DD149328A1

DD149328A1 - Steuer-oder getriebewelle

Info

Publication number: DD149328A1
Application number: DD21927680A
Authority: DD
Inventors: Uwe Fuessel; Frank Junghaenel; Heinz Opitz; Werner Seidler; Klaus Wittke; Alfred Wolf
Original assignee: Uwe Fuessel; Frank Junghaenel; Heinz Opitz; Werner Seidler; Klaus Wittke; Alfred Wolf
Priority date: 1980-02-27
Filing date: 1980-02-27
Publication date: 1981-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuer- oder Getriebewelle, vorwiegend aus Stahl, die aus einer vorwiegend quergewalzten massiven oder hohlen Rundwelle und mehreren Steuer- und/oder Kraftuebertragungselementen besteht,die fest mit der Welle verbunden sind. Dadurch ist eine billigere Herstellung,sowie eine Qualitaetsverbesserung der hochfesten Verbindung moeglich. Diese Forderungen werden durch gleichzeitiges Wirken von mindestens zwei Fuegeverbindungen erreicht. Auf die Fuegeflaeche der Rundwelle und/oder Steuer-und/oder Kraftuebertragungselemente wird eine metallische Schicht aufgebracht, welche einmal als Lot wirkt,kann aber auch zusaetzlich eine Binemittelschicht fuer karte Partikel sein. Somit ist eine Kombination von Loeten,Schrumpfen und/oder Dehnen,sowie Formschlusz moeglich.Werden die Steuer- und/oder Kraftuebertragungselementevor dem Fuegen waermebehandelt, wird der thermische Schrumpf- und Dehnprozesz von einem Gefuegeschrumpfen ueberlagert.Dadurch stellt des Fuegen eine Kombination von gleichzeitige wirkendem Dehnen und Schrumpfen, Preszloeten,Gefuegeschrumpfen und Formschlusz dar.

Description

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Steuer- oder Getriebewelle

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft eine Steuer- oder Getriebewelle, vorwiegend aua Stahl, die aus einer Rundwelle und mehreren Steuer- und/oder Kraftübertragungselementen besteht, die fest mit der Welle verbunden sind·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Steuer- oder Getriebewellen, die große Kräfte zu übertragen haben, werden im allgemeinen spanend oder als spanlos geformtes Keilwellennabenprofil hergestellt· Nach DEOS 2·336.241 ist bekannt, Steuerwellen durch Fügen von Nocken auf Profil- oder Rundwellen aua gleichen bzw. unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen. Diese Steuerelemente können entweder gesintert, sintergeschmiedet, gegossen, geschmiedet, fließgepreßt oder gestanzt sein und werden vor dem Fügen gefräst oder gedreht, sowie wärmebehandelt. Welle und Steuerelement werden durch Kleben oder Schweißen oder Hartlöten oder Schrumpfen und Dehnen verbunden· Beim Kleben besteht die Gefahr der Alterung, beim Schweißen entsteht durch den hohen Wärmeeintrag immer eine unerwünschte Gefügeänderung, die eine Wärmenachbehandlung erfordert. Beim Hartlöten können ebenfalls Gefügeänderungen auftreten bzw. die Verbindung kann nicht die geforderten Kräfte übertragen. Die Gefahr einer plastischen Deformation bzwo des Aufreißens besteht bei zu großen Schrumpf- bzw. Dehnkräften. Wird die Preßpassung verringert, können die geforderten Kräfte nicht mehr mit der geforderten Sicherheit übertragen werden.

Zur Übertragung der geforderten Kräfte wird nach DEOS 2.838« 995 vorgeschlagen, eine mit axialen Nuten versehene Welle mit dazu passenden Steuerelementen zu verbinden« Die mechanische Verbindung kann durch zusätzliches Hartlöten verbessert werden«, Die Herstellung der axialen Nuten erfordert zusätzlichen Bearbeitungsaufwand bei ungenügender Materialausnutzung« Eine Verbesserung der mechanischen Verbindung zwischen Welle und Nocken kann durch zusätzliches Hartlöten erfolgen« In CH 608*078 wird ein Schrumpf - oder Klemmverband vorgeschlagen, bei dem in eine auf die Pügeflachen aufgebrachte weichere Metallschicht als der Grundwerkstoff harte Partikel eingelagert sind. Mit dieser Verbindung ist es möglich, dem Reibungskoeffizient zu vergrößern und somit größere Kräfte und Momente zu übertragen·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der kostengünstigen Herstellung von gefügten Steuer -oder Getriebewellen· Es ist dadurch möglich, den Aufwand an Material und Herstellungskosten zu senken, und das Material an die speziellen Einsatzbedingungen optimal anzupassen sowie durch hochfeste Verbindungen eine Qualitätsverbesserung gegenüber bisher angewanden Fügeverfahren zu erreichen·

Darlegung des Wesens^der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Steuer - oder Getriebewelle, vorzugsweise aus Stahl, zu schaffen, die aus der eigentlichen Welle und mehreren auf die Welle aufgeschobenen Steuer - und/oder Kraftübertragungselementen aus gleichen oder unterschiedlichem Material besteht, wobei die Elemente durch mindestens zwei gleichzeitig angewandten PUgeverbindungen mit der Welle fest verbunden sind· Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Verwendung von vorgefertigten, wärmebehandelten, aus gleichem oder verschiedenem Material hergestellten Steuer - und/oder Kraftübertragungselementen, die auf die eigentliche Welle aufgeschoben und mit dieser fest verbunden sind, dadurch gelöst, daß die

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Steuer- oder Getriebewelle aus einer massiven oder hohlen Rundwelle und mehreren Steuer- und/oder Kraftübertragungseleraenten besteht, auf die je nach Verwendungszweck der Steuer- oder Getriebewelle ein oder mehrere beliebig ausgebildete Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente, wie Nocken, Exzenter, Plansche, Zahnräder und dergleichen, aufgeschoben und mit der Rundwelle durch Kraft-, Stoff- und/oder Formschluß fest verbunden sind. Die Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente sind vor der Montage fertig bearbeitet und gegebenenfalls wärmebehandelt, sie können spanlos (z. B. durch Sintern, Sinterschmieden, Gießen, Schmieden, Fließpressen) oder spanend (z. B, durch Drehen, Fräsen, Zahnstoßen) gefertigt sein und einer dem Einsatzzweck entsprechenden Wärmebehandlung unterzogen worden sein. Die Fügeflächen der Rundwelle und/oder der Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente sind mit einer metallischen Schicht überzogen. Diese metallische Schicht wirkt vorwiegend als Lot, so daß der Fügevorgang eine gleichzeitige Kombination von Schrumpfen und/oder Dehnen und Preßlöten darstellt.

Werden gehärtete Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente aus der ersten oder zweiten Anlaßstufe heraus gefügt, wirkt gleichzeitig neben dem thermischen Schrumpfen und/oder Dehnen und Preßlöten das Gefügeschrumpfen₀ Das Fügen der Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente aus der ersten oder zweiten Anlaßstufe heraus, vermeidet das Verzundern der Steuer- und/ oder Kraftübertragungselemente· Eine Einlagerung von harten Partikeln (z· B₀ Korund) in die metallische Schicht, führt zu einem zusätzlichen Formschluß, so daß gleichzeitig thermisches Schrumpfen und/oder Dehnen und Preßlöten, Gefügeschrumpfen und Formschluß wirken.» Die metallische Schicht wirkt als Lotschicht für das Preßlöten, ist aber gleichzeitig Bindemittelschicht für die harten Partikel.

Die Erfindung soll anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·

In der Zeichnung zeigen Fig. 1: die massive Rundwelle nach der spanlosen und/oder

spanenden Bearbeitung Fig· 2: die massive Rundwelle nach dem Aufbringen einer metallischen Schicht

Fig· 3ί die Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente im fügebereiten Zustand

Fig· 4: die gefügte Steuer- oder Getriebewelle·

Eine Rundwelle 1 ist durch Querwalzen und anschließendes Überschleifen an den Pügeflachen 3, um bei einer Qualität IT 7 eine Rauheit von 6 - 10 /t/ zu erreichen, hergestellt und eine Zinkschicht an der Fügefläche 3 aufgebracht· Diede Metallschicht wirkt einmal als Lot, bzw· bildet sie eine Bindemittelschicht, in die harte Partikel eingelagert sind· Ein oder mehrere Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente 2 werden nach ihrer Fertigbearbeitung auf eine

kö Temperatur von 2öo - 25o ⁰C erwärmt. Die Steuer- und/oder Kraftübertragungselemente 2 werden auf die vorbereiteten Fügeflächen 3 aufgeschoben, kühlen ab und erzeugen eine nichtlösbare Lötverbindung, bei gleichzeitigem Wirken von Form-, Kraft- und Stoffschluß zwischen Rundwelle 1 und Steuer- und/oder Kraftübertragungselement 2,

Claims

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Erfindungsanspruch

1· Steuer- oder Getriebewelle, vorzugsweise aus Stahl, die aus einer Welle und vorgefertigten, wärmebehandelten, aus dem gleichen oder aus verschiedenem Material hergestellten Steuer- und/ oder Kraftübertragungselementen, welche auf die eigentliche Welle aufgeschoben und mit dieser fest verbunden sind, besteht, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer an sich bekannten massiven oder hohlen Rundwelle (1) und mehreren bekannten Steuer- und/ oder Kraftübertragungselementen (2) besteht, auf die je nach Verwendungszweck der Steuer- bzw, Getriebewelle ein oder mehrere, beliebig ausgebildete Steuer- bzw. Kraftübertragungselemente (2), wie z.B. Nocken, Exzenter, Zahnräder, Plansche und dergleichen, aufgeschoben und mit der Rundwelle (1) durch gleichzeitig angewendeten Kraft-, Stoff- und/ oder Formschluß fest verbunden sind.
2. Steuer- oder Getriebewelle nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundwelle (1) und/ oder die Bohrung der Steuer- bzw. Kraftübertragungselemente (2) an ihren Fügeflachen (3) mit einer vorzugsweise als lot wirkenden Metallschicht (4) vor dem Fügen, das eine Kombination von gleichzeitig angewendetem Schrumpfen und/ oder Dehnen und Preßlöten bewirkt, versehen sind.

Steuer- oder Getriebewelle nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw. Kraftübertragungselemente (2) vor dem Fügen, das eine Kombination von gleichzeitig angewendetem Schrumpfen und/ oder Dehnen.

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und Preßlöten sowie Gefügeschrumpfen darstellt, wärmebehandelt sind·

4* Steuer- oder Getriebewelle nach Punkt 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Fügen, das eine Kombination von gleichzeitig angewendetem Schrumpfen und/oder Dehnen und Preßlöten, sowie iOrmschluß darstellt, in die aufgebrachte Metallschicht harte Partikel (z· B· Korund) eingelagert sind·

5· Steuer- oder Getriebewelle nach Punkt 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- bzw· Kraftübertragungselemente (2) mittels einer Kombination von gleichzeitig angewendetem Schrumpfen und/oder Dehnen und Preßlöten, sowie Forraschluß und Gefügeschrumpfen fest mit der Rund· welle (1) verbunden sind·

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