16. AUGUST 2018

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Auf den Punkt gebracht


Fokus/Laser

Die Härtung der Nockenstücke neuerer KFZ-Motoren bringt herkömmliche Technologien wie das Induktions- und Elektronenstrahlhärten an ihre Grenzen. Im Motorenwerk eines deutschen Automobilherstellers wird deshalb ein diodenlaserbasierendes Härteverfahren eingesetzt, das mit Präzision und hoher Prozessgeschwindigkeit überzeugt. Eine Anlage mit vier Laserline-Diodenlasern reicht aus, um eine Motorenfertigungslinie mit Nockenstücken zu versorgen.
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Nockenwellen spielen im Automobilbau seit Langem eine Schlüsselrolle. Sie sind fester Konstruktionsbestandteil sogenannter Hubkolbenmotoren, zu denen auch die derzeit am weitesten verbreiteten Verbrennungsantriebe zählen – der Otto- und der Dieselmotor. Die rotierenden Nocken steuern die Stellung der Ein- und Auslassventile des zylindrischen Arbeitsraums, in dem der eigentliche Verbrennungsprozess stattfindet. Mit ihrer Hilfe wird somit der Ladungswechsel, das heißt die Zu- und Abfuhr von verbrennungsfähigem Frischgas oder verbranntem Abgas reguliert.

Bedingt durch die Weiterentwicklung der Antriebstechnik hat sich der Aufbau solcher Nockenwellen mit der Zeit jedoch deutlich verändert. Während in Motoren älterer Bauart nur ein Nocken pro Ventil benötigt wurde, setzen neuere Antriebe auf flexiblere Ventilsteuerungen und sehen dementsprechend oft zwei bis drei teils fixe, teils axial verschiebbare Nocken pro Ventil vor. Auf der Grundlage solcher Konstruktionen lassen sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Last wechselnde Steuerzeiten realisieren – bis hin zur kompletten Zylinderabschaltung, bei der Ein- und Auslassventile gleichzeitig geschlossen werden.

Moderne Nockenwellen sind somit komplexe Systeme geworden, bei denen sich auf einem Nockenstück mehrere eng nebeneinander angeordnete Nocken und meistens auch eine Schaltkulisse zur Realisierung der Axialbewegungen befinden. Sie sind oft integraler Bestandteil sogenannter Haubenmodule, welche die Nockenwellen samt Ventilsteuerungen sowie Nockenwellenlagerung und Ventildeckel umfassen.


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Ausgabe:
bbr 03/2018
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Bild: Fraunhofer IWS
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