschließend erfolgt ein spanabhebendes Nachbearbeiten der Schweißverbindung 14, insbesondere des Schweißwulstes 46.Subsequently, a machined reworking of the welded connection 14 , in particular of the welding bead 46 takes place .

Bei der nunmehr als Ganzes vorliegenden Nockenwelle wird zuerst das Nockenteil, insbesondere die Nocken, durch die üblichen bekannten Schleifverfahren fertigbearbeitet, so daß der Nockenteil 10 in seiner endgültig geschliffenen Form vorliegt.In the now present as a whole camshaft first the cam part, in particular the cams, finished by the usual known grinding process, so that the cam member 10 is present in its final ground shape.

Durch Aufnahme des fertigbearbeiteten Nockenteils 10 wird nunmehr die Fertigbearbeitung des Antriebsteils 16 durch Überdrehen oder Schleifen desselben vorgenommen, so daß schließlich die Nockenwelle in fertigbearbeitetem Zustand vorliegt, bei welcher sämtliche Abmessungen die gleichen Toleranzen aufweisen, wie bei einer aus einem Stück ge gossenen und bearbeiteten bekannten Nockenwelle.By receiving the finished cam member 10 now the finishing of the drive member 16 is made by over-tightening or grinding, so that finally the camshaft is in fertigbearbeitetem state in which all dimensions have the same tolerances, as in a ge cast and machined from one piece known Camshaft.

Claims

1. shaft for internal combustion engines, in particular cam or crankshaft with a functional elements on pointing functional part and held on the functional part drive part, characterized in that the drive part ( 16 ) and the functional part ( 10 ) are separate parts and that the drive part ( 16 ) is attached to the functional part ( 10 ) by welding.

2. Shaft according to claim 1, characterized in that the drive part ( 16 ) to the functional part ( 10 ) is welded by a friction welding.

3. Shaft according to claim 1, characterized in that the drive part ( 16 ) is welded to the functional part ( 10 ) arc by arc welding with circulating light.

4. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 16 ) comprises a drive flange ( 18 ).

5. Shaft according to claim 4, characterized in that the drive flange is designed as a drive wheel ( 60 ).

6. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 16 ) comprises a connection piece ( 22 ), with which this to the functional part ( 10 ) is weldable.

7. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 16 ) has an axially penetrating into this central recess ( 32 ).

8. Shaft according to claim 7, characterized in that the central recess ( 32 ) has an internal positive locking element ( 36 ).

9. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 16 ) has a receptacle ( 24 ) for a thrust bearing for the shaft.

10. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of steel.

11. Shaft according to claim 10, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of structural steel.

12. Shaft according to claim 11, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of case-hardened steel.

13. Shaft according to claim 11, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of heatable steel Herge.

14. Shaft according to claim 11, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of nitriding steel.

15. Shaft according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of gray cast iron.

16. A shaft according to claim 15, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of gray iron with nodular graphite.

17. Shaft according to one of claims 15 or 16, characterized in that the drive part ( 16 ) is made of schalenhartgußfreien gray cast iron.

18. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of cast iron.

19. Shaft according to claim 18, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of cast iron with nodular graphite.

20. Shaft according to claim 18, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of cast iron with lamellar graphite.

21. A shaft according to claim 20, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of cast iron with fine lamellar graphite.

22. Shaft according to claim 21, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of cast iron with D-graphite.

23. A shaft according to any one of claims 18 to 22, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of melt-hardenable gray cast iron.

24. Shaft according to one of claims 18 to 23, characterized in that the functional part (10) is made of chilled cast.

25. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of steel.

26. Shaft according to claim 25, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of structural steel.

27. Shaft according to claim 26, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of case-hardening steel.

28. Shaft according to claim 26, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of nitriding steel.

29. Shaft according to claim 25, characterized in that the functional part ( 10 ) is made of tool steel.

30. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the functional part ( 10 ) has a drive part ( 16 ) facing the hollow end ( 42 ).

31. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft is a cam shaft and the functional part is a cam part ( 10 ) thereof.

32. Method of Making a Shaft for Ver internal combustion engines, in particular cam or crank waves, comprising a functional element Function part and a ge on the functional part holding drive part, in particular according to one of preceding claims, characterized in that the drive part and the functional part separately Asked parts are and that the drive part through Welding is added to the functional part.

33. The method according to claim 32, characterized that the drive part with the functional part by a Friction welding is connected.

34. The method according to claim 32, characterized that the drive part with the functional part by a Arc welding with circulating arc ver is bound.

35. The method according to any one of claims 32 to 34, characterized characterized in that the drive part before the Welding shaping is preprocessed.

36. The method according to claim 35, characterized in that the drive part is machined before welding giving pre-processing.

37. The method according to any one of claims 32 to 36, characterized characterized in that the drive part after the Welding shaping is finished.

38. The method according to claim 37, characterized that the drive part after welding by clamping the shaft is finished on the functional part.

39. The method according to any one of claims 32 to 36, characterized characterized in that the drive part before the Welding shaping is finished.

40. The method according to any one of claims 32 to 39, characterized characterized in that the functional part after the An add to the drive part machining shaping is processed.

41. The method according to claim 40, characterized that the functional part after welding to the An drive part is finished.

42. The method according to claim 41, characterized that the functional part after welding to the Drive part is at least fertiggeschliffen.

43. The method according to any one of claims 32 to 42, characterized characterized in that the functional part before the on weld to the drive part by machining shaping is processed.

44. The method according to claim 43, characterized that the functional part before welding to the An drive part is pre-ground.

45. The method according to any one of claims 32 to 44, characterized characterized in that the joined welded joint by heating and slow cooling to the hardness ver relaxation is relaxed.

46. The method according to claim 45, characterized that the joined compound is heated inductively.

47. The method according to any one of claims 32 to 46, characterized characterized in that the joined connection spanab is worked up lifting.