DE2913865A1

DE2913865A1 - Kurbelwelle fuer verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in kraftfahrzeugen, und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2913865A1
Application number: DE19792913865
Authority: DE
Inventors: Pavel Dipl Ing Hora
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1980-10-23

Description

Kurbelwelle für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in
Kraftfahrzeugen, und Verfahren zu ihrer Herstellung == =-== = = - - === = ===== = == ===== === == = == = = == == == = == n Die Xfindung bezieht sich auf eine gehärtete Kurbelwelle von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei der die Hohlkehlen mitgehärtet sind.
Es ist bekannt, bei Kurbelwellen von Verbrennungskraftmaschinen nicht nur die jeweiligen Gleitstellen zu härten, sondern auch die Hohlkehlen, d.h. die tbergänge der Gleitstellen zu den angrenzenden Planken. Durch dieses Mithärten der Hohlkehlen läßt sich die Schwingfestigkeit der Kurbelwelle wesentlich erhöhen. So können hierbei Steigerungen der Schwingfestigkeit erzielt werden, die etwa dem doppelten Wert einer an ihren Hohlkehlen nicht gehärteten Kurbelwelle entsprechen.
Der nachteil derartiger komplett gehärteter Kurbelwellen besteht darin, daß diese nach der Härtung nicht mehr richtbar sind, so daß man gezwungen ist, den durch den Härtevorgang bewirkten Verzug in aufwendiger Weise durch Schleifen der Kurbelwelle herauszubringen. Aufgrund dieses schwerwiegenden j4achteils ist bisher die Einführung solcher komplett gehärtete Kurbelwellen in die Großserienherstellung gescheitert.
Aufgabe der Erfindung ist es, geeignete tSßnahmen dafür zu treffen, daß komplett gehärtete Eurbelwellen auch in Großserie unter vertretbarem Aufwand herstellbar sind.
nach c.em Grundgedanken der Erfindung ist eine solche gehärtete Kurbelwelle im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die gegehärteten Kurbelwellenzapfen in der Mitte jeweils eine durch Anlassen erzeugte, im Vergleich zu den übrigen Bereichen weichere Zone aufweisen. Durch die angelassene Zone geringerer Härte in der Mitte des Kurbelwellenzapfens ist es möglich, den durch das Härtet erzeugten Verzug der wurbelwelle durch hichten zu beseitieen. Das bisher erforderliche aufwendige Schleifen ist nicht mehr erforderlich.
Nach einem weiteren grundmerkmal der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren zur Herstellung derartiger gehärteter hurbelwellen durch folgende nacheinander vorgenommene Verfahrensschritte aus: a) Einhärten der hurbelwellenzapfen, einschließlich der Radien (Hohlkehlen).
b) Anlassen der Zapfenmitte, so daß dort eine relativ weiche Zone entsteht.
c) Richten der Kurbenwelle, derart, daß eine bleibende Deformation nur in der Zapfenmitte zusstandekommt.
Diese: Verfahren kann insbesondere bei hohlen Kurbelwellen Verwendung finden.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Anlassen der Kurbelwellenzapfen in deren Miten auf induktivem wege vorzunehmen. Die Kurbelwelle kann anschließend in an sich bekannter Weise mittels einer Hichtpresse oder durch Xollrichten im kalten oder warmen Zustand gerichtet werden. Alternativ ist es auch möglich, die Kurbelwelle während des Induktivanlassens im warmen Zustand zu richten.
Durch die Erfindung werden - außer der bereits erwähnten Nöglich- Keit des Richtens - noch folgende weitere wesentliche Vorteile erreicht. Einmal kann die bei bisher üblichen Kurbelwellen erforderliche Vergütung wegfallen, wodurch eine wesentliche Verbilligung bei der Herstellung der Kurbelwelle erzielbar ist.
Des weiteren ist es möglich, anstelle der bisher verwendeten teuren legierten stähle (z.B. 37 Cr 4 V oder 42 Gr ho 4 V) unlegierte Kohlenstoffstähle, z.B. Ok 45 Is, zu verwenden.
Das Einbringen der erforderlichen Schmiermittelbohrungen kann vorteilhafterweise nach dem Anlassen des Kurbenwellenzapfens erfolgen. Hierdurch wird das Auftreten von Härterissen an der Schmiermittelbohrung vermieden.
Die erfindungsgemäße Kurbelwelle zeichnet sich ferner durch aus, daß ein Schleifen von drei keparaturstufen ohne lvachhärten möglich ist.
In der Zeichnung ist anhand eiries (teilweisen) Längsschnittes durch eine kurbelwelle ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die Drehachse der einteilig ausgebildeten Kurbelwelle 1() ist mit 11 bezeichnet. Eine weitere strichpunktierte Linie 12 kennzeichnet die Mittelachse der Zapfen der Kurbelwelle, von denen einer aus der Leichnung ersichtlich und mit 13 beziffert ist.
Der Eurbelwellenzapten 13 ist seitlich - wie üblich - durch Kurbelwellenwangen 14, 15 begrenzt.
Die aus der zeichnung ersichtliche Kurbelwelle 10 weist zahlreiche gehärtete Zonen auf, die mit 16 bis 18 bezeichnet sind.
Die Zeichnung verdeutlicht hierbei insbesondere, daß die mit 19 bis 22 bezifferten Radien (Hohlkehlen) der Kurbelwelle in die gehärteten Zonen 16 bis 18 mit einbezogen sind. Die Zonen 16 bis 18 sind durch Induktionshärtung erzeugt worden.
ln de durch eine strichpunktierte Linie 23 gekennzeichneten mitte des Kurbelwellenzapfens 13 ist eine weitere im Schnitt etwa parabelförmige umlaufende Zone 24 eingezeichnet. Diese ist durch induktives Anlassen nach dea Härtevorgang erzeugt worden und zeichnet sich entsprechend durch eine geringere Härte als die umgebenden gehärteten Zonen aus. Der Härteverlauf längs des Kurbelwellenzapfens 13 (nach Rockwell) ist in der Zeichnung durch Pfeile veranschaulicht. Durch die eine geringere Härte aufweisende angelassene Zone 24 in der Mitte 23 de Kurbelwellenzapfens 13 ist es möglich, die Kurbelwelle nach dem Härtevorgang zu richten und dadurch in einfacher Weise den durch das Härten erzeugten Verzug wieder aussugleichen.
Es is ferner zweckmäßig, die in der Mitte des Kurbelwellenzapfens angedeutete und mit 25 bezifferte Schmiermittelbohrung erst flach dem Anlaßvorgang einzubringen, da hierdurch vorteilhafteweise Härterisse vermieden werden können.

Claims

Ansprüche 1. Gehärtete Kurbelwelle von Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere in Kraftfahrzeugen, bei der die Hohlkehlen aitgehärtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gehärteten Kurbelwellenzapfen (13) in der tzlitte (23) jeweils eine durch Anlassen erzeugte, im Vergleich zu den übri-.,en Bereichen (16, 17, 18) weichere Zone (24) aufweisen.
2. gehärtete Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe aus unlegiertem Kohlenstoffstahl, vorzugsweise Gk 45 , besteht.
3. verfahren zur Herstellung von gehärteten Kurbelwellen, aach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende nacheinander vorgenommene Verfahrensschritte: a) Sinhärten der Kurbelwellenzapfen (13) einschließlich der Radien (Hohlkehlen 19 bis 22).

b) Anlassen der Zapfenmitte (23), so daß dort eine rela tiv weiche Zone (24) entsteht.

c) Hichten der Kurbelwelle (10), derart, daß eine bleibende Deformation nur in der Zapfenmitte (23, 24) zustandekommt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlassen der Kurbelwellenzapfen (13) in deren hatten (23) auf induktivem Wege erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (10) in an sich bekannter Weise mittels einer Richtpresse gerichtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3 ower 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eurbelwelle (10) durch Rollrichten im kalten Zustand gerichtet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (10) durch Sollrichten im warmen Zustand gerichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (10) während des Induktivanlassens im warmen Zustand gerichtet wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohren der Schmierlittelbohrungen (25) nach dem Anlassen des Kurbelwellzapfens (13) erfolgt.