DE9305170U1 - Aus Stahl geschmiedetes Pleuel - Google Patents
Aus Stahl geschmiedetes PleuelInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein aus Stahl geschmiedetes Pleuel
mit einem Kurbelwellenauge mit einer großen Lochung,
einem von diesem ausgehenden Schaft und mit einem
Kolbenbolzenauge am anderen Ende des Schafts, wobei an
mindestens einem quer zur Längserstreckung des Schaftes und mittig zur Lochung des Kurbelwellenauges gerichteten Bereich des Kurbelwellenauges eine Sollbruchstelle
ausgebildet ist, an welcher das gesamte Pleuel in einen Pleueldeckel und eine Pleuelstange brechbar ist.
einem von diesem ausgehenden Schaft und mit einem
Kolbenbolzenauge am anderen Ende des Schafts, wobei an
mindestens einem quer zur Längserstreckung des Schaftes und mittig zur Lochung des Kurbelwellenauges gerichteten Bereich des Kurbelwellenauges eine Sollbruchstelle
ausgebildet ist, an welcher das gesamte Pleuel in einen Pleueldeckel und eine Pleuelstange brechbar ist.
Bisher ist es üblich, das geschmiedete Stahlpleuel in
einem Gesenk aus einem Formling in zwei Stufen zu einem Rohteil geformt werden. Anschließend ist eine komplette mechanische Bearbeitung erforderlich. Die wesentlichen
Bearbeitungsschritte sind das Trennen des Pleueldeckels
einem Gesenk aus einem Formling in zwei Stufen zu einem Rohteil geformt werden. Anschließend ist eine komplette mechanische Bearbeitung erforderlich. Die wesentlichen
Bearbeitungsschritte sind das Trennen des Pleueldeckels
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von der Pleuelstange sowie das Bearbeiten der Trennfläche einschließlich der Anbringung einer Zentrierung zwischen
Deckel und Stange. Die Trennfläche liegt in der Mitte der Kurbelwellenbohrung. Weitere Bearbeitungsgänge sind
die Herstellung der Schraubenbohrungen einschließlich
der Gewinde, sowie die Bearbeitung der Kolbenbolzenbzw. Kurbelwellenbohrung im Durchmesser und an den Anlageflächen
.
Es besteht ein Bedarf dahingehend, solche geschmiedeten Pleuel kostengünstiger fertigen zu können, wobei
insbesondere auf den separaten BearbeitungsVorgang der
Trennfläche zwischen Deckel und Stange verzichtet werden soll .
Im Stand der Technik (EP 0 507 519 A2) ist schon vorgeschlagen worden, aus Stahl geschmiedete Pleuel mit
bruchinitiierenden Rissen zu formen, um ein Zerbrechen des Pleuels an der Trennstelle von Deckel und Pleuelstange
zu erreichen (cracken), wobei die Bruchebene mittig der
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großen Lochung quer zur LängserStreckung des Pleuels
angeordnet ist. Die bruchinitiierenden Rißstellen oder Spalte sind dabei durch achsparallel zur großen Lochung
des Pleuels ausgerichtete Nuten erzeugt, die innenseitig der großen Lochung am Kurbelwellenauge oder auch
außenseitig derselben angeordnet sind. Durch diese Ausbildung ist zwar ein cracken von Pleueln möglich,
jedoch bedarf es eines zusätzlichen Arbeitsganges zur
Formung der Rißkerben oder dergleiche, die in einem separaten Arbeitsgang ausgebildet werden müssen. Ein
weiteres Verfahren zur Herstellung von Pleueln in Form pulvergeschmiedeter Bauteile ist aus der EP 0 330 830 Al
bekannt. Auch dort ist es aber erforderlich, Anrißkerben
in einem separaten Arbeitsgang auszubilden. Auch diese Anrißkerben verlaufen achsparallel zur Mittelachse der
großen Lochung des Pleuels.
Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein aus Stahl
geschmiedetes Pleuel zu schaffen, bei welchem die
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Crackung in an sich bekannter Weise erfolgen kann, welches aber kostengünstiger unter Einsparung von zusätzlichen
Arbeitsgängen hergestellt werden kann.
Arbeitsgängen hergestellt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor,
daß die Sollbruchstelle durch einen eingeformten Rißspalt gebildet ist, der mindestens einseitig des
Kurbelwellenauges auf seiner Breitseite ausgebildet ist und sich radial zur großen Lochung des
Kurbelwellenauges erstreckt.
daß die Sollbruchstelle durch einen eingeformten Rißspalt gebildet ist, der mindestens einseitig des
Kurbelwellenauges auf seiner Breitseite ausgebildet ist und sich radial zur großen Lochung des
Kurbelwellenauges erstreckt.
Durch diese Anordnung und Ausbildung der Sollbruchstelle
auf der Breitseite des Pleuels, also nicht achsparallel zur Mittelachse der großen Lochung, sondern radial dazu,
ist es möglich, diese Sollbruchstelle ohne zusätzlichen
Arbeitsgang zu erzeugen, da diese Sollbruchstelle durch eine entsprechende Ausformung des Schmiedegesenkes erzeugt
werden kann. Die Form des Schmiedegesenkes wird durch
diese Ausbildung nicht oder nur unwesentlich verteuert, während die hinsichtlich des Pleuels erforderlichen
diese Ausbildung nicht oder nur unwesentlich verteuert, während die hinsichtlich des Pleuels erforderlichen
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Arbeitsgänge zumindest um den Arbeitsgang der zusätzlichen
Ausbildung der Sollbruchstelle vermindert sind.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der eingeformte Rißspalt bzw. Rißansatz nur auf einer Stirnfläche des Pleuels
ausgebildet ist, weil bei nur einem Rißansatz eine eindeutige Rißausbildung und Bruchausbildung erfolgt
und keine schuppenartige Rißausbildung zu erwarten ist.
Dennoch kann es unter Umständen auch vorteilhaft sein, daß der eingeformte Rißspalt auf beiden Breitseiten des
Kurbelwellenauges ausgebildet ist.
Zur Erleichterung des Bruchvorganges und um ein eindeutiges Bruchbild zu erzeugen, ist zudem vorgesehen,
daß der eingeformte Rißspalt über die gesamte Breite des die Lochung umgebenden Materialbereiches
des Kurbelwellenauges ausgebildet ist.
Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß die Tiefe des Rißspaltes mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mehr ab 0,5 mm
und weniger als 1,0 mm, bevorzugt 0,65 mm beträgt.
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Diese Ausbildung ist insofern bevorzugt, als dadurch sichergestellt ist, daß bei einem Planschleifen des
Pleuels nach dem Schmieden durch die angegebene Rißtiefe vermieden ist, daß der Riß durch den PlanschleifVorgang
beseitigt wird, bevor die Crackung des Pleuels erfolgt ist .
Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß die in Längsrichtung
des Pleuels verlaufende Materialfaser im Bereich des
eingeformten Rißspaltes im wesentlichen ununterbrochen verläuft und der Rißformung fogt.
Durch diese Ausformung wird die gewünschte Rißbildung und Bruchbildung beim Cracken gefördert.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Pleuels der vorbeschriebenen Art, wobei in ein Schmiedegesenk
ein Formling aus Stahl eingelegt, in einem ersten Umformschritt vorgeformt und in einem zweiten
Umformschritt fertiggeformt wird, besteht darin, daß
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im ersten Umformschritt, an der Stelle, an welcher der
eingeformte Rißspalt ausgebildet werden soll, beim Schließen des Gesenks eine Kerbe in dem Formling
ausgeformt wird, wobei das zur Formung der Kerbe verdrängte Material beidseits der Kerbenflanken
außenseitig des Formlings bergartig aufgehäuft wird, und im zweiten Umformschritt durch Schließen des Gesenks
die Kerbe dadurch geschlossen wird, daß das angehäufte Material in die Kerbe zurückgedrängt wird, wodurch bei
geschlossener Kerbe der Rißspalt eingeformt wird.
Beispielsweise kann dazu an dem Schmiedegesenk in der
ersten Gesenkstufe eine Rippe oder Nase oder dergleichen ausgebildet sein, mittels derer die im wesentlichen
V-förmige Kerbe beim Schließen des Gesenks erzeugt wird, wobei die Ausbildung des Gesenks zudem so getroffen ist,
daß neben der Kerbe das aus der Kerbe verdrängte Material bergartig angehäuft wird. In einem zweiten Umformschrift
ist die Form des Schmiedegesenkes so ausgebildet, daß beim Schließen des Gesenkes die Kerbe geschlossen und
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das außerhalb neben der Kerbe angehäufte Material in die Kerbe zurückgedrängt wird, so daß am fertigen
Schmiedeteil keine Kerbe oder dergleichen mehr ersichtlich bleibt, sondern es ist lediglich ein feiner Rißansatz
auf der Stirnfläche des Formlings erkennbar.
Bevorzugt ist dabei vorgesehen, daß die Kerbe in einer Tiefe von mindestens 0,5 mm, höchstens 1 mm und
vorzugsweise 0,65 mm ausgeformt wird.
Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß die Kerbe einseitig über die gesamte Breite des Material ausgebildet
wird, welches die Lochung des Kurbelwellenauges des Pleuels umgibt.
Auch ist bevorzugt vorgesehen, daß der fertiggeschmiedete
Formling in folgenden Arbeitsschritten, plangeschliffen
wird, wobei die Schlifftiefe geringer als die Tiefe des eingeformten Risses ist, ausschließlich die Lochung des
größeren Endteils auf ein Feindrehmaß zur Bildung der
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Kurbelwellenaufnahmebohrung vorgedreht wird, die Bohrungen
für die Verbindungsschrauben und die Schraubenkopfauflagen
sowie die Gewinde fertig bearbeitet werden und nachfolgend der Formling mittels Durck- und/oder Schlageinwirkung
in die Pleuelstange und den Deckel zerlegt wird.
Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß nach der Zerlegung des Pleuels die Pleuelstange und der Deckel
passgenau zusammengefügt werden, die Verbindungsschrauben auf Drehmoment angezogen werden und dann die
Fertigbearbeitung des Pleuels vorgenommen wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
gezeigt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 Ein Pleuel als fertiges noch unzerlegtes Schmiedeteil in Ansicht;
Fig. 2 desgleichen in Seitenansicht;
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Fig. 3 Ein Pleuel in Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III der Figur 1 gesehen;
Fig. 4 bis 6 Teilansichten eines Pleuel in der Ansicht gemäß Figur 3 gesehen.
Das insbesondere in Figur 1 und 2 ersichtliche aus Stahl geschmiedete Pleuel 1 weist ein Kurbelwellenauge 2 mit
einer großen Lochung 3, einen von hier ausgehenden Schaft 4 und ein am anderen Ende des Schaftes 4 angeformtes
Kolbenbolzenauge 5 auf. An einem quer zur Längserstreckung des Armes 4 und mittig zur Lochung 3 des Kurbelwellenauges
2 gerichteten Bereich des Kurbelwellenauges ist eine Sollbruchstelle ausgebildet, an welcher das
Kurbelwellenauge 2 in einen Pleueldeckel und eine Pleuelstange brechbar ist. Die Sollbruchstelle ist durch
einen eingeformten Rißspalt 6 gebildet, der einseitig des Kurbelwellenauges 2 auf seiner Breitseite ausgebildet
ist und sich radial zur großen Lochung 3 des Kurbelwellenauges 2 erstreckt.
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Der eingeformte Rißspalt 6 verläuft im wesentlichen über die gesamte Breite des die Lochung 3 umgebenden Materialbereiches
des Kurbelwellenauges 2. Die Tiefe des Rißspaltes beträgt vorzugsweise 0,65 mm, wobei auch die
Fläche, in welcher der Rißspalte 6 angeordnet und ausgebildet ist, um ein geringes Maß hinter die Fluchkante
7 des Kurbelwellenauges 2 des Pleuel zurückversetzt sein
kann .
Zur Herstellung eines Pleuels 1 wird in ein Schmiedegesenk ein Formling aus Stahl eingelegt, der in einem ersten
Umformschritt vorgeformt und in einem zweiten Umformschritt fertiggeformt wird. Im ersten Umformschritt
wird an der Stelle, an welcher der eingeformte Rißspalte 6 ausgebildet werden soll, beim Schließen des Gesenks
eine V-förmige Kerbe 8 in dem Formling ausgeformt, wie insbesondere in Figur 4 verdeutlicht. Dabei wird das
zur Formung der Kerbe 8 verdrängte Material 9 beidseits der Kerbenflanken außenseitig des Formlings bergartig
angehäuft. Das Schmiedegesenk hat eine entsprechende
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Innenkontur, um diese Formung zu bewirken und zu ermöglichen.
In einem zweiten Umformschritt wird der Formling wiederum
in ein Gesenk eingelegt und durch Schließen des Gesenks die Kerbe 8 dadurch geschlossen, daß das angehäufte
Material 9 in die Kerbe 8 zurückgedrängt wird. Hierdruch wird die Kerbe 8 geschlossen und der Rißspalt 6
eingeformt, wie dies in Figur 5 verdeutlicht ist. Die Kerbe weist dabei eine Tiefe von vorzugsweise etwa 0,65 mm
auf. Die Kerbe 8 ist nur einseitig über die gesamte Breite des Material ausgebildet, welches die Lochung 3 des
größeren Endteiles 2 des Pleuels 1 umgibt, um eine eindeutige Rißausbildung zu ermöglichen und keine
Schuppenbildung zu bewirken. Der fertiggeschmiedete Formling wird dann in nachfolgenden Arbeitsschritten
plangeschliffen, wobei die Schlifftiefe geringer ist
als der Tiefe des eingeformten Risses 6 entspricht, so daß dieser trotz des SchleifVorganges erhalten bleibt.
Anschließend wird die Lochung 3 des größeren Endteiles
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auf ein Feindrehmaß zur Bildung der Kurbelwellenaufnahmebohrung
vorgedreht und die (in der Zeichnung nicht dargestellten) Bohrungen für die Verbindungsschrauben,
die Schraubenkopfauflagen und die entsprechenden Gewinde
fertigbearbeitet. Nachfolgend wird der Formling durch
Maßnahmen, die im Stand der Technik an sich bekannt sind, mittels Druck- und/oder Schlageinwirkung in die Pleuelstange
und den Deckel zerlegt. Die Teile sind an der so erzeugten Bruchstelle 10, wie in Figur 6 verdeutlicht,
passgenau wieder zusammenzufügen. Zur Endfertigung des
Pleuels wird das Pleuel an der Bruchstelle wieder zusammengefügt und die Verbindungsschrauben werden auf
Drehmoment angezogen, woraufhin dann die Fertigbearbeitung
des Pleuels erfolgen kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und das erfindungsgemäße
Verfahren ist es möglich, das Cracken von Pleueln mit möglichst wenigen Arbeitsgängen durchzuführen.
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Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als
erfindungswesentlich angesehen.
Claims (5)
1. Aus Stahl geschmiedetes Pleuel mit einem Kurbelwellenauge mit einer großen Lochung, einem von diesem
ausgehenden Schaft und mit einem Kolbenbolzenauge am anderen Ende des Schaftes, wobei an mindestens
einem quer zur LängserStreckung des Schaftes und mittig zur Lochung des des Kurbelwellenauges gerichteten
Bereich des Kurbelwellenauges eine Sollbruchstelle ausgebildet ist, an welcher das Kurbelwellenauge in
einen Pleueldeckel und eine Pleuelstange brechbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle
durch einen eingeformten Rißspalt (6) gebildet ist, der mindestens einseitig des Kurbelwellenauges (2)
auf seiner Breitseite ausgebildet ist und sich radial zur großen Lochung (3) des Kurbelwellenauges (2)
erstreckt.
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2. Pleuel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der eingeformte Rißspalt (6) auf beiden Breitseiten des Kurbelwellenauges (2) ausgebildet ist.
3. Pleuel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingeformte Rißspalt (6) über die gesamte
Breite des die Lochung (3) umgebenden Materialbereichs des Kurbelwellenauges (2) ausgebildet ist.
4. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe des Rißspaltes (6)
mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mehr als 0,5 mm und weniger als 1,0 mm, bevorzugt 0,65 mm beträgt.
5. Pleuel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Längsrichtung des Pleuels (1) verlaufende Materialfaser im Bereich des eingeformten
Rißspaltes (6) im wesentlichen ununterbrochen verläuft und der Rißformung folgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9305170U DE9305170U1 (de) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Aus Stahl geschmiedetes Pleuel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9305170U DE9305170U1 (de) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Aus Stahl geschmiedetes Pleuel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9305170U1 true DE9305170U1 (de) | 1993-07-08 |
Family
ID=6891665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9305170U Expired - Lifetime DE9305170U1 (de) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | Aus Stahl geschmiedetes Pleuel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9305170U1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1993-04-05 DE DE9305170U patent/DE9305170U1/de not_active Expired - Lifetime
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