DE68917205T2

DE68917205T2 - Herstellung eines mit einer Bruchstelle versehenen Pulvermetall-Pleuels.

Info

Publication number: DE68917205T2
Application number: DE68917205T
Authority: DE
Inventors: Peter Y Hoag; David A Yeager
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2009-04-25
Also published as: AU8252091A; CA1332296C; EP0342800A2; EP0342800A3; AU644467B2; AU651361B2; AU617802B2; EP0342800B1; AU8252191A; US4993134A; ES2057114T3; DE68917205D1; AU3477689A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf die Technik der Herstellung ringförmiger Lageranordnungen mit trennbaren Lagerzapfen-Teilen, die eine Welle auf andere Weise als entlang einer Achsrichtung des Lagers aufnehmen können; und insbesondere bezieht sie sich auf die Technik der Herstellung gespaltener Pleuelstangen zur Verwendung in Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren.
Kraftfahrzeug-Pleuelstangen haben gewöhnlich ein Ende, das Teil einer ringförmigen Lageranordnung bildet, für die trennbare Kappen- und Rumpfteilstücke erforderlich sind, um das Einführen einer komplex konfigurierten Kurbelwelle aus einer Richtung zu ermöglichen, die nicht entlang der Lagerachse verläuft. Eine einfache Zapfenlager-Anordnung am entgegengesetzten Ende der Pleuelstange verbindet die Stange gewöhnlich mit einem Kolben; die Einfachheit dieser Verbindung ermöglicht die Aufnahme des Zapfens entlang der Lagerachse.
Der Einsatz kompakterer Motoren mit höherer Pferdestärken-Leistung bei zunehmend höheren Umdrehungen pro Minute hat eine zunehmende Belastung der Pleuelstange und ihrer Lager zur Folge. Die Stange aus zwei Teilen sollte als Teil aus einem Stück wirksam werden, um mit längerer Lebensdauer die dynamischen Kräfte zu übertragen. Um dieser Forderung gerecht zu werden, hat die Herstellung von Kraftfahrzeug-Pleuelstangen entwicklungsgeschichtliche Veränderungen erfahren.
Pleuelstangen wurden urspünglich hergestellt, indem man separat zusammenfügbare Kappen- und Rumpfteilstücke goß oder schmiedete. Diese Teile wurden meist aus kohlenstoffreichem Schmiedestahl hergestellt und wurden sowohl an den Verbindungs- wie auch den Schubseiten separat bearbeitet; dann wurden separat Löcher hineingebohrt, die Befestigungselemente aufnehmen sollten. Es war ein erster entwicklungsgeschichtlicher Schritt, die Pleuelstange aus einem Stück Stahl zu gießen oder zu schmieden und dann die Löcher zur Aufnahme der Befestigungselemente zu bohren. Das einzelne Stück wurde durchgesägt, um Kappen- und Rumpfteilstücke zu erhalten, die dann an den Schub- und Kontaktflächen grob bearbeitet wurden; beide Teile wurden dann für die Endbearbeitung verbolzt.
Ein ähnliches Verfahren für Pleuelstangen aus einem gesinterten und geschmiedeten Pulvermetall-Preßteil wird in einem Artikel von Tsumuti et al. beschrieben, "Anwendung von Pulverschmiede-Verfahren bei Kraftfahrzeug-Teilen", Metal Powder Report, November 1984, Seiten 629-635.
Die getrennten Schritte der maschinellen Bearbeitung und des Sägens waren nicht nur lästig und teuer, sondern konnten auch nicht sicherstellen, daß Kappe und Rumpf unter allen Betriebsbedingungen perfekt zusammenpaßten. Die Bolzen können kein perfektes Verzapfen von Kappen- und Rumpfteilstücken nach dem Verbolzen garantieren, weil zwischen dem nicht mit Gewinde versehenen Bolzenschaft und der Öffnung, durch die er sich erstreckt, ein gewisses diametrales Spiel besteht. Die Bolzen wurden mit einem Drehmoment versehen, um Verdichtungskräfte anzuwenden, die eine relative Bewegung zwischen den Teilstücken verhindern sollten. Unter bestimmten Betriebsbedingungen kann dieses inhärente Spiel der Befestigungselemente jedoch ungünstigerweise Leichte Verschiebungen der Kappen- und Rumpfteilstücke im Mikrometerbereich zulassen, was Auswirkungen auf die Lebensdauer des Lagers haben könnte.
Als nächster Schritt in dieser entwicklungsgeschicht lichen Veränderung wurde eine Pleuelstange aus einem Stück in die passenden Kappen- und Rumpfteilstücke mit wellenförmiger Grenzfläche gespalten, womit man an den Stellen, wo Kappen- und Rumpfteilstücke miteinander verbolzt waren, sich nicht verschiebende Oberflächen zu erzielen hoffte. Wenn diese Oberflächen richtig zusammengesetzt waren, sollte das Zusammensetzen Verschiebungen im Mikrometerbereich verhindern und eine genauere Betriebs-Ausrichtung garantieren.
Um das einzelne Stück in zwei Stücke zu spalten, wurde es ursprünglich mit einem harten Schlag auf einer Seite bearbeitet. Das hatte wegen der fehlenden Kontrollierbarkeit der Rißebene und wegen der möglichen Beschädigung der Pleuelstange wenig Erfolg. Ein früher Versuch einer aufprallfreien Spaltung gelang mittels Bruch des kurbelwellenseitigen Kolbenstangenendes der Pleuelstangen mit einem mittels eines Keils dehnbaren Mandrel, der in die Öffnung der Kurbelbohrung gesetzt wurde (siehe US-A-2.553.935). Die gesamte Endbearbeitung wurde vor dem Zerspalten an der aus einem Stück bestehenden Pleuelstange vorgenommen. Obwohl die Stange aus starkem- nicht brüchigem, kohlenstoffreichem Schmiedestahl bestand, wurde sie bei Raumtemperatur gespalten. Die Brüchigkeit entlang der Rißebene wurde erzielt, indem - durch Sägen, Fräsen und Bohren oder eine Kombination der drei Verfahren - tiefe radiale Reduktionen in die Bruchebene geschnitten wurden, um den abspaltbaren Abschnitt signifikant zu verkleinern. Diese Pleuelstangen waren für den Einsatz bei leichter Belastung gedacht, zum Beispiel in kleinen Außenbordmotoren oder in Rasenmähern.
Eine andere Möglichkeit der Spaltung wurde in US-A- 3.751.080 beschrieben, wo die Schwierigkeiten des Spaltens von starken, kohlenstoffreichen Stählen bei Raumtemperatur erkannt wurden, wenn diese Stähle zu den für Anwendungen in der Automobilindustrie erforderlichen großen Teilen geformt waren. Ein Elektronenstrahl wurde wellenförmig entlang einer gewünschten Spaltebene bewegt, um ein Paar gewellte, aufeinander abgestimmte Oberflächen zu erzielen. Wiederum wurde die gesamte maschinelle Bearbeitung vor dem Spalten durchgeführt. Diese Technik kann sich als ungünstig erweisen, nicht nur weil ein energiereicher Elektronenstrahl eine schädigende Auswirkung auf die Materialleistung zur Folge haben kann, sondern auch, weil sie als zeit- und kostenaufwendiger als die bisherigen Techniken betrachtet wird.
Ein neuerlicher Versuch der SPaltung wird in US-A- 4.569.109 beschrieben, in dem vorgeschlagen wird, daß die Stange aus Gußeisen, Aluminium oder Stahl bestehen kann, wobei das Material durch Kälte- oder Hitzebehandlung brüchig gemacht wurde. Solche Materialien können dann durch Anlegen von Spannung entlang einer Rißebene gespalten werden, während die relative Bewegung der Kappen- und Rumpfteilstücke beschränkt wird, um Verbiegen oder einen unvollständigen Bruch zu verhindern (das Material hat ausreichend Duktilität, so daß dieses Risiko besteht). Auch diese Methode sieht vor, daß die gesamte maschinelle Endbearbeitung vor der Spaltung durchgeführt wird. Die dieser Technik eigenen Nachteile sind: (a) Um Kälte- oder unnötige Hitzebehandlung zu vermeiden, muß Gußeisen oder Aluminium verwendet werden, das für eine gegebene Größe keine ausreichende Zugfestigkeit bietet; somit ist eine massivere Stange erforderlich, um eine höhere Festigkeit zu erzielen, was sowohl für die Spaltung bei Raumtemperatur als auch für eine besser ausbalancierte Stange ungünstig ist. (b) Weil die gesamte Formung oder maschinelle Bearbeitung vor der Spaltung durchgeführt werden muß, wird die Technik durch in Verbindung mit in Warmverformung bearbeitete Materialien negativ beeinflußt. (c) Eine separate maschinelle Bearbeitung muß durchgeführt werden, um die Stange für die Spaltung empfänglich zu machen. (d) Marginal duktile Materialien können nicht immer sauber gespalten werden. (e) Die die Spaltung einleitenden Kerben in der Wand der Kurbelbohrung bieten nur unzureichende Unterstützung für das Einführen eines Lagerkonstruktionsteils.
Außerdem gibt es einige Nachteile, die allen bisherigen Spalt-Techniken gemeinsam waren: (a) Wenn die Bolzen sowohl in das Kappen- wie auch in das Rumpfteilstück einer gespaltenen Stange eingesetzt sind, bleiben sie bis zum endgültigen Einbau lose an ihrem Platz und können somit unabsichtlich losgeschraubt und verlegt werden, wodurch ein Vertauschen der entsprechenden Teile möglich ist. (b) Das Spiel zwischen jedem Bolzenschaft und jeder Bolzenöffnung ist nicht ausreichend gesteuert, um eine adäquate Führung für das erneute Zusammenführen von Kappen- und Rumpfteilstück genau identisch an ihrem exakten Trennungspunkt zu ermöglichen. (c) Eine Leichte Verformung der Rundheit der Bohröffnung an Kappen- und Rumpfteilstücken kann mit der Spaltung durch Spannung bei Raumtemperatur einhergehen, die, wenn sie nicht während des Wiederzusammenbaus ausgeglichen wird, die Genauigkeit des endgültigen Einbaus beeinträchtigt. Und (d) die Notwendigkeit, maschinell Verschlußkerben an der Innen-Oberfläche der Bohröffnungswand einzuarbeiten, während Kappe und Rumpf voneinander getrennt sind.
Im Patent EP-A-0 330 830, das nach der Einreichung der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, jedoch ein früheres Prioritätsdatum beansprucht, wurde auch vorgeschlagen, eine Pleuelstange in einem Stück durch Sintern und Schmieden eines Pulvermetall-Preßteils zu formen, in dem vor dein Schmieden Rißkerben entweder in der ringförmigen Seite der Kurbelöffnung oder als ringförmige Kerben in den Bolzenlöcher geformt werden, so daß die Oberflächen der Kerben oxidiert sind und während des Schmiedens geschlossen werden. Das Schmiedeteil wird dann mittels eines dehnbaren Werkzeugs gespalten, das in die Kurbelöffnung oder in die Bolzenlöcher eingeführt wird, um eine Pleuelstange in zwei Stücken zu bilden.
Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt das Verfahren zur Herstellung einer Verbund-Pleuelstange zur Befestigung an einem Lagerzapfen durch Trennung der Stange folgende Schritte:
(a) Bildung einer Pleuelstange in einem Stück mit einer ringförmigen Wand, die eine Kurbelöffnung mit einer Mittelachse definiert, wobei die besagte Stange in der ringförmigen Wand mit Belastungs-Stoßflächen versehen ist, um eine Rißebene herzustellen, die sich über die besagte Kurbelöffnung erstreckt;
(b) Einbau eines Zugangs für eine Verdichtungskupplung über der besagten Rißebene;
(c) Anlegen von Spannung über der besagten Rißebene, um den Bruch von den besagten Belastungs-Stoßflächen aus entlang der besagten Rißebene zu verbreiten und dadurch das Zerbrechen der besagten pleuelstange in eine Kappe und einen Rumpf mit rissigen Oberflächen, und
(d) Erneutes Zusammenführen der besagten Kappe und des besagten Rumpfes durch Anwendung einer Verdichtungskupplung durch den besagten Zugang hindurch, um die besagte Kappe und den besagten Rumpf zusammenzuziehen, um die besagte Verbundstoff-Pleuelstange zu bilden, wobei
- die besagte Pleuelstange in einem Stück durch das Schmieden einer gesinterten Pulvermetall-Vorform hergestellt wird,
- die besagte Spannung bei Raumbedingungen im wesentlichen gleichförmig über die besagte Rißebene angelegt wird, und zwar indem die besagte Stange kontinuierlich lotrecht zu der besagten Rißebene auseinandergezogen wird, um die besagte Kappe und den besagten Rumpf zu erzeugen, und die Spannung ohne Beschränkung der jeweiligen Trennbewegung zwischen der besagten Kappe und dem Rumpf entlang der genannten Zugrichtung angelegt wird, und
- das besagte Wiederzusammenführen unter Führung und unter Metallverformungsdruck vorgenommen wird, um im wesentlichen ein exaktes Wiederzusammenführen der rissigen Oberflächen zu erzielen.
Die Belastungs-Stoßflächen können Riß-einleitende Spalten sein, die durch vorgeformte Einkerbungen in der ringförmigen Wand an entgegengesetzten Seiten der Kurbelöffnung erstellt werden und die sich im wesentlichen parallel zur Mittelachse erstrecken. Als Alternative dazu werden die Belastungs-Stoßflächen durch mindestens zwei maschinell bearbeitete Fugen gebildet, die nach dem Schmiede-Arbeitsgang gebildet werden können und die an entgegengesetzten Seiten der inneren Bohrungswand liegen und sich wiederum im wesentlichen parallel zur Mittelachse erstrecken. Die Wände der besagten Fugen sollten scharf zusammenlaufen, d.h. mit einem Öffnungswinkel von 70-100º.
Günstigerweise weist die Stange in einem Stück aus geschmiedetem Pulvermetall beim Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy einen Wert von 1,7-2,6 kgm/cm2 (10-15 ft.lb) bei 21ºC (70ºF) sowie eine Härte von 30-40 RC auf. Noch günstiger ist es, wenn die Pulvermetallstange beim Zugversuch Eigenschaften von 896-965 MPa (130-140 ksi), eine praktische Streckgrenze von 690- 5793 MPa (100-115 ksi), eine Bruchdehnung von 10-15% und eine Flächenreduzierung an der Streckgrenze von 30-40% aufweist.
Das Verhältnis der Masse der Stange zur Querschnittsfläche der Rißebene der Stange liegt vorteilhafterweise im Bereich von ungefähr 62-124 g/cm2 (400-800 g/in2) für Eisenmetall-Pleuelstangen und im Bereich von ungefähr 31-62 g/cm2 (200-400 g/in2) für Aluminiumlegierung-Stangen.
Wenn die Pleuelstange in einem Stück auseinandergezogen wird, kann das Kappenteilstück festgehalten werden, wobei nur das Rumpfteilstück sich entlang der lotrecht zur Rißebene verlaufenden Richtung gezogen wird; alternativ kann das Rumpfteilstück festgehalten werden, wobei das Kappenteilstück weggezogen wird. Vorzugsweise wird das Kappenteilstück durch Arretierungen, die die Schrägabweichung einschränken, im wesentlichen rechtwinklig zur Zugrichtung gehalten, und das Rumpfteilstück wird rechtwinklig zur Zugrichtung gehalten, indem das Stift-Ende des Rumpfteilstücks an einem gleitenden Träger befestigt wird und indem dieser Träger entlang einer parallel zur Zugrichtung verlaufenden Spur verläuft.
Die Führung während des erneuten Zusammenführens erfolgt vorzugsweise durch die Steuerung der diametralen Toleranz der Verdichtungskupplung und ihrer Zugangsöffnung auf 0,01-0,36 mm (0,006-0,014 Inch); der Zug dieser Kupplung wird mit einer Kraft ausgeführt, die im wesentlichen bis zur Streckgrenze des Metalls geht, das die Verdichtungskupplung enthält.
Zur Führung des Einsatzes der Verdichtungskräfte wird vorzugsweise ein Schein-Achszapfen verwendet, und an jeder diametralen Seite der ringförmigen Wand sind Vollradius-Lagersperrkerben vorhanden, die sich über die Rißebene erstrecken, wobei jede Kerbe über die gesamte Länge eine krummlinige radiale Extremität hat.
Zur Erfindung gehört auch die in Anspruch 19 beschriebene Vorrichtung, zu der folgendes gehört: (a) ein Konstruktionsteil zum Festhalten einer Innenseite einer Kurbelöffnung in einer im allgemeinen feststehenden Pleuelstange, wobei die eine Seite auf einer Seite einer beabsichtigten Rißebene liegt; und (b) Mittel zum kontinuierlichen Ziehen einer zweiten Innenseite der Öffnung in lotrechter Richtung weg von der ersten Seite, während die zweite Innenseite im wesentlichen rechtwinklig zur Zugrichtung gehalten wird.
Zu der die Erfindung darstellenden Pleuelstange gehört (a) ein Rumpf und eine Kappe, jeweils bestehend aus verdichtetem Pulvermetall, das von einer heißgeschmiedeten Pulvermetall-Vorform in einem Stück, die im wesentlichen reinförmig ist, gebrochen wurde, und wobei Rumpf und Kappe am im wesentlichen dem exakten Zusammenführungsort der gebrochenen Flächen wieder zusammengeführt werden und in dieser zusammengeführten Position durch mit Gewinde versehene Befestigungselemente zur Verdichtung gesichert werden, die sich über die Rißebene erstrecken; (b) sauber gerissene Oberflächen, die sich entlang der Rißebene erstrecken, von der nur wenige oder keine Ränder oder Kanten abweichen; (c) auf 0,01 mm (0,0004 Inches) oder weniger verbesserte Bohrtoleranzen; und (d) ein Verhältnis von Masse zu Querschnitts-Rißbereich von 62-124 g/cm2 (400-800 g/in2).
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher beschrieben, wobei auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen wird:
Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht einer geschmiedeten Pulvermetall-Pleuelstange in einem Stück, die gemäß dieser Erfindung gebrochen werden soll;
Figuren 2 (B-C) sind schematische Fließbilder der verschiedenen Verfahrensaspekte dieser Erfindung;
Figur 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Zugvorrichtung, die bei der Durchführung des Verfahrensaspekts der Erfindung nützlich ist;
Figur 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV- VI der Figur 3;
Figur 5 ist eine perspektivische Teilansicht eines Teils der Kappe der Pleuelstange, die deren gebrochene Oberfläche zeigt;
Figur 5a ist eine vergrößerte Seitenansicht der gebrochenen Oberflächen von Kappe und Rumpf;
Figur 6 ist eine vergrößerte perspektivische Explosionsansicht eines Abschnitts des kurbelwellenseitigen Kolbenstangenendes der Pleuelstange und eines Befestigungsselements, das zur Anwendung von Verdichtungskräften zwischen Kappe und Rumpf eingesetzt wird;
Figur 6a ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Befestigungselements, das in die Befestigungselement-öffnung der Stange in Figur 6 eingeführt ist; zusätzlich ist eine Zwinge mit übermaßpassung an ihrer Position dargestellt;
die Figuren 7 und 8 sind jeweils Riß- und perspektivische Seitenansichten einer Vorrichtung, die zur Führung und zum Zusammenziehen der gespaltenen Kappen- und Rumpfteilstücke über einen Schein-Achszapfen dient;
Figur 9 ist eine teilweise aufgebrochene Riß-Seitenansicht zur Darstellung der Verschlußkerben in der Kurbelbohrungs-öffnung;
Figur 9a ist eine vergrößerte Schnittansicht im wesentlichen entlang der Linie 9a-9a von Figur 9;
Figur 10 ist eine Rißansicht von vorn einer Pleuelstange, die gemäß dieser Erfindung bearbeitet wird und die in montierter Form mit einem Kurbelarmlager darin dargestellt ist;
Figur 11 ist eine perspektivische Ansicht der gemäß dieser Erfindung hergestellten, in einen Kraftfahrzeugmotor eingebauten Pleuelstangen.

Stange aus Pulvermetall in einem Stück

Allen Verfahrensaspekten dieser Erfindung ist die Verwendung einer gesinterten Vorform aus Pulvermetall gemein, die heißgeformt wird, um sich der Reinform einer Pleuelstange anzunähern. Durch den Mechanismus des kontrollierten Sinterns von legiertem Metallpulver mit anschließender kontrollierter Kühlung kann eine Pleuelstange geformt werden, die die gewünschte Kerben-Empfindlichkeit hat und somit mit einem gewünschten Bruchmuster gespalten werden kann, das eine verbesserte erneute Zusammenführung garantiert. Für Pulverstahl-Pleuelstangen ist beim Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy ein Wert von 0,8-1,7 kgm/cm2 (5-10 ft.lbs) bei 21ºC (70ºF) sowie eine Härte von 15-27 RC (75-88 RG) wünschenswert. Ein derartiges kerbenempfindliches Stahlmaterial kann auch dann erzielt werden, wenn die Pleuelstange beim Zugversuch physikalische Eigenschaften aufweist, zu denen z.B. eine äußerste Zerreißfestigkeit von 827-965 MPa (120-140 ksi), eine praktische Streckgrenze von 550-690 MPa (80-100 ksi), eine Bruchdehnung von 10-15% und eine Bereichsreduzierung im Verformungsbereich von 20-30% gehört.
Für Pleuelstangen aus Pulver-Aluminiumlegierung liegt der Wert beim Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy geringfügig unter dem für Pulverstahl bei 21ºC (70ºF); ein solches empfindliches Aluminiumlegierung-Material kann auch dann erzielt werden, wenn die anderen physikalischen Eigenschaften durch Faserverstärkung an anderen Bereichen der Stange verstärkt werden.
Zu diesem Zweck wird eine Reinform einer Pleuelstange aus Pulvermetall in folgenden Schritten gebildet: (a) Beimischen (Prozentsatz nach Gewicht der Beimischung) eines Eisenpulvers mit 0,4-0,8% Graphit und 1,5-2,5% Kupfer, wobei die Beimischung höchstens 1,5% Fremdbestandteile enthalten und eine durchschnittliche Partikelgröße von unter circa 74 um (-200 Mesh) aufweisen sollte; (b) die Beimischung wird unter ausreichendem Druck verdichtet, um eine Vorform zu definieren, deren Dichte und Konfiguration die Handhabung und anschließende Heißformung zu einer gewünschten Form erleichtern; (c) die Vorform wird bei einer Temperatur von mindestens 1120ºC (2050ºF) (vorzugsweise 1290ºC (2350ºF)) ungefähr 10-15 Minuten lang in einer Potentialatmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt (so niedrig wie 80 ppm) gesintert; die Potentialatmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt kann durch Verwendung einer Trockenwasserstoffatmosphäre, von dissoziiertem Ammoniak, oder durch mittels Molekularsieb getrocknete Stickstoff-/Wasserstoff-Mischungen erzielt werden; (d) Heißformen der gesinterten Vorform bei einer Temperatur von ungefähr 980-1040ºC (1800-1900ºF) bei einem Druck von 770-1540 MPa (50-100 Tonnen pro Quadrat- Inch), um eine geschmiedete Form mit einer Dichte von über 99% (mindestens ungefähr 7,82 g/cm3) zu definieren; und (e) kontrollierbares Abkühlen der heißgeformten Vorform zur Bildung einer Ferrit-Perlit-Mikrostruktur; dies kann erfolgen, indem man die Vorform im Ofen auf eine Temperatur von 927ºC (1700ºF) abkühlen läßt und danach in wässriger Lösung oder an der Luft, um die Vermeidung von Karbiden, aber auch die Vermeidung von zu weichem Material sicherzustellen.
Bei dem Eisenpulver kann es sich um ein Wasser-atomisiertes Weicheisenpulver handeln; die Beimischung kann nicht nur Kupfer und Graphit enthalten, sondern auch Mangan-Sulfid, und ein Wachs-Schmierstoff kann hinzugefügt werden, um die Herausnahme der verdichteten Pulverbeimischung aus der Form zu erleichtern. Die endgültige Zusammensetzung des gesinterten Metalls kann aus ungefähr 0,5% C, 2% Cu, 0,1% S, 0,7% Mn und der Restmenge Fe bestehen.
Bei der Beimischung des Eisenpulvers kann man eine Legierung einiger Bestandteile anwenden. Einige dieser Legierungs-Variationen werden in dem an den Erwerber der Rechte an dieser Erfindung übertragenen Patent US- A-4.069.044 näher beschrieben. Diese Legierungswirkstoffe müssen jedoch geändert werden, um ein Pulvermetall mit reduziertem Wert beim Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy herzustellen und so einen Sprödbruch zu erzielen.
Die Dichte der Vorform liegt vorzugsweise bei 6,5 g/cm3, was ungefähr 82% der theoretischen Dichte von Stahl entspricht und wobei die restlichen 18% aus Wachs-Schmierstoff und Porenanteil bestehen. Das Wachs wird durch Verdampfung während der frühen Erhitzung gemäß Schritt (c) entfernt, die in einem Dreh-Herdofen durchgeführt wird. Beim Schmieden wird die gesinterte Vorform vorzugsweise mit einem Druck der Presse verdichtet, die eine vorgeschmierte und vorerhitzte Form- Aushöhlung hat. Falls erforderlich, werden die heißgeformten Stangen entgratet, um Gratfond und Zweischeibenfond zu entfernen und so die technischen Anforderungen bezüglich der Dimensionsstärke zu erfüllen.
Wie in Figur 2B gezeigt, umfaßt das Verfahren gemäß der Erfindung im wesentlichen: (a) Schmieden einer Pulvermetall-Pleuelstange mit Belastungs-Stoßflächen zur Erstellung einer Rißebene; (b) Bilden eines Zugangs für eine Verdichtungskupplung über der Rißebene; (c) Reißen der Pleuelstange durch Spannung entlang der Rißebene; und (d) erneutes Zusammenführen der gespaltenen Teile unter Führung und unter Verformungsdruck. Zu den inbegriffenen Schritten, die nicht Teil der wesentlichen Schritte des Verfahrens sind, die jedoch bei der Herstellung der Stange angewandt werden, gehören: (e) die endgültige Bearbeitung der zusammengeführten Stange, und (f) Montage der endgültig bearbeiteten Stange auf eine Welle mit einer Lageranordnung.
Um Schritt (a) durchzuführen, werden die vorstehend beschriebenen metallurgischen Technologien angewandt. Wie in Figur 1 dargestellt, ergibt sich durch die heißgeformte Vorform eine Pleuelstange 10 mit einem kurbelwellenseitigen Kolbenstangenende 11, das für die Auf nahme einer Kurbelwange und einer Lageranordnung in einer Kurbelöffnung 12 eingerichtet ist, wobei diese Öffnung durch die ringförmige zylindrische Wand 13 mit einer Mittelachse 14 definiert ist. Die Stange 10 hat jeweils an entgegengesetzten Seiten der Stange gelegene Schultern 15 und 16 (betrachtet im Hinblick auf eine Längsachse 17 der Stange). Am Kolbenbolzenende 18 ist eine zylindrische Lagerwand 19 eingerichtet, um ein Zapfenlager entlang einer Mittelachse 20 auf zunehmen. Die Schultern 15 und 16 sind mit ausreichend Masse ausgestattet, um die Verbindungselement-Öffnungen 21 an jeder Seite aufzunehmen, und ihre Achse ist parallel zur Achse 17 ausgerichtet.
Die Belastungs-Stoßflächen 22 und 23 sind in der Vorform integriert, um eine Rißebene 24 zu bilden. Die Belastungs-Stoßflächen erlauben das Einleiten des Bruches und das Ausbreiten des Risses über der schwächsten Ebene des Materials, lotrecht zur Zugrichtung. Bei diesen Belastungs-Stoßflächen kann es sich um Risse an der Wand 13 handeln, die sich parallel zur Mittelachse 14 der Bohröffnung 12 und durch die Dicke 25 der Stange erstrecken (Längsausdehnung der Öffnung 12). Diese Risse können als offene Fuge oder Falte in den Schritt der Heißformung integriert werden, wenn die annähernde Reinform der Vorform hergestellt wird, und diese heißgeformte Fuge oder Falte kann weiter bearbeitet oder ausgedornt werden, um scharf konvergierende Wände mit einem Öffnungswinkel von 70-100º zu erhalten. Als Alternative können diese Belastungs- Stoßflächen anfänglich geformt werden, indem scharfe Fugen in die nicht oder nur grob maschinell bearbeitete Wand 13 der sich parallel zur Mittelachse 14 erstreckenden Kurbelöffnung 12 gespant oder ausgedornt werden; diese Risse oder Fugen sollten vorzugsweise scharf konvergierende Wände und eine Tiefe von ungefähr 0,75 mm (,030 Inch) haben, so daß sich der Riß bei Anwendung von Spannung an der Innenseite der BohrÖffnung über die Rißebene seitlich entlang dieser Ebene 24 ausbreitet.
Für die Zwecke von Schritt (b) stellen die Öffnungen 21 einen Zugang für mit Gewinde versehene Befestigungselemente dar, die zusammen mit der Stange als Verdichtungskupplung dienen (siehe Figuren 1 und 6).
Diese Öffnungen werden in die Schultern 15 und 16 über die Rißebene 24 hinweg gebohrt. In dem Abschnitt jeder Öffnung 21, der an der Seite der Ebene 24 gegenüber der Stelle liegt, von der aus der Bohrer in die Stange eingeführt wird, wird ein Gewinde geschnitten, um die Gewinde 26 herzustellen. Der andere Abschnitt der Öffnung 21 hat kein Gewinde und ist vorzugsweise so gestaltet, daß er ein diametrales Spiel von ungefähr 0.025 mm (0,001 Inch) zu dem sich durch ihn erstreckenden Bolzenschaft hat.
Vor dem Schritt des Reißens wird an der Stange in einem Stück nicht nur die Bohrung und das Gewindeschneiden vorgenommen, um den Zugang zu ermöglichen, sondern es ist auch möglich, (i) die Kurbelöffnungswand 13 und die Zapfenöffnungswand 19 grob zu bearbeiten, (ii) die Druck-Oberflächen 27 (an gegenüberliegenden Seiten der Stange und um die Kurbelöffnung 12 herum) zu schleifen, um hinsichtlich der Achse 14 lotrechte Druck-Seiten zu schaffen, (iii) die Druck-Seiten 28 (an gegenüberliegenden Seiten über der Zapfenwand 19) zu schleifen, um lotrecht zur Achse 20 liegende Druckseiten zu schaffen, und (iv) die Auflageflächen der Bolzenköpfe 29 maschinell zu bearbeiten oder planzusenken, um akkurate, lotrecht zu den Achsen der zylindrischen Öffnungen 21 (die Parallel zur Achse 17 liegen) und parallel zur Mittelachse 14 gelegene Oberflächen zu schaffen.
Der Schritt (c) wird ausgeführt, um Spannung über die Rißebene hinweg zu erzeugen, indem ein sich ausbreitender Druck an der Innenseite der Kurbelöffnungswand 13 angelegt wird und indem die Pleuelstange ständig in einer Richtung auseinandergezogen wird, die lotrecht zur Rißebene liegt, wobei entlang der Zugrichtung keine Beschränkung der jeweiligen Trennungsbewegung vorliegt. Das kann durch die in den Figuren 3 und 4 dargestellte Vorrichtung erfolgen. Ein Plattenpaar 70 und 71 wird starr, jedoch entnehmbar, angeordnet, um zwischen diesen Platten einen Block 72 mit Halbkreisschnitt zu erhalten, unter Verwendung einer Reihe von Paßstiften 73, die sich durch Platten und Block erstrecken. Die Seitenplatten 74,75 bilden mittels der Paßstifte 77 auf ähnliche Weise einen halbkreisförmigen Schnittblock 76 (entgegengesetzt dem Block 72). Ein Zapfen 78 jedoch (dessen Durchmesser dem Innendurchmesser der Zapfenöffnungswand 19 des Kolbenbolzenendes 18 der Pleuelstange entspricht) wird von den Platten 74,75 starr gehalten und in das Kolbenbolzenende der Stange eingeführt, damit die Seitenplatten 74,75 das Kolbenbolzenende der Pleuelstange wegziehen können. Die Zugkraft kommt von einem Betätigungselement 79 und ist so ausgerichtet, daß eine Zugkraft entsteht, die unter Unterstützung durch die Führungen 85 auf einem Bett 86 lotrecht zur Rißebene 24 wirkt, wodurch die Gleitbewegung der Platten 74,75 durch Ergänzungsschienen 87 geführt wird.
Die durch die geführte fortwährende Trennungsbewegung erzeugte Spannung bietet die Möglichkeit, marginal duktile Pleuelstangen zu brechen, ohne daß sich ein Hinweis auf Verformung ergibt. Es ist jedoch wünschenswert, daß die Härte der Pulvermetall-Stange am oberen Ende des bevorzugten Bereichs liegt, um die Konsistenz des Risses zu erhöhen.
Die Rundheit der Kurbelbohrungsöffnung wird unerwarteterweise besser beibehalten, und dabei treten keine oder nur geringe Hinweise auf Verformung auf. Eine etwaige Unrundheit wird durch endgültige maschinelle Bearbeitung entfernt, jedoch mit größerer Effizienz wegen der Genauigkeit der Öffnung. Die Oberflächen der Rißebene sind durch eine einzigartige Zerklüftung gekennzeichnet (vergleichbar mit einzigartigen Fingerabdrücken), die von den Verformungen im Mikrometerbereich der Erhebungen 58 herrühren, wie in Figur 5a dargestellt, und die Kurbelebene ist frei von erhabenen Lippen oder Kanten, die ein Problem der Produzentenhaftung darstellen können, wenn sich solche Lippen während des Betriebs lösen und in das Schmiersystem geraten.
Zu Schritt (d) gehört das erneute Zusammenführen der gespaltenen Abschnitte (Kappe 52 und Rumpf 53) mit der exakten Gleichheit der Bruch-Zerklüftung (oder der Fingerabdrücke), wie in Figur 5a dargestellt. Dazu werden zwei Vorgänge eingesetzt die mit Gewinde versehenen Befestigungselemente 60 werden in die Befestigungselemente-Öffnungen 21 eingeführt, um Kappe 52 und Rumpf 53 zusammenzuziehen (siehe Figur 6). Eine Fehlausrichtung von Kappe und Rumpf im Mikrometerbereich wird durch Kontrolle des zwischen 0,15 - 0,36 mm (,006-,014 Inch) liegenden diametralen Spiels zwischen dem Schaft 60a jedes Bolzens und dem nicht mit Gewinde versehenen Abschnitt der Öffnung 21 vermieden.
Es ist vorteilhaft, wenn das Befestigungselement 60 (d.h. Bolzen (Klasse 8) aus Stahllegierung) bis zur Streckgrenze des Stahlmaterials des Bolzenschafts belastet wird (indem mit hohem Drehmoment gegen die Gewinde 54 der Öffnung gedreht wird). Die Streckgrenze der Peaks 58 des zerklüfteten Bruchs ist niedriger als die Streckgrenze des Bolzen 60 aus Stahllegierung. Es ist wichtig, daß eine Ausrichtung von Kappe und Rumpf im Mikrometerbereich durchgeführt wird, weil bei allen nicht ausgerichteten Peaks und Talbereichen der Zusammenführungen eine gewisse duktile Verformung auftritt, wenn Kappe und Rumpf zusammen verdichtet werden. Das vereinfacht das Zusammenführen, reduziert jedoch den Ineinandergreif-Effekt zwischen den Peaks der Zusammenführungs-Oberflächen. Fehlausrichtungen im Mikrometerbereich können ferner durch Verwendung einer chein-Achszapfenführung 67 verhindert werden (siehe Figuren 7 und 8), und eine etwaige Unrundheit der Wand 13 von Kappe und Rumpf wird ebenfalls während dieser Zusammenführung behoben. Der Schein-Achszapfen wird in die Kurbelöffnung 12 eingeführt, wobei das diametrale Spiel zwischen der äußeren Oberfläche des Schein-Achszapfens 67a und der inneren Kurbelöffnungswand ungefähr 0,015 mm (0,0006 Inch) oder weniger beträgt. Der schein-Lagerzapfen sollte innerhalb einer Toleranz von ± 0,015 mm (0,0006 Inch) im wesentlichen als Äquivalent des Lagerzapfens betrachtet werden, d.h. der Kombination der Lagerbuchse 64 und des Kurbelarms 65, die in das kurbelwellenseitige Kolbenstangenende der Pleuelstange einzuführen sind und von diesem aufgenommen werden. Vorteilhafterweise kann dieser Schein-Achszapfen auf einem aufrechten Bock 62 getragen werden und daran mit den Befestigungselementen 63 befestigt werden. Der Träger richtet den schein-Lagerzapfen so aus, daß er rechtwinklig zu den Achsen 14 und 17 der Pleuelstange liegt.
Nach dem erneuten Zusammenführen der Kappen- und Rumpfteilstücke kann als zusätzlicher Schritt (e) die endgültige Bearbeitung der zusammengeführten Stangenteilstücke ausgeführt werden. Diese Bearbeitung wird (i) an der Kurbelbohrungsöffnung 12 ausgeführt, um Material bis auf eine Tiefe von ungefähr 0,43 mm (,017 Inch) zu entfernen, was ungefähr 60-75% der Tiefe einer Kerbe in der Wand 13 entspricht; (ii) sowie an den Schub-Oberflächen 27 durch leichtes Schleifen, um das Material nur bis zu einer Tiefe von ungefähr 0,13 mm (,005 Inch) zu entfernen; und (iii) an den Stellen für das Fräsen der Verschlußkerben, wie in Verbindung mit C in Figur 2 beschrieben wird.
Wie in den Figuren 9, 9a und 10 dargestellt, besteht der zweite Schritt von (e) darin, eine oder mehrere Verschlußkerben 80 in der fertig bearbeiteten Wand 13 zu bilden, wobei sich diese Kerben über die Rißebene 24 erstrecken und über die ganze Länge eine gekrümmte radiale Extremität 81 haben. Die Kerben 80 können gebildet werden, indem mit einem rotierenden Schneidwerkzeug mit einem Schneideradius, der wesentlich geringer ist als der Radius der Wand 13, Fugen gefräst werden. Die Fugen können einen rechtwinkligen Querschnitt haben, der von einer Breite 82 von ungefähr 6,3 mm (0,25 Inch) definiert ist, und einen Fugenboden (radiale Extremität 81), der sich über eine Distanz 99 12-25 mm (0,5-1 Inch) zu beiden Seiten der Rißebene 24 erstreckt. Diese Kerben bieten einen steilen Schulterzwischenraum, in den sich die Griffzapfen 83 und 84 der halbrunden oder halbmuschelförmigen Lagerbuchsen 64 radial erstrecken können. Diese halbmuschelförmigen Lagerbuchsen sind gegen axiale Verschiebung im Hinblick auf die Achse 14 gesperrt, vorausgesetzt daß die Griffzapfen gleitend in die Breite dieser Fugen hineinpassen.
Zum Schritt (f) gehört die Montage der gespaltenen Pleuelstange auf eine Welle 65 (d.h. Kurbelwange einer Kraftfahrzeug-Kurbelwelle 92), wobei die Halbhülsen der Lagerbuchse 64 dazwischen angeordnet sind. Diese Lagerbuchse kann aus lamelliertem Bronze-Pulvermetall mit einer Beschichtung aus Babitt-Material bestehen. Die Halbhülsen werden an die Wand der Kurbelbohrungsöffnung 13 schrumpfgepaßt und so ausgerichtet, daß sich die Hülsen während der Montage auf die Welle 65 jeweils mit der Kappe beziehungsweise dem Rumpf abtrennen lassen.
Zu einem herkömmlichen Schritt (f) würde gehören, daß die Bolzen soweit befestigt werden, daß Kappe und Rumpf getrennt werden können, so daß das Einführen der Halbhülsen-Lager in die einzelnen Teile der Pleuelstange sowie die Montage dieser Kappe und dieses Rumpfes um die richtige Kurbelwange einer Kraftfahrzeug-Kurbelwelle 92 möglich sind. Zur Vereinfachung des Festhaltens der Bolzen 60 an der Kappe der Pleuelstange können vor dem Schneiden der Gewinde an den einzelnen Bolzen Preßpassungs-Bänder 69 oder Zwingen auf den Schaft der einzelnen Bolzen geschoben werden; wenn der Bolzen völlig in die Öffnung 21 hineingeschraubt ist, schiebt der Bolzenkopf 60b das Band oder die Zwinge als Preßpassung an Ort und Stelle (wie in Figur 6a dargestellt). Somit verhindert das Band 69 selbst bei vollständiger Abschraubung der Bolzen 60 vom Rumpf 53, daß der mit Gewinde versehene Teil des einzelnen Befestigungselements durch dieses Band hindurchschlüpft und dadurch an der Kappe 52 festgehalten wird. So wird der Verlust von Bolzen während der Befestigung an der Kurbelwelle verhindert, und die Automatisierung dieser Montage wird durch diese Bolzen- und Kappenanordnung vereinfacht.
Eine Anwendungsform der sich ergebenden Pleuelstange aus zwei Stücken ist folgendermaßen gekennzeichnet: (a) ein Rumpf und eine Kappe, die jeweils aus vedichtetem Pulvermetall bestehen und von einer aus einem Stück bestehenden heißgeschmiedeten Pulvermetall- Vorform, die im wesentlichen Reinform hat, abgespalten werden, wobei Rumpf und Kappe an einem Punkt wieder zusammengeführt werden, der im wesentlichen der exakte Zusammenpaßpunkt der gebrochenen Oberflächen ist, und in dieser wieder zusammengepaßten Position mittels mit Gewinde versehenen Befestigungselementen zur Verdichtung befestigt werden, die sich über die Rißebene erstrecken; (b) saubere, gerissene Oberflächen, die sich über die Rißebene erstrecken und von denen nur wenige oder keine erhabenen Lippen oder Kanten abweichen; (c) auf 0,01 mm (0,0004 Inch) oder weniger verbesserte Bohrtoleranzen; und (d) ein Verhältis von Masse zu Riß-Querschnittsfläche von 62-124 g/cm2 (400-800 g/in2).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbund-Pleuelstange zur Befestigung an einem Lagerzapfen durch Trennung der Pleuelstange, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

(a) Formen einer Pleuelstange in einem Stück (10) mit ringförmiger Wand (13) zur Definition von Kurbelöffnung (12) mit Mittelachse (14), wobei besagte Stange (10) mit Belastungs-Stoßflächen (22,23) in der ringförmigen Wand (13) zur Erzeugung einer sich über besagte Kurblöffnung erstreckenden Rißebene (24) versehen ist;

(b) Bildung von Zugang (21) für Verdichtungskupplung über besagte Rißebene;

(c) Anlegen von Spannung über besagte Rißebene (14) hinweg zur Ausbreitung des Bruches von besagten Belastungs-Stoßflächen (22, 23) entlang besagter Rißebene (24) und somit Aufspaltung besagter Pleuelstange (10) in Kappe (52) und Rumpf (53) mit gerissenen Oberflächen (56, 57), und

(d) erneutes Zusammenführen besagter Kappe (52) und besagten Rumpfs (53) durch Anwendung von Verdichtungskupplung durch besagten Zugang (21) hindurch, um besagte Kappe (52) und besagten Rumpf (53) zusammenzuziehen, um besagte Verbund-Pleuelstange zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

- besagte Pleuelstange in einem Stück durch Schmieden einer gesinterten Pulvermetall-Vorform hergestellt wird,

- besagte Spannung bei Raumtemperatur im wesentlichen gleichförmig über besagte Rißebene (24) angelegt wird, indem besagte Stange fortwährend in lotrechter Richtung zu besagter Rißebene auseinandergezogen wird, um besagte Kappe (52) und besagten Rumpf (53) zu erzeugen, und daß besagte Spannung ohne Beschränkung der jeweiligen Trennungsbewegungen zwischen besagter Kappe und besagtem Rumpf entlang besagter Zugrichtung ausgeübt wird, und

- besagtes erneutes Zusammenführen unter Führung und unter Metall-Verformungsdruck ausgeführt wird, um ein im wesentlichen exaktes erneutes Zusammenpassen besagter gerissener Oberflächen (56, 57) zu erzielen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin besagte Belastungs-Stoßflächen (22, 23) Riß-einleitende Spalten sind, die in besagte ringförmige Wand (13) an entgegengesetzten Seiten besagter Kurbelöffnung (12) eingearbeitet werden und die sich im wesentlichen parallel zu besagter Mittelachse (14) erstrecken.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin besagte Riß-einleitende Spalten so bearbeitet werden, daß sie eine V- förmige Kerbe mit einem Öffnungswinkel im Bereich von 70-100º bilden.

4. Verfahren gemäß allen vorstehenden Ansprüchen, worin besagte Belastungs-Stoßflächen nach dem Schmieden besagter Stange durch maschinelle Bearbeitung gebildet werden.

5. Verfahren gemäß allen vorstehenden Ansprüchen, worin besagtes fortwährendes Auseinanderziehen durch Festhalten besagter Kappe (52) im Hinblick auf die Zugrichtung erfolgt, wobei besagter Rumpf (53) mit steigender Spannung entlang besagter Richtung über besagte Rißebene hinweg gezogen wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, worin eine der besagten Kappe (52) oder Rumpf (53) durch Arretierungen, die Schrägabweichungen einschränken, im wesentlichen rechtwinklig zur Zugrichtung gehalten werden, und die andere der besagten Kappe oder Rumpf durch Befestigung dieses anderen Teils an einer verschiebbaren Stütze (74, 75) rechtwinklig zu besagter Zugrichtung gehalten wird, während das Gleiten besagten Träger entlang einer Schiene (85) parallel zur Zugrichtung gesteuert wird.

7. Verfahren gemäß jeglichem vorstehenden Anspruch, worin zu besagtem Zugang mit Gewinde versehene öffnungen (21) für Befestigungselemente in besagter Stange gehören, die sich über besagte Rißebene erstrecken, und worin besagte Kappe (52) und besagter Rumpf (53) durch mit Gewinde versehene, in besagte Öffnungen (21) eingeführte Befestigungselemente (60) miteinander verbolzt sind, wobei besagte Befestigungselemente besagte Kappe und besagten Rumpf mit einer Kraft zusammenziehen, die im wesentlichen bis zur Streckgrenze besagter Befestigungselemente geht.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, worin besagte mit Gewinde versehene Befestigungselemente in besagte Befestigungselemente-öffnungen eingeführt werden und ausreichend gedreht werden, um besagte Kappe und besagten Rumpf unter Führung durch Schein-Achszapfen (67) zusammenzuziehen, um ein im wesentlichen exaktes erneutes Zusammenpassen der gerissenen Oberflächen von Kappe und Rumpf zu erzielen, wobei der Schein-Achszapfen mit einer diametralen Toleranz von plus/minus 0,015 mm (0,0006 Inch) mit dem Lagerzapfen identisch ist, der in die Kurbelöffnung eingeführt werden soll.

9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder Anspruch 8, worin besagte Befestigungselemente einen nicht mit Gewinde versehenen Schaft (60a) haben, der so gestaltet ist, daß er sich mit einem diametralen Spiel dazwischen durch die gesamten Befestigungselemente-Öffnungen in besagter Kappe (52) erstreckt, wobei besagte Bei estigungselemente mit einem gleitend auf besagtem Schaft (60a) verschiebbaren Band (69) mit glatter Oberfläche und einer kurvigen Außenfläche eingeführt werden und wobei sie eine radiale Höhe haben, die einen wirksamen Festsitz mit den Befestigungselemente-Öffnungen in besagter Kappe ermöglicht.

10. Verfahren gemäß jeglichem vorstehenden Anspruch, worin besagte ringförmige Wand (13) nach erneutem Zusammenführen besagter Kappe und besagten Rumpfs endgültig bearbeitet wird, indem Material bis auf eine radiale Tiefe abgehoben wird, in der ein Großteil besagter Belastungs-Stoßflächen entfernt ist.

11. Verfahren gemäß jeglichem vorstehenden Anspruch, worin nach dem erneuten Zusammenführen von Kappe und Rumpf die ringförmige Wand, die die Kurbelöffnungen besagter Pleuelstange definiert, in besagtem zusammengeführten Zustand auf endgültige Fertigmaße hin bearbeitet wird, und worin Verschlußkerben (80) für Lager an jeder diametralen Seite besagter ringförmiger Wand geformt werden, die sich über besagte Rißebene hinweg erstrecken, wobei jede Kerbe über die gesamte Länge eine kurvenförmige radiale Extremität (81) hat.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, worin ein Paar besagter Kerben (80) gebildet werden, die jeweils parallel zueinander an einer Seite der Kurbelöffnung (12) liegen.

13. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder Anspruch 12, worin besagte Kerben einen im allgemeinen rechtwinkligen Querschnitt haben.

14. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin die geschmiedete Pulvermetall-Pleuelstange in einem Stück beim Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy einen Wert von 1,7-2,6 kgm/cm2 (10-15 ft.lb) bei 21ºC (70ºF) sowie eine Härte von 30-40 RC aufweist.

15. Verfahren gemäß Anspruch 14, worin besagte geschmiedete Pulvermetall-Pleuelstange in einem Stück zusätzlich eine Zerreißfestigkeit von 896-965 MPa (130-140 ksi), eine Bruchdehnung von 10-15% und eine Flächenreduzierung an der Streckgrenze von 30-40% aufweist.

16. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Pleuelstange aus Eisenbasis-Metall ist und ein Verhältnis von Masse zu gerissener Oberfläche im Bereich von 62-124 g/cm2 (400-800 g/in2) aufweist.

17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, worin die Pleuelstange auf Aluminiumlegierung basiert und ein Verhältnis von Masse zu gerissener Oberfläche im Bereich von 31-62 g/cm2 (200-400 g/in2) aufweist.

18. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, worin die Pleuelstange in einem Stück vor Schritt (c) grob maschinell bearbeitet wird, wobei besagte Stange flache Lagerflächen (27) angrenzend an beide Enden besagter ringförmiger Wand hat und wobei besagte flache Flächen und besagte ringförmige Wand grob maschinell bearbeitet werden.

19. Gerät zum Bruch einer geschmiedeten Pulvermetall- Pleuelstange über eine Kurbelöffnung (12) hinweg und darin entlang über eine im voraus festgelegte, durch Belastung-Stoßflächen in der Wand besagter Öffnung definierte Rißebene (24) zur Bildung einer Kappe (52) und eines Rumpfs (53) einer Verbund-Pleuelstange, mittels Anwendung einer Trennkraft lotrecht zu besagter Rißebene durch Mittel, die in die Kappen- und Rumpfteile besagter Stange eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß zu besagten Mitteln folgendes gehört:

- feststehendes Konstruktionsteil (72), das in die Kappenseite besagter Kurbelöffnung (12) eingreift,

- in Führungsschienen (85) verschiebbare Gleitplatte (74, 75), die im wesentlichen lotrecht zu besagter Rißebene (24) steht, zur Befestigung besagten Rumpfteils, und

- Mittel (79) zum fortwährenden Wegziehen besagter Gleitplatte (74, 75) von besagtem feststehenden Konstruktionsteil (72),

- wobei besagte Gleitplatte einen Zapfen (78) trägt, der in das Kolbenbolzenende (19) besagter Pleuelstange hineinpaßt, sowie ein Konstruktionsteil (76), das in die Rumpfseite besagter Kurbelöffnung (12) hineingreift, um sie im wesentlichen rechtwinklig zur Richtung besagten Ziehens zu halten.