DE102017127561A1 - Herstellungsverfahren für eine Kurbelwelle und Kurbelwelle - Google Patents

Herstellungsverfahren für eine Kurbelwelle und Kurbelwelle Download PDF

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Koichi Ono
Yoshihiko Ukai
Keiichi Matsunaga
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Abstract

Ein Herstellungsverfahren für eine Kurbelwelle (100) mit einem Hubzapfenabschnitt (115) und einem Lagerzapfenabschnitt (113) umfasst: einen Vorbereitungsprozess zur Vorbereitung eines Gesenks (200), das so ausgebildet ist, dass eine Trennebene des Hubzapfenabschnitts (115) und eine Trennebene des Lagerzapfenabschnitts (113) in einer Pressrichtung voneinander beabstandet sind; und ein Pressprozess zum Ausbilden eines Wellenabschnitts (110), der den Hubzapfenabschnitt (115) und den Lagerzapfenabschnitt (113) umfasst, indem ein Rohling (110a) mit dem Gesenk (200) gepresst wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Kurbelwelle und eine Kurbelwelle.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Gesenkschmieden ist ein verbreitetes Verfahren für das Herstellen einer Kurbelwelle (siehe, zum Beispiel, die internationale Offenlegungsschrift Nr. 09/004738 ). Beim Gesenkschmieden wird zum Beispiel ein stangenähnlicher Kohlenstoffstahl als Rohling zwischen einem Obergesenk und einem Untergesenk eingeschlossen und gepresst. 10 ist eine nützliche Ansicht, um einen Pressprozess für die Produktion einer Kurbelwelle gemäß einem Verfahren aus dem Stand der Technik zu erklären. Eine mit diesem Verfahren ausgebildete Kurbelwelle 900 hat einen Lagerzapfenabschnitt 913, einen Wangenabschnitt 914, einen Hubzapfenabschnitt 915, einen Wangenabschnitt 914, einen Lagerzapfenabschnitt 913, ..., die nacheinander in axialer Richtung angeordnet sind und eine Kurbelwellenstruktur bilden, bei der die Hubzapfenabschnitte 915 relativ zu dem Lagerzapfenabschnitt 913, von dem angenommen wird, das er sich auf der Papierebene befindet, vor der Papierebene oder hinter der Papierebene angeordnet sind. Dann ragen die Gegengewichtsabschnitte 919 von den Wangenabschnitten 914 in Richtung einer Seite der Lagerzapfenabschnitte 913 gegenüber von den Hubzapfenabschnitten 915 hervor.
  • Eine Metallform oder Gesenk, das verwendet wird, wenn die Kurbelwelle 900 durch Pressen ausgebildet wird, ist in ein Obergesenk und ein Untergesenk aufgeteilt, und eine Trennebene des Obergesenks und des Untergesenks ist durch eine Ebene vorgesehen, die in 10 durch eine gestrichelte Linie dargestellt wird, die die Lagerzapfenabschnitte 913, Wangenabschnitte 914, Hubzapfenabschnitte 915 und die Gegengewichtsabschnitte 919 in obere und untere Bereiche trennt, die in vertikaler Richtung symmetrisch sind. Insbesondere wird die Kurbelwelle 900 durch Pressen in rechtwinkliger Richtung zu der Kurbelebene ausgebildet.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Wenn das Obergesenk und das Untergesenk an der flachen Ebene wie oben beschrieben geteilt sind, kann die Gesenkstruktur vereinfacht werden. Wo allerdings der stangenähnliche Rohling in der oben beschriebenen Art und Weise gepresst und geschmiedet wird, werden die Hubzapfenabschnitte und ihre Umgebung sowie die Basis der Gegengewichtsabschnitte, bei denen insbesondere eine hohe Steifigkeit benötigt wird, möglicherweise nicht ausreichend geschmiedet, da die Pressrichtung rechtwinklig zu der Faserströmungsrichtung ist. Auch ist der Verschmiedungsgrad gering, also das Verhältnis, mit dem der Rohling in Pressrichtung ausgebildet wird, was hinsichtlich einer Verbesserung der Steifigkeit nachteilig ist.
  • Wenn das Herstellungsverfahren eingesetzt wird, sieht diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle vor, mit dem jeder Hubzapfenabschnitt und seine Umgebung und eine Basis jedes Gegengewichtsabschnitts, bei denen eine hohe Steifigkeit besonders benötigt wird, ausreichend geschmiedet wird und sieht auch eine Kurbelwelle mit einer vorteilhaften Konfiguration vor.
  • Die Erfindung umfasst als einen Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle, die einen Hubzapfenabschnitt und einen Lagerzapfenabschnitt umfasst. Das Verfahren umfasst: einen Vorbereitungsprozess, bei dem ein Gesenk vorbereitet wird, das so ausgebildet ist, dass eine Trennebene des Hubzapfenabschnitts und eine Trennlinie des Lagerzapfenabschnitts in Pressrichtung voneinander beabstandet sind; und einen Pressprozess, bei dem ein Wellenabschnitt geformt wird, der einen Hubzapfenabschnitt und einen Lagerzapfenabschnitt umfasst, indem ein Rohling mit dem Gesenk gepresst wird.
  • Gemäß dem oben beschriebenen Pressprozess, wird das Pressen mit einer sogenannten vertikalen Kurbelwellenebene durchgeführt, sodass der Verschmiedungsgrad erhöht werden kann. Auch kann der Rohling an dem Hubzapfenabschnitt und seiner Umgebung und an der Basis des Gegengewichtsabschnitts an der Faserströmungsrichtung entlang geschmiedet werden. Dementsprechend kann die Steifigkeit des Hubzapfenabschnitts und seiner Umgebung und die Basis des Gegengewichtsabschnitts, die bei einer Explosionslast während der Verwendung wahrscheinlich beeinträchtigt werden, gesteigert werden.
  • Das Herstellungsverfahren für die Kurbelwelle kann weiterhin einen Umformungsprozess für das Gegengewicht umfassen, um den Gegengewichtsabschnitt als getrennten Körper auszubilden und einen Befestigungsprozess, um den Gegengewichtsabschnitt auf dem Wellenabschnitt anzubringen. Wenn der Ausbildungsprozess für das Gegengewicht und der Befestigungsprozess hinzugefügt werden, muss der Wellenabschnitt nicht integral mit dem Gegengewichtsabschnitt in dem Pressprozess ausgebildet werden. Wenn der Gegengewichtsabschnitt auf diese Weise als separater Körper ausgebildet ist, muss der Gegengewichtsabschnitt nicht so gestaltet sein, dass seine Funktion verloren geht, selbst wenn das Pressen bei vertikaler Kurbelwellenebene ausgeführt wird.
  • Das Gesenk muss insbesondere mit kegelförmigen Flächen versehen sein, die sich zu einer (oder mehreren) Trennebene(n) öffnen, um die Form frei zu geben; wenn der Wellenabschnitt integral mit dem Gegengewichtsabschnitt ausgebildet ist, muss der Gegengewichtsabschnitt daher so geformt sein, dass er sich in radialer Richtung von dem Lagerzapfenabschnitt weg verjüngt. Der Gegengewichtsabschnitt ist vorzugsweise so gestaltet, dass seine Masse ungleichmäßig verteilt ist und an einer Stelle, die am weitesten von dem Lagerzapfenabschnitt entfernt ist und die Drehachse bildet, hoch ist. Diese bevorzugte Einrichtung kann nicht erzielt werden, wenn der Gegengewichtsabschnitt integral mit dem Wellenabschnitt ausgebildet ist. Wenn allerdings der Gegengewichtsabschnitt als separater Körper ausgebildet ist, ist er keinen Einschränkungen aufgrund von einer Verwendung des Gesenks ausgesetzt und daher kann der Gegengewichtsabschnitt so gestaltet sein, dass seine Masse ungleichmäßig verteilt ist und an einer weit von dem Lagerzapfenabschnitt entfernten Stelle hoch ist.
  • Der Befestigungsprozess kann auch einen Abdichtungs- bzw. Verstemmprozess umfassen, um einen wellenseitigen Eingriffsabschnitt, der durch den Pressprozess auf dem Wellenabschnitt ausgebildet wird, mit einem gegengewichtseitigen Eingriffsabschnitt, der durch den Gegengewichtsumformprozess ausgebildet wird, in Eingriff zu bringen, und den wellenseitigen Eingriffsabschnitt und den gegengewichtseitigen Eingriffsabschnitt miteinander zu verstemmen. Für den Fall, dass der Wellenabschnitt und der Gegengewichtsabschnitt als separate Bauteile miteinander verbunden sind, besteht die Möglichkeit, dass diese getrennten Bauteile aufgrund von Fliehkraft oder dergleichen während der Verwendung der Kurbelwelle voneinander getrennt oder gelöst werden. Wenn allerdings der Wellenabschnitt und der Gegengewichtsabschnitt mittels Verstemmen integriert werden, kann dieses Risiko reduziert werden.
  • Das Kurbelwellenherstellungsverfahren kann ferner einen zusätzlichen Arbeitsprozess nach dem Pressprozess und vor dem Befestigungsprozess umfassen, wobei der wellenseitige Eingriffsabschnitt zusätzlich bearbeitet wird, sodass der wellenseitiger Eingriffsabschnitt eine Aufnahmefläche umfasst, die Fliehkraft aufnimmt, die während der Verwendung der Kurbelwelle auf den Gegengewichtsabschnitt wirkt. Der zusätzliche Bearbeitungsprozess kann die Bearbeitung einer Gestalt des wellenseitigen Eingriffsabschnitts sein, sodass der wellenseitige Eingriffsabschnitt mindestens die Gestalt eines umgedrehten Dreiecks, eines Fächers und/oder von einem T hat. Wenn die Aufnahmefläche so vorgesehen ist, erfüllt der wellenseitige Eingriffsabschnitt eine Funktion, den Gegengewichtsabschnitt in der Nähe des Wellenabschnitts zu halten, selbst wenn während der Verwendung der Kurbelwelle Fliehkraft auf den Gegengewichtsabschnitt wirkt. Dementsprechend ist es, selbst wenn der Gegengewichtsabschnitt als separater Körper vorgesehen ist, weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass der Gegengewichtsabschnitt relativ zu dem Wellenabschnitt wackelt oder sich von dem Wellenabschnitt aufgrund von Vibrationen oder dergleichen während der Verwendung fortbewegt.
  • Wenn der Wellenabschnitt, der mit einer geraden Anzahl an Hubzapfenabschnitten und einer Mehrheit Lagerzapfenabschnitten, die in axialer Richtung des Wellenabschnitts angeordnet sind, versehen ist, in dem Pressprozess ausgebildet wird, können die wellenseitigen Eingriffsabschnitte an gegenüberliegenden Endabschnitten eines zentral platzierten Wellenabschnitts als einer der mehreren Lagerzapfenabschnitte vorgesehen sein und die wellenseitigen Eingriffsabschnitte können an den Lagerzapfenabschnitten neben dem zentral platzierten Lagerzapfenabschnitt nicht vorgesehen sein. Wenn der Gegengewichtsabschnitt als separater Körper ausgebildet ist, kann seine Gestalt verbessert werden; daher kann eine reduzierte Anzahl an Gegengewichtsabschnitten eine Leistung liefern, die größer oder gleich derjenigen von bekannten mehreren Gegengewichtsabschnitten ist. Wenn die wellenseitigen Eingriffsabschnitte an den entgegengesetzten Endabschnitten des zentral platzierten Lagerzapfenabschnitts vorgesehen sind und die Gegengewichtsabschnitte darauf angebracht sind, kann die erforderliche Leistung effizienter erfüllt werden.
  • Die Erfindung umfasst als einen Aspekt eine Kurbelwelle aufweisend: einen Wellenabschnitt mit einem Hubzapfenabschnitt und einem Lagerzapfenabschnitt und mit einem wellenseitigen Eingriffsabschnitt; einem auf dem Wellenabschnitt angebrachten Gegengewichtsabschnitt, der einen gegengewichtsseitigen Eingriffsabschnitt umfasst; wobei der Wellenabschnitt und der Gegengewichtsabschnitt ineinander integriert sind, sodass der wellenseitige Eingriffsabschnitt in den gegengewichtsseitigen Eingriffsabschnitt eingreift; und wobei der wellenseitige Eingriffsabschnitt eine Aufnahmefläche umfasst, die die Fliehkraft des Gegengewichtsabschnitts aufnimmt, die von dem Wellenabschnitt in radialer Richtung aufgebracht wird.
  • In der wie oben beschrieben konstruierten Kurbelwelle können die Gestalt der Gegengewichtsabschnitte und des Wellenabschnitts jeweils optimiert werden. Auch erfüllt der wellenseitige Eingriffsabschnitt eine Funktion, den Gegengewichtsabschnitt in der Nähe des Wellenabschnitt zu halten, selbst wenn während der Verwendung der Kurbelwelle Fliehkraft auf den Gegengewichtsabschnitt wirkt, sodass es weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich ist, dass der Gegengewichtsabschnitt relativ zu dem Wellenabschnitt wackelt oder sich von dem Wellenabschnitt fortbewegt.
  • Eine Gestalt des wellenseitigen Eingriffsabschnitts kann mindestens die Gestalt eines umgedrehten Dreiecks, eines Fächers oder eines Kreissektors und/oder eines Ts haben. Mit der oben genannten Konfiguration erfüllt der wellenseitige Eingriffsabschnitt eine Funktion, den Gegengewichtsabschnitt in der Nähe des Wellenabschnitts zu halten, selbst wenn während der Verwendung der Kurbelwelle Fliehkraft auf den Gegengewichtsabschnitt wirkt. Dementsprechend ist es, selbst wenn der Gegengewichtsabschnitt als separater Körper vorgesehen wird, weniger wahrscheinlich oder unwahrscheinlich, dass der Gegengewichtsabschnitt relativ zu dem Wellenabschnitt wackelt oder sich von dem Wellenabschnitt aufgrund von Vibrationen oder dergleichen während der Verwendung fortbewegt.
  • Gemäß dieser Erfindung ist es möglich, das Verfahren für die Herstellung der Kurbelwelle so vorzusehen, dass die Steifigkeit der Kurbelwelle, insbesondere die des Hubzapfenabschnitts und seiner Umgebung und der Basis des Gegengewichtsabschnitt erhöht werden kann, und die Kurbelwelle mit einer vorteilhaften Konfiguration zu versehen, wenn das obere Herstellungsverfahren verwendet wird.
  • Figurenliste
  • Merkmale, Vorteile und technische und industrielle Bedeutung der beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer Kurbelwelle als fertiges Produkt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist;
    • 2 eine nützliche Ansicht ist, um eine Pressrichtung eines Wellenabschnitts und eines Gesenks zu erläutern;
    • 3A eine nützliche Ansicht ist, um ein Vorformen zu erläutern;
    • 3B eine nützliche Ansicht ist, um ein Vorformen zu erläutern;
    • 4A eine nützliche Ansicht ist, um einen Pressprozess zu erläutern;
    • 4B eine nützliche Ansicht ist, um einen Pressprozess zu erläutern;
    • 4C eine nützliche Ansicht ist, um einen Pressprozess zu erläutern;
    • 5 eine A-A Querschnittsansicht eines Wellenabschnitts ist;
    • 6A eine B-B Querschnittsansicht des Wellenabschnitts ist;
    • 6B eine B-B Querschnittsansicht des Wellenabschnitts ist;
    • 7A eine nützliche Ansicht ist, um einen Gegengewichtsabschnitt zu erläutern;
    • 7B eine nützliche Ansicht ist, um einen Gegengewichtsabschnitt zu erläutern;
    • 8A eine nützliche Ansicht ist, um einen Befestigungsprozess zu erläutern;
    • 8B eine nützliche Ansicht ist, um einen Befestigungsprozess zu erläutern;
    • 9 ein vollständiges Flussdiagramm des Herstellungsprozesses ist; und
    • 10 eine nützliche Ansicht ist, um einen Pressprozess für die Produktion einer Kurbelwelle gemäß einem Verfahren aus dem Stand der Technik zu erklären.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Obwohl diese Erfindung anhand einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben wird, soll die Beschreibung die Erfindung wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränken.
  • 1 zeigt die Gesamtstruktur einer Kurbelwelle 100 als fertiges Produkt gemäß dieser Ausführungsform. Die Kurbelwelle 100, die einen später beschriebenen Herstellungsprozess durchlaufen hat, ist so konstruiert, dass Gegengewichtsabschnitte 190 als separate Körper ausgebildet sind, die auf einem Wellenabschnitt 110 angebracht sind.
  • Der Wellenabschnitt 110 der Kurbelwelle 100 hat ein Ende in Form eines Antriebswellenabschnitts 111, der zum Beispiel an einer Kurbelwellenriemenscheibe gekoppelt ist, und das andere Ende hat die Form eines Schwungradbefestigungsabschnitts 116, an dem ein Schwungrad verbunden ist. Die Drehachse Xb des Wellenabschnitts 110 wird von einer geraden Linie dargestellt, die das Zentrum des Antriebswellenabschnitts 111 mit dem Zentrum des Schwungradbefestigungsabschnitts 116 verbindet und der Wellenabschnitt 110 umfasst eine Mehrzahl an Lagerzapfenabschnitten 113, die an der Drehachse Xb entlang angeordnet sind. Zwei benachbarte Lagerzapfenabschnitte 113 sind durch einen Satz zweier Wangenabschnitte 114 und einem Hubzapfenabschnitt 115, der dazwischen liegt, verbunden.
  • Jeder Lagerzapfenabschnitt 113 fungiert als Drehachse mit der Drehachse Xb als Mittelpunkt der Rotation und kann auch als „Kurbelzapfen“ bezeichnet werden. Der Hubzapfenabschnitt 115 ist ein Abschnitt, an dem ein großes Ende einer Pleuelstange verbunden ist und kann auch als „Kurbelwellenzapfen“ bezeichnet werden. Der Hubzapfenabschnitt 115 ist eine säulenförmige Welle mit einer Mittellinie Xc, die parallel zu der Drehachse Xb ist und von der Achse Xb durch einen bestimmten Abstand r beabstandet ist.
  • Jeder Wangenabschnitt 114 ist ein Verbindungsabschnitt, der eine oder mehrere Lagerzapfenabschnitte 113 mit einem entsprechenden Hubzapfenabschnitt 115 mit unterschiedlichen Mittellinien verbindet und kann auch als „Kurbelwange“ bezeichnet werden. Ein Teil der Wangenabschnitte 114 sind mit wellenseitigen Eingriffsabschnitten 112 versehen. Jeder wellenseitiger Eingriffsabschnitt 112 ist ein hervorstehender Abschnitt, der sich in radialer Richtung bezüglich der Drehachse Xb erstreckt, ausgehend von um einem Verbindungsabschnitt des Wangenabschnitts 114 mit dem Lagerzapfenabschnitt 113 herum in eine Richtung, die im Grunde der Richtung von dem Lagerzapfenabschnitt 113 zu dem Hubzapfenabschnitt 115 entgegengesetzt ist.
  • Die Lagerzapfenabschnitte 113, die Wangenabschnitte 114 und die Hubzapfenabschnitte 115 sind integral aus einem einzigen, stangenartigen Rohling ausgebildet, der später beschrieben wird, zusammen mit dem Antriebswellenabschnitt 111 und dem Schwungradbefestigungsabschnitt 116. Anderseits sind die Gegengewichtsabschnitte 190 als separate Bauteile ausgebildet. Die Gegengewichtsabschnitte 190 fungieren zur Verhinderung von Vibrationen usw., indem die Unwucht der Kurbelwelle 100 ausgeglichen wird und können als „Ausgleichsgewichte“ bezeichnet werden. Jeder Gegengewichtsabschnitt 190 hat einen gegengewichtsseitigen Eingriffsabschnitt (GG-seitigen Eingriffsabschnitt) 191, der konkav ausgebildet ist, um mit dem entsprechenden, wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 in Eingriff zu kommen. Mit den wellenseitigen Eingriffsabschnitten 112 und den GG-seitigen Eingriffsabschnitten 191, die ineinander eingreifen, sind die Gegengewichtsabschnitte 190 an dem Wellenabschnitt 110 gesichert und darin integriert.
  • 2 ist eine nützliche Ansicht, um die Pressrichtung des Wellenabschnitts 110 und der Gesenke oder Metallformen zu erläutern. 2 zeigt den gepressten Wellenabschnitt 110, betrachtet in einer einer Seitenfläche des Wellenabschnitts 110 zugewandten Richtung.
  • Die Kurbelwelle 100 gemäß dieser Ausführungsform wird für einen vier-Zylinder-Motor verwendet und der Wellenabschnitt 110 hat vier Hubzapfenabschnitte 115 (115-1 bis 115-4). Von den Hubzapfenabschnitten 115 sind ein Hubzapfenabschnitt 115-1, der dem Antriebswellenabschnitt 111 am nächsten liegt, und ein Hubzapfenabschnitt 115-4, der dem Schwungradbefestigungsabschnitt 116 am nächsten liegt, von der Drehachse Xb in der gleichen Richtung beabstandet (abwärts von der Papierebene der 2). Ebenso sind zwei Hubzapfenabschnitte 115-2, 115-3, die nahe dem Zentrum angeordnet sind, auf der gleichen Seite der Drehachse Xb platziert, und von der Drehachse Xb in einer Richtung (aufwärts von der Papierebene der 2) beabstandet, die der der Hubzapfenabschnitte 115-1, 115-4 entgegengesetzt ist.
  • Der Hubzapfenabschnitt 115-1 ist mit dem Wangenabschnitt 114-1 an der Seite des Antriebswellenabschnitts 111 verbunden und mit dem Wangenabschnitt 114-2 auf der Seite des Schwungradbefestigungsabschnitts 116 verbunden und der Hubzapfenabschnitt 115-1 ist von der Drehachse Xb beabstandet, sodass sie zwischen den beiden Wangenabschnitten 114-1, 114-2 liegt. Auf ähnliche Weise ist der Hubzapfenabschnitt 115-2 mit den Wangenabschnitten 114-3, 114-4 verbunden und der Hubzapfenabschnitt 115-3 ist mit den Wangenabschnitten 114-5, 114-6 verbunden, während der Hubzapfenabschnitt 115-4 mit den Wangenabschnitten 114-7, 114-8 verbunden ist. Jeder Hubzapfenabschnitt 115-2, 115-3, 115-4 ist von der Drehachse Xb beabstandet.
  • Der Wellenabschnitt 110 umfasst fünf Lagerzapfenabschnitte 113 (113-1 bis 113-5), die an der Drehachse Xb angeordnet sind. Der Lagerzapfenabschnitt 113-1 ist zwischen dem Antriebswellenabschnitt 111 und dem Wangenabschnitt 114-1 angeordnet, und der Lagerzapfenabschnitt 113-2 ist zwischen den Wangenabschnitten 114-2, 114-3 angeordnet, während der Lagerzapfenabschnitt 113-3 zwischen den Wangenabschnitten 114-4, 114-5 angeordnet ist und der Lagerzapfenabschnitt 113-4 zwischen den Wangenabschnitten 114-6 und 114-7 angeordnet ist. Der Lagerzapfenabschnitt 113-5 ist zwischen dem Wangenabschnitt 114-8 und dem Schwungradbefestigungsabschnitt 116 angeordnet.
  • Die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112 sind an vier Stellen vorgesehen. Insbesondere ist der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112-1 an dem Wangenabschnitt 114-1 vorgesehen und der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112-2 ist an dem Wangenabschnitt 114-4 vorgesehen, während der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112-3 an dem Wangenabschnitt 114-5 vorgesehen ist und der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112-4 an dem Wangenabschnitt 114-8 vorgesehen ist. Insbesondere sind keine wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112 auf den verbleibenden vier Wangenabschnitten 114 vorgesehen (114-2, 114-3, 114-6, 114-7).
  • Die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112-1, 112-4 ragen nach oben auf der Papierebene der 2 hervor. Andererseits ragen die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112-2, 112-3 nach unten auf der Papierebene hervor. Die Gegengewichtsabschnitte 190 sind insbesondere so angebracht, dass sich die Masse jedes Gegengewichts exzentrisch befindet. Daher können die Gegengewichtsabschnitte 190 an nur einigen der Wangenabschnitte 114 angebracht sein, da die Gegengewichtsabschnitte 190 als separate Körper ausgebildet sind. Die Gegengewichtsabschnitte 190 können insbesondere eine beliebige Gestalt annehmen, ohne von den Gesenken, die für das Umformen des Wellenabschnitts 110 verwendet wurden, beschränkt zu werden; daher kann die Fähigkeit, die Trägheitskraft zu reduzieren, im Vergleich zu bekannten Gegengewichtsabschnitten verbessert werden.
  • Für den Fall, dass die Anzahl der Gegengewichtsabschnitte reduziert werden kann, wird es bevorzugt, dass die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112-2, 112-3 an entgegengesetzten Enden des Mittellagerzapfenabschnittes 113-3 vorgesehen werden und dass die wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 nicht an den Lagerzapfenabschnitten 113-2, 113-4 vorgesehen sind, die sich neben dem Lagerzapfenabschnitt 113-3 befinden. Bei einer Kurbelwelle für eine gerade Anzahl an Zylindern befinden sich generell zwei benachbarte Hubzapfenabschnitte (Hubzapfenabschnitte 115-2, 115-3 in dem Beispiel 2), zwischen denen ein zentral platzierter Lagerzapfenabschnitt (Lagerzapfenabschnitt 113-3 in dem Beispiel 2) liegt, in der gleichen Phase. Daher sind Vibrationen des zentral platzierten Lagerzapfenabschnitts tendenziell groß und es wird bevorzugt, Gegengewichtsabschnitte in der Nähe des Lagerzapfenabschnitts anzuordnen, um die Vibrationen zu unterdrücken. Insbesondere, wenn eine gerade Anzahl Hubzapfenabschnitten auf dem Wellenabschnitt der Kurbelwelle für die gerade Anzahl an Zylindern vorgesehen ist, ist es bevorzugt, dass die wellenseitigen Eingriffsabschnitte an entgegengesetzten Endbereichen des zentral platzierten Lagerzapfenabschnitts zwischen der Mehrzahl an Lagerzapfenabschnitten vorgesehen sind, die in axialer Richtung auf dem Wellenabschnitt angeordnet sind, und keine wellenseitigen Eingriffsabschnitte an den Lagerzapfenabschnitten neben den oben angegebenen zentralen Lagerzapfenabschnitt angeordnet sind.
  • Da die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112-2, 112-3 in derselben Richtung hervorstehen, befinden sich die zwei Gegengewichtsabschnitte 190, die auf diesen Abschnitten angebracht sind, auf der derselben Seite. Daher sind die Gegengewichtsabschnitte 190, die sich auf der entgegengesetzten Seite befinden, vorzugsweise auf den Wangenabschnitten 114-1, 114-8 vorgesehen, die sich an den Enden befinden. Daher sind die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112-1, 112-4 in dieser Ausführungsform auf den Wangenabschnitten 114-1, 114-8 vorgesehen. Wenn die Gegengewichtsabschnitte 190 in diesen Positionen angebracht sind, ist es möglich, die Trägheitskraft, die aufgrund der Bewegung der Pleuelstange erzeugt wird, angemessen zu reduzieren und auch die Vibrationen insgesamt, die in Axialrichtung erzeugt werden, auf eine ausgewogene Art und Weise zu unterdrücken oder zu reduzieren.
  • In dieser Ausführungsform wird der Wellenabschnitt 110 mittels eines Obergesenks und eines Untergesenks gepresst, die an Trennebenen getrennt sind, die rechtwinklig zu der Papierebene an den dicken, gepunkteten Linien in 2 entlanglaufen. Der Wellenabschnitt 110 wird insbesondere in einem Zustand gepresst, in dem eine flache Ebene, die gestrichelte Linien enthält (= dicke, gestrichelte Linien), die erscheinen, wenn die Mittelpunkte der jeweiligen Elemente wie in 2 gezeigt verbunden werden, oder eine sogenannte Kurbelebene, vertikal eingestellt wird.
  • In dem Lagerzapfenabschnitt 113 ist die Trennebene eine flache Ebene rechtwinklig zu der Pressrichtung und umfasst die Drehachse Xb. In dem Hubzapfenabschnitt 115 ist die Trennebene eine flache Ebene rechtwinklig zu der Pressrichtung und umfasst die Mittellinie Xc. In den Wangenabschnitten 114 ist die Trennebene eine flache Ebene, die die Trennebene des entsprechenden Lagerzapfenabschnitts 113 und die Trennebene des entsprechenden Hubzapfenabschnitts 115 verbindet. Dementsprechend sind, wie in 2 gezeigt, die Trennebenen der Hubzapfenabschnitte 115 und die Lagerzapfenabschnitte 113 voneinander in Pressrichtung beabstandet.
  • Insbesondere wo die Trennebenen PJ der Lagerzapfenabschnitte 113 als Referenzebene des Obergesenks und des Untergesenks angesehen werden, wird die Trennebene PUP, die sich die Hubzapfenabschnitten 115-2, 115-3 teilen, vorgesehen, indem entsprechende Abschnitte des Obergesenks in der Tiefenrichtung ausgehoben werden und entsprechende Abschnitte des Untergesenks hervorstehen. Ebenso wird die Trennebene PDP, die sich die Hubzapfenabschnitte 115-1, 115-4 teilen, vorgesehen, indem entsprechende Abschnitte des Untergesenks in der Tiefenrichtung ausgehoben werden und entsprechende Abschnitte des Obergesenks hervorstehen.
  • Da der Wellenabschnitt 110 dieser Ausführungsform kein Gegengewichtsabschnitt aufweist, ist es leicht, eine Metallform oder ein Gesenk mit dieser Struktur zu fertigen, die nur einen angemessenen Aufwand benötigt, um kegelförmige Seiten für das Freisetzen der Form einzurichten. Selbst wenn solche drei-dimensionalen Trennebenen eingerichtet werden, ist es insbesondere möglich, ein Obergesenk und ein Untergesenk zu fertigen, die frei von Hinterschneidungen sind.
  • Als nächstes werden die Hauptprozesse oder Schritte des Herstellungsprozesses für die Kurbelwelle 100 aufeinanderfolgend erläutert. 3A und 3B sind nützliche Ansichten, um ein Vorformen zu erläutern. 3A zeigt eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines stangenähnlichen Rohlings 110a, der durch einen Schneideprozess erzielt wurde, bei dem ein säulenförmiger Barren auf eine bestimmte Länge abgeschnitten wird. Der stangenähnliche Rohling 110a wird aus einem speziellen Stahl ausgebildet, wie beispielsweise Kohlenstoffstahl oder Chrom-Molybdän-Stahl. Auch erstrecken sich Faserströmungslinien in axialer Richtung des stangenähnlichen Rohlings 110a.
  • 3B zeigt eine Vorderansicht und eine Seitenansicht eines vorgeformten Rohlings 110b, der durch den Vorformungsprozess erhalten wurde. In dem Vorformungsprozess wird der stangenähnliche Rohling 110a der 3A auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, die, zum Beispiel, größer oder gleich 1200 °C ist, und Biegen oder dergleichen unterzogen, um den vorgeformten Rohling 110b mit einer Gestalt zu versehen, die der Gestalt des Wellenabschnitts 110 annähernd ähnlich ist.
  • 4A - 4C sind nützliche Ansichten, um einen Pressprozess zu erläutern. 4A zeigt den vorgeformten Rohling 110b, der in 3B erzielt wurde. 4B ist eine zentrale Querschnittsansicht eines Gesenks 200. 4C zeigt den Wellenabschnitt 110, der mittels dem Gesenk 200 ausgebildet wurde.
  • Beim Pressen wird der vorgeformte Rohling 110b in dem Gesenk 200 platziert, das sich in einer Schmiedevorrichtung befindet, und das Gesenkschmieden wird durchgeführt. Wie oben beschrieben, besteht das Gesenk 200 aus dem Obergesenk 201 und dem Untergesenk 202. Der vorgeformte Rohling 110b liegt zwischen dem Obergesenk 201 und dem Untergesenk 202 und seine Gestalt wird zu der des Wellenabschnitts 110 umgeformt. In 4A - 4C wird die Art des Schmiedens mit dem Gesenk 200 vereinfacht und konzeptionell dargestellt. Allerdings kann in dem tatsächlichen Prozess der vorgeformte Rohling 110b einem Umformen mit zwei oder mehr Gesenken unterzogen werden, angefangen mit einem groben Umformungsschritt, bei dem der Rohling mittels Gesenkschmieden zu einer ungefähren Gestalt umgeformt wird, bis zu einem Nachbearbeitungsschritt, bei dem er mittels Gesenkschmieden in die Endform gepresst wird, wobei die Genauigkeit schrittweise verbessert wird. Auch ein Entgratungsprozess zur Entfernung des Grats wird durchgeführt.
  • Wenn Pressen mit einer vertikalen Kurbelebene durchgeführt wird, stimmt die Pressrichtung in der Regel mit der Faserströmungsrichtung des wellenseitigen Eingriffsabschnitts 112 und dem Wangenabschnitt 114 überein. Daher werden diese Abschnitte besonders abgehärtet und ihre Steifigkeit steigt. Verglichen mit bekannten Schmiedeverfahren mit einer diagonalen Kurbelebene wird der Verformungsgrad in der Pressrichtung erhöht und der Verschmiedungsgrad wird erhöht. Auch in diesem Punkt wird das Gesenkschmieden dieser Ausführungsform hinsichtlich der erhöhten Steifigkeit der obengenannten Abschnitte bevorzugt. Insbesondere die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112, auf denen die Gegengewichtsabschnitte 190 angebracht sind, sind Explosionslasten wie zum Beispiel Fliehkraft ausgesetzt, die während der Rotation der Kurbelwelle 100 auf die Gegengewichtsabschnitte 190 wirken; daher ist es sehr wünschenswert, dass die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112 eine höhere Steifigkeit aufweisen.
  • 5 ist eine A-A Querschnittsansicht des Wellenabschnitts 110, der in 4C gezeigt wird. Wenn die Wangenabschnitte 114 auf beiden Seiten des Hubzapfenabschnitts 115 von unten betrachtet werden, wie in 5 gezeigt, ergibt sich, dass die Wangenabschnitte 114 jeweils mit dünneren Abschnitten 114a versehen sind, die in ihren Oberflächen gegenüber denjenigen mit dem Hubzapfenabschnitt 115 ausgebildet sind.
  • Beim bekannten Pressen mit einer diagonalen Kurbelebene können die Wangenabschnitte nicht dem Schmälern wie oben beschrieben unterzogen werden, aufgrund der Begrenzungen der kegelförmigen Seiten für das Freisetzen der Form. Überflüssige dickere Stellen der Wangenabschnitte, die durch das Schmälern entfernt werden, tragen nicht zu der Drehsteifigkeit der Kurbelwelle 100 bei, sondern erhöhen nur das Gesamtgewicht. Hinsichtlich des Gesenks 200, das für das Pressen mit der vertikalen Kurbelebene wie in dieser Ausführungsform verwendet wird, ergeben sich keine Probleme oder Nachteile bei der Ausbildung von kegelförmigen Seiten, um die Form frei zu geben, selbst wenn die oben genannten dünneren Stellen 114a vorgesehen sind. Das Gewicht der Kurbelwelle 100 kann reduziert werden, indem die überflüssigen dicken Stellen entfernt werden. Insbesondere die Kantenabschnitte der Wangenabschnitte 114 sind mit vollständiger Dicke ausgebildet, um die geschmälerten Abschnitte 114a zu begrenzen, sodass die Wangenabschnitte 114 als Ganzes eine H-förmige Querschnittsgestalt annehmen (die Gestalt von einem um 90 Grad gedrehten H in 5), und diese Querschnittgestalt trägt zu einer Verbesserung der Drehsteifigkeit bei.
  • 6A und 6B sind B-B-Querschnittsansichten des Wellenabschnitts 110, der in 4C gezeigt wird, die nützlich sind, um einen zusätzlichen Bearbeitungsprozess bei jedem wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 zu erläutern. 6A ist eine B-B-Querschnittsansicht des Wellenabschnitts 110 vor zusätzlichem Bearbeiten und 6B ist eine B-B-Querschnittsansicht des Wellenabschnitt 110 nach zusätzlichem Bearbeiten.
  • In dieser Ausführungsform greifen die wellenseitigen Eingriffsabschnitte 112 und die GG-seitigen Eingriffsabschnitt 191 ineinander, wie oben beschrieben, sodass der Wellenabschnitt 110 und die Gegengewichtsabschnitte 190 integriert sind. Zu diesem Zeitpunkt kann der GG-seitige Eingriffsabschnitt 191 so gestaltet sein, dass er in den wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 eingreift, der keiner zusätzlichen Bearbeitung unterzogen wird, wie in 6A gezeigt. Allerdings sind bei der Kurbelwelle 100 dieser Ausführungsform die Gestalten der Eingriffsabschnitte verbessert, sodass die Kurbelwelle 100 bei einer höheren Drehzahl rotiert werden kann und große Gegengewichtsabschnitte 190 auf dem Wellenabschnitt 110 angebracht werden können. Insbesondere wird die Umgebung eines Verbindungsabschnitts 112a, der in 6A durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist, des wellenseitigen Eingriffsabschnitts 112 mit dem Wangenabschnitt 114 zusätzlich durch spanabhebende Verfahren bearbeitet.
  • Wie in 6B gezeigt, wird der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112 durch zusätzliches Bearbeiten zu einem allgemein umgedrehten Dreieck umgeformt, das sich mit der Spitze auf dem Verbindungsabschnitt 112a befindet und dessen Basis sich auf der Seite eines distalen Endabschnitts 112b befindet. Insbesondere können gegenüberliegende Seiten 112c vorgesehen sein, die sich von dem distalen Endabschnitt 112b zu dem Verbindungsabschnitt 112a erstrecken. Die gegenüberliegenden Schrägflächen 112c haben die Funktion, Fliehkraft aufzunehmen, die auf den Gegengewichtsabschnitt 190 wirkt, wenn die Kurbelwelle 100, auf die der Gegengewichtsabschnitt 190 angebracht ist, rotiert. Insbesondere können die gegenüberliegenden Schrägflächen 112c eine Funktion erfüllen, den Gegengewichtsabschnitt 190, der sich von der Drehachse Xb in radialer Richtung unter der Fliehkraft fortbewegt, mit dem GG-seitigen Eingriffsabschnitt 191 in Eingriff zu bringen und den Gegengewichtsabschnitt 190 von dem Wellenabschnitt entfernt zu halten oder dagegen zu halten. Dementsprechend, reduzieren die gegenüberliegenden Schrägflächen 112c das Risiko, dass der Gegengewichtsabschnitt 190 bezüglich dem Wellenabschnitt 110 aufgrund von Vibrationen oder dergleichen während der Verwendung wackelt oder sich von diesem fortbewegt, selbst wenn der Gegengewichtsabschnitt 190 als separater Körper vorgesehen ist.
  • Während der Eingriffsabschnitt zu einem allgemein umgedrehten Dreieck verarbeitet wird und mit gegenüberliegenden Schrägflächen versehen wird, ist die Form des Eingriffsabschnitts für die Aufnahme von Fliehkraft in dieser Ausführungsform nicht auf diese Form beschränkt. Der Eingriffsabschnitt kann eine beliebige Form haben, vorausgesetzt, dass er eine Schrägseite oder -seiten mit einem Winkel hat, die es der Fläche ermöglichen, Fliehkraft aufzunehmen, die in einer Radialrichtung von der Drehachse Xb wirkt. Zum Beispiel kann der Eingriffsabschnitt die Gestalt von einem Fächer, einem Kreissektor oder einem T haben.
  • Der geschmälerte Bereich 114a, der in 6B gezeigt wird, ist, von vorne gesehen, einer der dünnen Abschnitte 114a, die oben unter Bezugnahme auf 5 erläutert wurden. Während die entgegengesetzten Seiten des geschmälerten Bereichs 114a erhöht sind, um einen H-förmigen Querschnitt zu bieten, leistet der Wangenabschnitt 114 in Bereichen, die zur Verbesserung der Drehsteifigkeit beitragen, im Wesentlichen keinen Beitrag zu der Drehsteifigkeit in distalen Endabschnitten, die den entgegengesetzten Seiten des Hubzapfenabschnitts 115 entsprechen; daher werden große Abschnitte der distalen Endabschnitte als überflüssige, dicke Teile entfernt.
  • 7A und 7B sind Ansichten, die nützlich sind, um jeden Gegengewichtsabschnitt 190 zu erläutern. 7A ist eine Vorderansicht des Gegengewichtsabschnitts 190 und 7B ist eine untere Ansicht des Gegengewichtsabschnitts 190. Die Gesamtgestalt des Gegengewichtsabschnitts 190 wird gemäß den Spezifikationen der Kurbelwelle 100 so bestimmt, dass die Trägheitskraft angemessen reduziert werden kann.
  • Der Gegengewichtsabschnitt 190 weist den GG-seitigen Eingriffsabschnitt 191 auf, der in Eingriff mit dem wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 steht. Der GG-seitige Eingriffsabschnitt 191 ist als konkave Nut mit Boden ausgebildet. Der Gegengewichtsabschnitt 190 ist an seinen Abschnitten um den GG-seitigen Eingriffsabschnitt 191 mit Verstemmungsmassen 192 vorgesehen, die von einer Oberfläche des Abschnitts 190 hervorkragen.
  • Der Gegengewichtsabschnitt 190 kann aus demselben Material ausgebildet sein, wie der Wellenabschnitt 110 oder aus einem anderen Material als der Wellenabschnitt 110. In dieser Ausführungsform ist der Gegengewichtsabschnitt 190 als separater Körper ausgebildet; daher kann ein Material mit höherer Dichte als das Material des Wellenabschnitts 110 verwendet werden. Auch wird der Gegengewichtsabschnitt 190 nicht unbedingt durch Schmieden ausgebildet, sondern es können andere Bearbeitungsverfahren verwendet werden. Zum Beispiel kann der Gegengewichtsabschnitt 190 durch Gießen oder Pressen ausgebildet werden. Wenn andere Verarbeitungsverfahren verwendet werden, können der Umfang der Optionen des Materials weiter ausgedehnt werden.
  • 8A - 8B sind nützliche Ansichten, um einen Befestigungsprozess zu erläutern. 8A zeigt die Art der Befestigung des Gegengewichtsabschnitts 190 auf dem Wellenabschnitt 110 und 8B zeigt die Verstemmungsart des Gegengewichtsabschnitts 190 mit dem Wellenabschnitt 110.
  • Wie in 8A gezeigt, ist in dem Befestigungsprozess der Gegengewichtsabschnitt 190, der als separater Körper ausgebildet ist, in dem Wellenabschnitt 110 angebracht, in dem der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112 zusätzlich bearbeitet wurde. Insbesondere greifen der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112 und der GG-seitiger Eingriffsabschnitt 191 ineinander. Da der GG-seitige Eingriffsabschnitt 191 die oben beschriebene Nut mit Boden ist, wird ein Positionieren des GG-seitigen Eingriffsabschnitt 191 in axialer Richtung über eine Oberflächenausrichtung erreicht.
  • Als nächstes wird ein Verstemmprozess als ein Schritt in dem Befestigungsprozess ausgeführt. Beim Verstemmen werden die Verstemmungsmassen 192 zusammengedrückt. Wenn die Verstemmungsmassen 192 zusammengedrückt wird, fließt ein Teil der Massen in Eingriffslücken, und ein weiterer Teil der Massen bedeckt Oberflächen des wellenseitigen Eingriffsabschnitts 112. Folglich wird der Gegengewichtsabschnitt 190 sicher an dem Wellenabschnitt 110 befestigt, ohne in Axial- und Radialrichtung zu wackeln.
  • Als nächstes wird der Herstellungsprozess der Kurbelwelle 100 lediglich zusammengefasst. 9 ist ein vollständiges Flussdiagramm des Herstellungsprozesses.
  • Als Prozess für das Umformen des Wellenabschnitts 110 wird zunächst ein Vorbereitungsprozess durchgeführt (Schritt S101). Der Vorbereitungsprozess umfasst einen Schneideprozess, um einen säulenförmigen Barren, dessen Faserströmung sich in Axialrichtung erstreckt, auf eine gewisse Länge abzuschneiden. Als nächstes wird der Vorformungsprozess durchgeführt (Schritt S102). Der Vorformungsprozess ist ein Prozess, um den vorgeformten Rohling 110b durch Biegen oder dergleichen wie oben anhand der 3A und 3B beschrieben zu erhalten.
  • Als nächstes wird der Pressprozess durchgeführt (Schritt S103). Der Pressprozess ist ein Prozess, um den vorgeformten Rohling 110b zu pressen, sodass wie oben anhand 4A - 4C beschrieben der Wellenabschnitt 110 ausgebildet wird. Der Pressprozess kann einen groben Umformungsschritt durch Gesenkschmieden des Rohlings zu einer ungefähren Gestalt umfassen und einen Nachbearbeitungsschritt, bei dem das grob umgeformte Stück mittels Gesenkschmieden in eine Endform gebracht wird. Auch kann ein Entgratungsprozess zum Entfernen von einem Grat, ein Oberflächenbehandlungsprozess zur Durchführung einer Oberflächenbehandlung, ein Abkühlungsprozess für die Entfernung von Wärme usw. selektiv nach Bedarf hinzugefügt werden.
  • Nachdem der Pressprozess beendet wurde, wird der zusätzliche Bearbeitungsprozess, der oben anhand der 6A und 6B erläutert wurde, ausgeführt (Schritt S104). Der zusätzliche Bearbeitungsprozess ist ein Prozess, um den wellenseitigen Eingriffsabschnitt 112 mit einem Aufnahmefläche bzw. -flächen zu versehen, der die Fliehkraft aufnimmt, die während der Verwendung auf den Gegengewichtsabschnitt 190 wirkt.
  • Währenddessen wird ein GG-Umformprozess für das Ausbilden des Gegengewichtsabschnitts 190 als separater Körper ausgeführt (Schritt S105). Bei dem GG-Umformprozess wird das Profil oder die Kontur des Gegengewichtsabschnitts 190 ausgebildet und der GG-seitige Eingriffsabschnitt 191 wird als Nut mit Boden ausgebildet.
  • Bei dem Befestigungsprozess wird der Gegengewichtsabschnitt 190, der bei dem GG-Umformprozess ausgebildet wird, auf dem Wellenabschnitt 110, der durch den zusätzlichen Bearbeitungsprozess gewonnen wurde (Schritt S106), angebracht. Der Befestigungsprozess umfasst das Verstemmen. Beim Verstemmen werden die Verstemmungsmassen 192 zusammengedrückt, sodass der Gegengewichtsabschnitt 190 an dem Wellenabschnitt 110 befestigt ist. Nachdem der Befestigungsprozess abgeschlossen wurde, wird ein Nachbearbeitungsprozess zum Schneiden oder Schleifen an Teilen durchgeführt, die geschnitten oder abgeschliffen werden müssen (Schritt S108) und die Kurbelwelle 100 wird fertiggestellt.
  • Während die oben beschriebene Kurbelwelle 100 für den vier-Zylinder-Motor verwendet wird, können Kurbelwellen für andere Motoren als vier-Zylinder-Motoren mit dem im Wesentlichen selben Herstellungsprozess hergestellt werden. Die Anzahl und Standort oder Einrichtung der Gegengewichtsabschnitte 190 kann jeweils optimiert werden. Obwohl die oben beschriebene Kurbelwelle 100 verschiedene oben beschriebene Merkmale aufweist, können Kurbelwellen hergestellt werden, die selektiv ein bestimmtes Merkmal oder Merkmale verwenden. Zum Beispiel da das Pressen mit vertikaler Kurbelebene hinsichtlich der verbesserten Steifigkeit effektiv ist, kann dieses Merkmal in dem Fall verwendet werden, in dem der Gegengewichtsabschnitt und der Wellenabschnitt integral als eine Einheit ausgebildet sind. Auch kann das Verstemmen durch einen Schweißprozess ersetzt werden, bei dem der wellenseitige Eingriffsabschnitt 112 und der GG-seitige Eingriffsabschnitt 191 zusammengeschweißt werden.
  • Während in dem oben beschriebenen Herstellungsprozess ein Warmschmiedeprozess zum Erwärmen und Schmieden des Rohlings verwendet wird, kann ein Kaltschmiedeprozess für das Schmieden des Rohlings ohne Erwärmen verwendet werden, vorausgesetzt, es werden bestimmte Voraussetzungen bezüglich des Rohlings, Verschmiedungsgrad, usw. erfüllt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 09/004738 [0002]

Claims (8)

  1. Herstellungsverfahren für eine Kurbelwelle (100), umfassend einen Hubzapfenabschnitt (115) und einen Lagerzapfenabschnitt (113), wobei das Verfahren folgendes aufweist: einen Vorbereitungsprozess, bei dem ein Gesenk (200) vorbereitet wird, das so ausgebildet ist, dass eine Trennebene des Hubzapfenabschnitts (115) und eine Trennebene des Lagerzapfenabschnitts (113) in Pressrichtung voneinander beabstandet sind; und ein Pressprozess zum Umformen eines Wellenabschnitts (110), der den Hubzapfenabschnitt (115) und den Lagerzapfenabschnitt (113) umfasst, indem ein Rohling (110a) mit dem Gesenk (200) gepresst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner aufweist: einen Umformungsprozess eines Gegengewichts, bei dem ein Gegengewichtsabschnitt (190) als separater Körper ausgebildet wird; und einen Befestigungsprozess, um den Gegengewichtsabschnitt (190) auf dem Wellenabschnitt (110) anzubringen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Befestigungsprozess einen Verstemmprozess umfasst, bei dem ein wellenseitiger Eingriffsabschnitt (112), der durch den Pressprozess auf dem Wellenabschnitt ausgebildet wird, zum Eingreifen in einen gegengewichtsseitigen Eingriffsabschnitt (191), der durch den Umformungsprozess des Gegengewichts ausgebildet wird, gebracht wird, und der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) und der gegengewichtsseitige Eingriffsabschnitt (191) miteinander verstemmt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das ferner einen zusätzliche Bearbeitungsprozess nach dem Pressprozess und vor dem Befestigungsprozess aufweist, bei dem zusätzlich der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) so bearbeitet wird, dass der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) eine Aufnahmefläche (112c) umfasst, die Fliehkraft aufnimmt, die während der Verwendung der Kurbelwelle (100) auf den Gegengewichtsabschnitt (190) wirkt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der zusätzliche Bearbeitungsprozess das Verarbeitung einer Gestalt des wellenseitigen Eingriffsabschnitts (112) umfasst, sodass der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) mindestens die Gestalt von einem umgedrehten Dreieck, einem Fächer, einem Sektor und/oder einem T hat.
  6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei bei Ausbildung mittels Pressprozess des Wellenabschnitts (110), der mit einer geraden Anzahl an Hubzapfenabschnitten (115-1, 115-2, 115-3, 115-4) und einer Mehrzahl an Lagerzapfenabschnitten (113-1, 113-2, 113-3, 113-4, 113-5), die in axialer Richtung des Wellenabschnitts (110) angeordnet sind, versehen ist, die wellenseitigen Eingriffsabschnitte (112-2, 112-3) an gegenüberliegenden Endabschnitten eines zentral platzierten Wellenabschnitts (113-3) als einer der mehreren Lagerzapfenabschnitte (113-1, 113-2, 113-3, 113-4, 113-5) vorgesehen sind und die wellenseitigen Eingriffsabschnitte (112-2, 112-3) nicht an den Lagerzapfenabschnitten (113-2, 113-4) neben dem zentral platzierten Lagerzapfenabschnitt (113-3) vorgesehen sind.
  7. Kurbelwelle (100), die Folgendes aufweist: einen Wellenabschnitt (110), der einen Hubzapfenabschnitt (115) und einen Lagerzapfenabschnitt (113) umfasst, und der einen wellenseitigen Eingriffsabschnitt (112) umfasst; einen auf dem Wellenabschnitt (110) angebrachten Gegengewichtsabschnitt (190), der einen gegengewichtsseitigen Eingriffsabschnitt (191) umfasst; wobei der Wellenabschnitt (110) und der Gegengewichtsabschnitt (190) miteinander integriert sind, sodass der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) in den gegengewichtsseitiger Eingriffsabschnitt (191) eingreift; und der wellenseitige Eingriffsabschnitt (112) eine Aufnahmefläche (112c) umfasst, die die Fliehkraft des Gegengewichtsabschnitts (190) aufnimmt, die von dem Wellenabschnitt (110) in radialer Richtung aufgebracht wird.
  8. Kurbelwelle (100) nach Anspruch 7, wobei eine Gestalt des wellenseitigen Eingriffsabschnitts (112) mindestens die eines umgedrehten Dreiecks, eines Fächers, eines Kreissektors und/oder eines Ts ist.
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