Verfahren zur Herstellung von Kurbelwellen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mehrfach gekröpften Kurbelwellen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man aus schweissbarem Stahl eine Vielzahl von Bauteilen her stellt, von denen jeder einen Kurbelzapfen mit zwei anschliessenden Kurbelwangen und mit an diese an schliessenden Lagerzapfenabschnitten bildet, diese Bauteile unter Versetzung um die Kurbelwinkel zu sammenschweisst und an den Schweissfugen zumin dest aussen das überschüssige Schweissgut entfernt.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand beiliegender Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: die Fig. 1 und 2 den einen bzw. andern End- abschnitt einer mehrfach gekröpften Kurbelwelle im Aufriss, Fig. 3 einen der zur Herstellung der Kurbel welle verwendeten Bauteile, der einen Kurbelzapfen, zwei Kurbelwangen und zwei an letztere anschlie ssende Lagerzapfenhälften bildet, die Fig. 4 und 5 zwei Bauteile, die in der fertigen Kurbelwelle am einen bzw.
andern Ende derselben liegen, und Fig. 6 im Längsschnitt eine zur Schweissung be reitgestellte Fuge zwischen zwei benachbarten Bau teilen.
Es sei eine Kurbelwelle für eine Achtzylinder kolbenmaschine (Verbrennungsmotor, Dampfma schine, Verdichter oder Pumpe) herzustellen. Fig. 1 zeigt den vordern und Fig. 2 den hintern, dem Schwungrad benachbarten Endabschnitt einer sol chen Kurbelwelle.
Die ganze Kurbelwelle wird aus zehn Bauteilen zusammengesetzt, und zwar aus acht unter sich glei chen wie der in Fig. 3 gezeigte, und aus den beiden in den Fig. 4 bzw. 5 gezeigten Endteilen. Alle diese Bauteile sind zweckmässig Gesenkschmiedestücke oder Presslinge aus Stahl, könnten allerdings auch aus schweissbarem Stahl gegossen sein.
Der in Fig. 3 gezeigte Bauteil bildet einen Kur belzapfen 1, zwei Kurbelwangen 2 bzw. 3 und zwei an letztere anschliessende, hohlzylindrische Lager zapfenhälften 4 bzw. 5. Die Stirnfläche jeder dieser Lagerzapfenhälften hat einen äussern Teil 7 mit starker Konizität und einen schmäleren innern Teil 8 mit schwächerer Konizität (etwa 45 halber Kegel spitzenwinkel). Die Stirnflächen der anschliessenden Bauteile, wie z. B. des Bauteils 5 in Fig. 6, haben entsprechende Teile 7, 8, derart, dass sich beim An einanderlegen der Bauteile ein geeignetes Profil des zur Aufnahme von Schweissgut bestimmten Ring kanals ergibt.
Bei einer Fuge zwischen zwei aneinander gelegten Bauteilen greift ein innerer, ringförmiger Zentrier ansatz 10 des einen Bauteils in eine Ausbohrung 9 des benachbarten Bauteils. Die acht untereinander gleichen Bauteile, die zur Bildung des mehrfach ge kröpften Kurbelwellenteils verwendet werden, sind natürlich anlässlich des dem Zusammenschweissen vorangehenden Zusammenspannens genau um die gewollten Kurbelwinkel gegeneinander zu versetzen.
Der in Fig. 4 gezeigte vordere Endbauteil bildet einen Bund 12 und eine hohle Lagerzapfenhälfte 11 mit Stirnflächenteilen 7a, 8a und Ansatz 10a, die den oben erwähnten Stirnflächenteilen 7, 8 bzw. dem Ansatz 10 entsprechen.
Der in Fig. 5 gezeigte hintere Endbauteil bildet einen Flansch 16 mit Zentrieransatz, einen anschlie ssenden hohlen Längslagerzapfenabschnitt 15 und einen hohlen Radiallagerzapfenabschnitt 14 mit Stirnflächenteilen 7b, 8b und Ausbohrung 9a, die den oben erwähnten Stirnflächenteilen 7, 8 bzw. der Ausbohrung 9 entsprechen.
Das Zusammenschweissen der zehn gegeneinan der festgespannten Bauteile erfolgt durch Auffüllen der zwischen den konischen Stirnflächenteilen vor handenen Ringkanäle mit Schweissung, wobei Lichtbogenschweissung, Autogenschweissung (beides zweckmässig unter Schutzgas) oder ein anderes ge eignetes Schweissverfahren angewendet werden kann.
Nach dem Zusammenschweissen wird an den Aussenoberflächen der Schweissfugen das über schüssige Schweissgut abgeschliffen und die Kurbel welle in ihrer Hauptachse ausgebohrt, bis zu der in Fig. 6 eingezeichneten Linie XX, dies um das Schweissgut in den einzelnen Schweissfugen auch auf der radial innern Seite freizulegen. Zur Prüfung der Schweissfugen wird dann ein Prüfelement mit z. B. radioaktivem Kobalt schrittweise durch die zentrale Bohrung geführt, um die Schweissfugen nach dem Gammastrahlen - Prüfverfahren zu prüfen.
Nachher wird die Kurbelwelle noch einer geeig neten Wärmebehandlung unterworfen.
Process for the production of crankshafts The subject of the invention is a process for the production of multiple cranked crankshafts, which is characterized in that a large number of components are produced from weldable steel, each of which has a crank pin with two adjoining crank webs and with adjoining crank webs Forms bearing journal sections, these components are welded together by offset around the crank angle and the excess weld material is removed at least on the outside of the weld joints.
The method according to the invention is explained, for example, with reference to the accompanying drawing. 1 and 2 show one and the other end section of a crankshaft with multiple crankings in elevation, FIG. 3 one of the components used to manufacture the crankshaft, the one crank pin, two crank webs and two bearing pin halves adjoining the latter forms, Figs. 4 and 5 two components that are in the finished crankshaft on one or
at the other end of the same, and Fig. 6 in longitudinal section a joint provided for welding be shared between two adjacent construction.
A crankshaft for an eight-cylinder piston engine (internal combustion engine, steam machine, compressor or pump) is to be produced. Fig. 1 shows the front and Fig. 2 shows the rear, the flywheel adjacent end portion of a sol chen crankshaft.
The whole crankshaft is composed of ten components, namely from eight among themselves glei Chen as shown in Fig. 3, and from the two end parts shown in Figs. 4 and 5, respectively. All these components are expediently drop forgings or pressed parts made of steel, but could also be cast from weldable steel.
The component shown in Fig. 3 forms a cure belzapfen 1, two crank webs 2 and 3 and two subsequent to the latter, hollow cylindrical bearing pin halves 4 and 5. The end face of each of these bearing pin halves has an outer part 7 with a strong conicity and a narrower inside Part 8 with a weaker conicity (about 45 half a cone angle). The end faces of the adjoining components, such as B. of the component 5 in Fig. 6, have corresponding parts 7, 8, such that when the components are placed on top of each other, a suitable profile of the ring channel intended for receiving welding material results.
In the case of a joint between two components placed next to one another, an inner, annular centering approach 10 of one component engages in a bore 9 of the adjacent component. The eight mutually identical components that are used to form the multiple cranked crankshaft part are of course to be offset against each other exactly by the desired crank angle on the occasion of the clamping prior to welding.
The front end component shown in FIG. 4 forms a collar 12 and a hollow bearing journal half 11 with end face parts 7a, 8a and extension 10a which correspond to the abovementioned end face parts 7, 8 and extension 10, respectively.
The rear end component shown in Fig. 5 forms a flange 16 with a centering shoulder, a subsequent hollow longitudinal bearing journal section 15 and a hollow radial bearing journal section 14 with end face parts 7b, 8b and bore 9a, which correspond to the abovementioned end face parts 7, 8 and the bore 9, respectively.
The ten mutually clamped components are welded together by filling the ring channels between the conical face parts with welding, whereby arc welding, oxy-fuel welding (both expediently under inert gas) or another suitable welding process can be used.
After welding together, the excess weld material is ground off on the outer surfaces of the weld joints and the crankshaft is drilled out in its main axis, up to the line XX in FIG. 6, this to expose the weld material in the individual weld joints on the radially inner side. To test the weld joints, a test element with z. B. radioactive cobalt step by step through the central hole to test the welding joints according to the gamma-ray test method.
The crankshaft is then subjected to a suitable heat treatment.