DE102004013257B3 - Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam - Google Patents

Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam Download PDF

Info

Publication number
DE102004013257B3
DE102004013257B3 DE200410013257 DE102004013257A DE102004013257B3 DE 102004013257 B3 DE102004013257 B3 DE 102004013257B3 DE 200410013257 DE200410013257 DE 200410013257 DE 102004013257 A DE102004013257 A DE 102004013257A DE 102004013257 B3 DE102004013257 B3 DE 102004013257B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crankshaft
hardening
crankshafts
fatigue strength
increasing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200410013257
Other languages
German (de)
Inventor
Alfred Dr.-Ing. Heimann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Original Assignee
Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG filed Critical Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority to DE200410013257 priority Critical patent/DE102004013257B3/en
Priority to PCT/EP2005/002825 priority patent/WO2005090618A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102004013257B3 publication Critical patent/DE102004013257B3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/08—Crankshafts made in one piece
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
    • C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
    • C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force (7, 8) on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam. The crankshaft experiences a longitudinal change which corresponds to conflicting regions (14) having a penetration depth of 0.5-15 mm below the surface to be hardened.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen für Kraftfahrzeugmotoren durch Härten der Kurbelwellen in den gefährdeten Bereichen der Übergänge vom Lagerzapfen zur Wange oder vom Lager zum Lager.The The invention relates to a method for increasing the fatigue strength of Crankshafts for Motor vehicle motors by hardening the crankshafts in the endangered Areas of transitions from journal to the cheek or from the camp to the camp.

Aufgrund ihrer Form können bei Kurbelwellen in den Radien, d.h. in den Übergängen der Lagerzapfen zu den Wangen, Druckeigenspannungen dadurch erzeugt werden, dass man die Kurbelwelle mit einer Zugkraft beaufschlagt. Dabei werden Verformungen der Wange und der Lagerzapfen herbeigeführt. Solche Verformungen entstehen sowohl an den Hauptlagerzapfen als auch an den Hublagerzapfen und den jeweils angrenzenden Wangen der Kurbelwelle. In diesem Zusammenhang ist aus der DE 100 52 753 A1 ein Gerät zum Festwalzen von Kurbelwellen bekannt, mit dessen Hilfe zusätzliche äußere Beanspruchungen in Richtung der im Betrieb auftretenden Belastung der Kurbelwelle während des Festwalzens der Radien oder Einstiche der Kurbelwelle aufgebracht werden können. Demnach ist es bekannt, während des Festwalzens einer Kurbelwelle zusätzlich von außen her Zug- und/oder Biegebeanspruchungen auf die Kurbelwelle aufzubringen.Due to their shape, compressive residual stresses can be generated in crankshafts in the radii, ie in the transitions of the bearing journals to the cheeks, by applying a tensile force to the crankshaft. This deformation of the cheek and the bearing pins are brought about. Such deformations occur both on the main journal and on the crankpins and the adjacent cheeks of the crankshaft. In this context is from the DE 100 52 753 A1 a device for deep rolling of crankshafts known, with the help of additional external stresses in the direction of the load occurring during operation of the crankshaft during the deep rolling of the radii or grooves of the crankshaft can be applied. Accordingly, it is known to additionally apply tensile and / or bending stresses to the crankshaft during the deep rolling of a crankshaft from the outside.

Die gefährdeten Bereiche einer Kurbelwelle liegen bekanntlich in den Übergängen zwischen den Lagerzapfen und den angrenzenden Wangen. Diese Übergänge können sowohl als Einstiche als auch als einfache Radien ausgebildet sein. Den gefährdeten Bereichen gilt die besondere Aufmerksamkeit der Fachleute, die sich mit der Erhöhung der Festigkeit von Kurbelwellen beschäftigen.The vulnerable Areas of a crankshaft are known to be in the transitions between the bearing pin and the adjacent cheeks. These transitions can both be designed as punctures as well as simple radii. The endangered areas The particular attention of professionals who deal with the increase deal with the strength of crankshafts.

Aus der DE 29 13 865 A1 ist bereits ein Verfahren zur Erhöhung der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen bekannt, bei dem die als Hohlkehlen bezeichneten gefährdeten Bereiche gehärtet werden, wobei die Kurbelwelle während der Wärmebehandlung gerichtet wird. Es ist davon auszugehen, dass das Richten zugleich auch Zugspannungen in der Kurbelwelle bewirkt.From the DE 29 13 865 A1 A method for increasing the fatigue strength of crankshafts is already known, in which the hazardous areas designated as fillets are hardened, wherein the crankshaft is directed during the heat treatment. It can be assumed that the straightening also causes tensile stresses in the crankshaft at the same time.

Zusätzlich ist es aus der US 3,090,712 bekannt, eine Kurbelwelle zur Verringerung der Ermüdung beim Härten zu rotieren.In addition it is from the US 3,090,712 It is known to rotate a crankshaft to reduce fatigue during hardening.

Bei einem Verfahren zum Richten und gleichzeitigen Härten von Kurbelwellen gemäß der DE 467 851 C erfolgt ein Richtdruck in der Richtung von Leisten, welche Backen führen, in denen die Hubzapfen der Kurbelwelle während des Abkühlens eingespannt sind.In a method for straightening and simultaneously hardening crankshafts according to the DE 467 851 C a directional pressure in the direction of strips, which lead jaws, in which the crank pins of the crankshaft are clamped during cooling takes place.

Aus der JP 590 897 22 A ist es schließlich bekannt, dass die gefährdeten Bereiche einer Kurbelwelle zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit durch Laserstrahlen gehärtet werden können.From the JP 590 897 22 A Finally, it is known that the vulnerable areas of a crankshaft can be hardened to increase the fatigue strength by laser beams.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein vereinfachtes Verfahren vorzuschlagen, die Dauerfestigkeit von, Kurbelwellen für PKW-Motoren zu erhöhen. Das Verfahren soll einfach in seiner Anwendung und darüber hinaus wirtschaftlich sein.In contrast, lies The invention is based on the object, a simplified method Propose the fatigue strength of, crankshaft for car engines to increase. The procedure should be simple in its application and beyond be economical.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Erhöhen der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.to solution The object is a method for increasing the fatigue strength of Crankshafts proposed with the features of claim 1.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 offenbart.A advantageous embodiment the method according to the invention is disclosed in claim 2.

Es wurde gefunden, dass es ausreicht, eine zu härtende Kurbelwelle während des Härtungsprozesses auf Zug zu beanspruchen. Dies gilt nur für Kurbelwellen, bei denen neben jedem Pleuel zwei Hauptlager sind. Unter der Zugbeanspruchung erfährt die Kurbelwelle eine Längenänderung. Die Längenänderung im Zusammenhang mit dem vorliegenden Verfahren wird in einer Größenordnung festgelegt, welche der Längenänderung der Kurbelwelle durch das Festwalzen entspricht. Diese Größenordnung der Längenänderung wird empirisch ermittelt, weil sie von Kurbelwelle zu Kurbelwelle unterschiedlich sein kann.It was found to be sufficient to harden a crankshaft during the curing to claim on train. This only applies to crankshafts, where beside each connecting rod are two main bearings. Under the tensile stress learns the Crankshaft a change in length. The change in length in the context of the present method is of an order of magnitude set which of the length change the crankshaft through the deep rolling corresponds. This magnitude the change in length is empirically determined because they are from crankshaft to crankshaft can be different.

Anstelle einer Zugbeanspruchung, welche in Richtung der Längsachse der Kurbelwelle auf die Kurbelwelle aufgebracht wird, kann die Kurbelwelle abschnittsweise auch aufgebogen werden. Dabei entstehen in den kritischen Bereichen der Kurbelwelle ebenfalls Zugspannungen. Die Zugspannungen entstehen an der Oberfläche des Übergangs zwischen einem Lagerzapfen und der angrenzenden Wange und sind nur wenige Millimeter tief.Instead of a tensile stress, which in the direction of the longitudinal axis of the crankshaft the crankshaft is applied, the crankshaft can sections also be bent up. At the same time arise in the critical areas the crankshaft also tensile stresses. The tensile stresses arise on the surface of the transition between a journal and the adjacent cheek and are only a few millimeters deep.

Besonders vorteilhaft ist das Laserhärten der Kurbelwelle, während diese um ihre Hauptdrehachse gedreht wird. Eine derartige Behandlung ist für die meisten gängigen Kurbelwellen geeignet, einschließlich der Kurbelwellen von V8-Motoren. Für andere Motorenarten, beispielsweise für V6-Motoren und Split-Pin-Kurbelwellen, wird das Aufbringen von Zugkräften oder das abschnittsweise Verbiegen der Kurbelwelle experimentell oder mit Hilfe einer statischen Berechnung (Methode finiter Elemente) von Fall zu Fall festgelegt.Especially advantageous is the laser hardening the crankshaft while this is rotated about its main axis of rotation. Such a treatment is for the most common Crankshafts suitable, including the crankshafts of V8 engines. For other types of engines, for example for V6 engines and split-pin crankshafts, becomes the application of tensile forces or the sectionwise bending of the crankshaft experimentally or with the help of a static calculation (finite element method) determined on a case-by-case basis.

Das Verfahren hat sich bei Härteverfahren bewährt, welche eine geringe Eindringtiefe und Breite haben und nur ein kleines Materialvolumen gleichzeitig erwärmen. Eine konventionelle induktive Härtung würde gleichzeitig den gesamten Bereich im Radiusübergang erwärmen. Dabei würde sich die mechanisch aufgebrachte Zusatzspannung auf das Maß abbauen, welches der Streckgrenze bei der Temperatur entspricht. Ein solches Verfahren ist daher unbrauchbar. Beim Laserhärten tritt natürlich der gleiche Effekt auf. Da aber der erwärmte Bereich klein gegenüber dem mit Spannung behafteten Bereich ist, ist der Effekt vernachlässigbar. Bevorzugt wird eine Eindringtiefe in der Größenordnung von 1 mm unterhalb der zu härtenden Oberfläche, sei es ein Einstich oder ein Radius. Die Breite der Härtung beträgt in diesem Bereich etwa 5 mm. Als besonders geeignet hat sich hierbei das Härten mit Laserstrahlen erwiesen, da mit Hilfe dieses Härteverfahrens sowohl die Eindringtiefe als auch die Härtebreite mit großer Genauigkeit fein dosiert werden können. Nach dem Abschluss der Härtung oder Vergütung der gefährdeten Bereiche der Kurbelwelle werden die Zugkräfte weggenommen. Die Wegnahme der äußeren Kräfte bewirkt, dass in den gehärteten gefährdeten Bereichen Druckspannungen entstehen, welche die Dauerfestigkeit der Kurbelwelle erhöhen. Diese Druckspannungen entstehen zusätzlich zu den Druckspannungen, die sich im gehärteten Bereich aufgrund des größeren Volumens des Martensitgefüges gegenüber dem ferritisch perlitischen Gefüge ergeben.The method has proven itself in hardening methods, which have a low penetration depth and width and only a small volume of material equal warm up early. Conventional inductive hardening would simultaneously heat the entire area in the radius junction. In this case, the mechanically applied additional stress would degrade to the extent that corresponds to the yield point at the temperature. Such a method is therefore useless. Of course, the same effect occurs during laser hardening. However, since the heated area is small compared to the stress area, the effect is negligible. A penetration depth of the order of 1 mm below the surface to be hardened, be it a puncture or a radius, is preferred. The width of the curing is about 5 mm in this area. In this case, hardening with laser beams has proven to be particularly suitable since with the aid of this hardening method both the penetration depth and the hardness width can be finely dosed with great accuracy. After the completion of the hardening or tempering of the endangered areas of the crankshaft, the tensile forces are removed. The removal of the external forces causes compressive stresses to arise in the hardened endangered areas, which increase the fatigue strength of the crankshaft. These compressive stresses arise in addition to the compressive stresses that result in the hardened area due to the larger volume of martensite compared to the ferritic pearlitic structure.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.following the invention is based on an embodiment described in more detail.

Es zeigt die einzige Figur in stark vereinfachter, schematischer und nicht maßstäblicher Darstellung eine Kurbelwelle in der Seitenansicht.It shows the only figure in simplistic, schematic and not to scale Illustration of a crankshaft in side view.

Gezeigt wird die Kurbelwelle 1 für einen Vierzylindermotor zum Antrieb eines PKW. Die Kurbelwelle 1 ist in den Hauptlagerzapfen 2, 3, 4, 5 und 6 im Motorblock (nicht gezeigt) eines PKW-Motors drehbar gelagert. Die Hauptdrehachse 15 verläuft in Richtung der beiden Pfeile 7 und 8. Die Pleuel (nicht gezeigt) des Motors sind jeweils in den Hublagerzapfen 9, 10, 11 und 12 drehbar gelagert. Hauptlagerzapfen 2 bis 6 und Hublagerzapfen 9 bis 12 sind jeweils über Wangen 13 miteinander verbunden. Am Übergang zwischen einem Lagerzapfen 2 bis 6 bzw. 9 bis 12 und einer angrenzenden Wange 13 befindet sich jeweils ein gefährdeter Bereich, der sich über einen Teil des Umfangs des jeweiligen zylindrischen Lagerzapfens erstreckt. Der gefährdete Bereich ist entweder ein Einstich (nicht gezeigt), durch welchen die Lagerzapfen 2 bis 6 bzw. 9 bis 12 an die jeweils benachbarten Wangen 13 anschließen oder es ist ein einfacher Radius. Im vorliegenden Beispiel sind die gefährdeten Bereiche jeweils durch kleine Kreise 14 mit vergrößerter Strichstärke dargestellt. Diese gefährdeten Bereiche 14 werden gehärtet bzw. gehärtet und angelassen, d.h. vergütet. Während des Härtens wird auf die Kurbelwelle 1 eine Zugkraft aufgebracht, wie sie durch die Pfeile 7 und 8 dargestellt wird. Durch das Aufbringen der Zugkräfte 7 und 8 entstehen in den gefährdeten Bereichen 14 jeweils Zugspannungen. Diese Zugspannungen sind umso größer, je ferner der jeweils gefährdete Bereich 14 von der Drehachse 15 der Kurbelwelle 1 liegt. Dies gilt für die Übergänge der Hublagerzapfen 9 bis 12. Durch das Aufbringen von Zugkräften 7 und 8 erfährt die Kurbelwelle 1 eine Längenänderung. Die Längenänderung liegt in einer Größenordnung, welche der Längenänderung entspricht, wenn die gefährdeten Bereiche 14 der Kurbelwelle 1 durch Festwalzen verfestigt worden wären.Shown is the crankshaft 1 for a four-cylinder engine for driving a car. The crankshaft 1 is in the main journal 2 . 3 . 4 . 5 and 6 rotatably mounted in the engine block (not shown) of a car engine. The main axis of rotation 15 runs in the direction of the two arrows 7 and 8th , The connecting rods (not shown) of the engine are each in the crankpins 9 . 10 . 11 and 12 rotatably mounted. Main bearing journal 2 to 6 and crankpins 9 to 12 are each about cheeks 13 connected with each other. At the transition between a journal 2 to 6 respectively. 9 to 12 and an adjacent cheek 13 there is an endangered area which extends over a part of the circumference of the respective cylindrical journal. The vulnerable area is either a puncture (not shown), through which the journals 2 to 6 respectively. 9 to 12 to the adjacent cheeks 13 connect or it is a simple radius. In the present example, the vulnerable areas are each surrounded by small circles 14 shown with enlarged line width. These vulnerable areas 14 are hardened or hardened and tempered, ie tempered. During hardening is on the crankshaft 1 applied a pulling force, as indicated by the arrows 7 and 8th is pictured. By applying the tensile forces 7 and 8th arise in the endangered areas 14 each tensile stresses. These tensile stresses are greater, the further the respective endangered area 14 from the axis of rotation 15 the crankshaft 1 lies. This applies to the transitions of the crankpins 9 to 12 , By applying tensile forces 7 and 8th experiences the crankshaft 1 a change in length. The change in length is of an order of magnitude corresponding to the change in length when the hazardous areas 14 the crankshaft 1 solidified by deep rolling.

Diese Längenänderung ist von Kurbelwelle zu Kurbelwelle unterschiedlich und wird experimentell vorab festgelegt.These change in length varies from crankshaft to crankshaft and becomes experimental determined in advance.

Nach dem Härten unter Zugspannung werden die Zugkräfte 7 und 8 von der Kurbelwelle 1 gelöst. Beim Erkalten der gehärteten gefährdeten Bereiche 14 nach dem Härten entsteht in diesen gefährdeten Bereiche 14 eine Druckspannung, welche dazu geeignet ist, die Dauerfestigkeit der Kurbelwelle 1 wirksam zu erhöhen. Selbstverständlich kann die nach dem vorstehenden Verfahren behandelte Kurbelwelle im Anschluss an das Härten auch noch angelassen, d.h. vergütet und/oder durch Festwalzen behandelt werden.After hardening under tension, the tensile forces 7 and 8th from the crankshaft 1 solved. When cooling the hardened endangered areas 14 after curing arises in these vulnerable areas 14 a compressive stress which is capable of effectively increasing the fatigue strength of the crankshaft 1. Of course, the crankshaft treated according to the above method can also be tempered after hardening, ie, tempered and / or treated by deep-rolling.

Neben der Anwendung auf Kurbelwellen kann das beschriebene Verfahren auch auf andere Bauteile angewendet werden, die in ihrer Struktur zylindrische Elemente aufweisen, welche über Radien oder Einstiche in andere geometrische Elemente übergehen. Als Beispiel wird hier eine analoge Bearbeitung von Achsschenkeln genannt. Auf den Achsschenkelbolzen wird zunächst eine Zugkraft aufgebracht, während er zugleich in seinem Übergang zur Halterung gehärtet wird, um anschließend in dem vom Laserstrahl gehärteten Bereich durch Festwalzen verfestigt zu werden.Next The application to crankshafts can also do the described procedure be applied to other components that are cylindrical in structure Have elements that over Pass radii or punctures into other geometric elements. As an example, here is an analog processing of stub axles called. On the kingpin first a tensile force is applied, while he at the same time in his transition hardened for mounting will be to afterwards hardened in the laser beam Area to be solidified by deep rolling.

11
Kurbelwellecrankshaft
22
HauptlagerzapfenMain bearing journal
33
HautplagerzapfenHautplagerzapfen
44
HauptlagerzapfenMain bearing journal
55
HauptlagerzapfenMain bearing journal
66
HauptlagerzapfenMain bearing journal
77
Pfeilarrow
88th
Pfeilarrow
99
Hublagerzapfencrankpins
1010
Hublagerzapfencrankpins
1111
Hublagerzapfencrankpins
1212
Hublagerzapfencrankpins
1313
WangenWangen
1414
gefährdeter Bereichendangered Area
1515
Drehachseaxis of rotation

Claims (2)

Verfahren zum Erhöhen der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen für Kraftfahrzeugmotoren durch Härten der Kurbelwelle zumindest in den gefährdeten Bereichen der Radienübergänge vom Lagerzapfen zur Wange oder vom Lager zum Lager, dadurch gekennzeichnet, dass – auf die Kurbelwelle (1), während sie in Umdrehung versetzt wird, zugleich in Richtung ihrer Drehachse (15) eine Zugkraft (7,8) aufgebracht wird, wodurch – die Kurbelwelle (1) eine Längenänderung erfährt, die in einer Größenordnung liegt, welche einer Längenänderung der Kurbelwelle (1) durch Festwalzen der gefährdeten Bereiche (14) entspricht und dabei – die gefährdeten Bereiche (14) mit einer Eindringtiefe zwischen 0,5 mm und 1,5 mm unterhalb der zu härtenden Oberfläche und – auf einer Härtebreite zwischen 2 mm und 8 mm – durch Laserstrahl gehärtet werden.Method for increasing the fatigue strength of crankshafts for motor vehicle engines by hardening the crankshaft at least in the endangered areas of the radii transitions from the bearing journal to the cheek or from the bearing to the bearing, characterized in that - on the crankshaft ( 1 ) while being rotated, at the same time in the direction of its axis of rotation ( 15 ) a tensile force ( 7 . 8th ) is applied, whereby - the crankshaft ( 1 ) experiences a change in length which is of an order of magnitude which corresponds to a change in length of the crankshaft ( 1 ) by deep-rolling the endangered areas ( 14 ) and thereby - the vulnerable areas ( 14 ) with a penetration depth between 0.5 mm and 1.5 mm below the surface to be hardened and - to a hardness of between 2 mm and 8 mm - hardened by laser beam. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gefährdeten Bereiche (14) der Kurbelwelle (1) nach dem Härten oder Vergüten festgewalzt werden.Method according to claim 1, characterized in that the vulnerable areas ( 14 ) of the crankshaft ( 1 ) are hardened after hardening or tempering.
DE200410013257 2004-03-18 2004-03-18 Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam Expired - Fee Related DE102004013257B3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410013257 DE102004013257B3 (en) 2004-03-18 2004-03-18 Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam
PCT/EP2005/002825 WO2005090618A1 (en) 2004-03-18 2005-03-17 Method for increasing the fatigue strength of crankshafts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410013257 DE102004013257B3 (en) 2004-03-18 2004-03-18 Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004013257B3 true DE102004013257B3 (en) 2005-08-18

Family

ID=34801963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410013257 Expired - Fee Related DE102004013257B3 (en) 2004-03-18 2004-03-18 Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102004013257B3 (en)
WO (1) WO2005090618A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061026A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Audi Ag Method for the production of crank shaft for internal combustion engine having a reciprocating piston, by inductive hardening a radial transition area of the reciprocating piston and laser-radiation hardening the inductive hardened area
WO2010054648A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Method for increasing the flexural strength of crankshafts
WO2013037353A3 (en) * 2011-09-16 2013-05-30 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Method for improving the quality of the surfaces of crankshafts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE467851C (en) * 1928-11-01 Otto Basson Method and device for straightening and simultaneous hardening of workpieces of irregular shape and extension, such as crankshafts, camshafts and the like. like
US3080712A (en) * 1959-02-05 1963-03-12 Continental Aviat & Eng Corp Compressor anti-surge control for a gas turbine engine
DE2913865A1 (en) * 1979-04-06 1980-10-23 Daimler Benz Ag Crankshaft in IC engines, esp. for motor vehicles - where journals and fillets are surface hardened, and then middle zone of journals is tempered to permit inexpensive straightening of shaft
DE10052753A1 (en) * 2000-10-25 2002-05-08 Hegenscheidt Mfd Gmbh & Co Kg Device for deep rolling crankshafts

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0619117B2 (en) * 1986-01-07 1994-03-16 本田技研工業株式会社 How to quench a crank shaft
JPH03107424A (en) * 1989-09-21 1991-05-07 Mazda Motor Corp Production of camshaft
DE4237484A1 (en) * 1992-11-06 1994-05-11 Mauser Werke Oberndorf Surface remelting esp. of camshafts or crankshafts - by controlled preheating, esp. laser remelting and controlled cooling
US20040108306A1 (en) * 2002-12-06 2004-06-10 Michael Wiezbowski Laser heat treatment of crankshaft fillets

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE467851C (en) * 1928-11-01 Otto Basson Method and device for straightening and simultaneous hardening of workpieces of irregular shape and extension, such as crankshafts, camshafts and the like. like
US3080712A (en) * 1959-02-05 1963-03-12 Continental Aviat & Eng Corp Compressor anti-surge control for a gas turbine engine
DE2913865A1 (en) * 1979-04-06 1980-10-23 Daimler Benz Ag Crankshaft in IC engines, esp. for motor vehicles - where journals and fillets are surface hardened, and then middle zone of journals is tempered to permit inexpensive straightening of shaft
DE10052753A1 (en) * 2000-10-25 2002-05-08 Hegenscheidt Mfd Gmbh & Co Kg Device for deep rolling crankshafts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 59089722 A (abstract) In: Pat. Abstr. of Japan (CD-ROM) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007061026A1 (en) * 2007-12-18 2009-06-25 Audi Ag Method for the production of crank shaft for internal combustion engine having a reciprocating piston, by inductive hardening a radial transition area of the reciprocating piston and laser-radiation hardening the inductive hardened area
DE102007061026B4 (en) * 2007-12-18 2015-11-26 Audi Ag Method for producing a crankshaft, and crankshaft
WO2010054648A1 (en) * 2008-11-12 2010-05-20 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Method for increasing the flexural strength of crankshafts
WO2013037353A3 (en) * 2011-09-16 2013-05-30 Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg Method for improving the quality of the surfaces of crankshafts

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005090618A1 (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2165001B1 (en) Method and apparatus for increasing the strength of a part
DE102007023087A1 (en) Manufacturing cam for built-up cam shaft used in vehicle engine, employs steel of specified carbon content, hot or cold deformation, tempering and hardening operations
EP0399246B1 (en) Process for increasing the creep rupture strength of crankshafts for piston engines, especially for internal-combustion engines
WO2012059233A1 (en) Method for the roll-forming of profiles and a structural part produced thereby
DE102014111501A1 (en) Hot-forming device and method for producing press-hardened molded parts from sheet steel
DE102009050623A1 (en) Steel sheet component i.e. B-column, manufacturing method for vehicle, involves differently tempering preset regions of steel sheet after heating and before deformation and/or hardening of steel sheet
DE102009023295A1 (en) Crankshaft for internal combustion engine, comprises crankpins for bearing the crank shafts, finishing pins for bearing connecting rods and stringers between adjacent pairs of crankpins and finishing pins, and/or hardened transition areas
WO2010054648A1 (en) Method for increasing the flexural strength of crankshafts
DE102004013257B3 (en) Process for increasing the fatigue strength of crankshafts of motor vehicle engine comprises applying a pulling force on the crankshaft whilst it is rotating, and hardening using a laser beam
DE10361739B4 (en) Method for machining crankshaft radii
DE102008041931A1 (en) Method for manufacturing steering rack for steering system in vehicle, involves raising gearing on base body of steering rack, where base body has two sections with different tensile strength
DE102005041250B4 (en) Method for solidifying component surfaces by deep rolling
DE102020107128B4 (en) Process for manufacturing crankshafts optimized for hardening distortion
DE102008008632A1 (en) Linear guide's guide rail producing method, involves additionally hardening guide slots by mechanical cold working, where guide slots are hardened with hardness greater than fifty eight Hardness Rockwell C scale
DE102010012831B4 (en) transmission tunnel
DE102007024091A1 (en) Metallic construction unit tempering and joining method, involves heating of edge zone of construction unit and joining with another construction unit
AT520621B1 (en) Spring leaf and method of manufacturing a spring leaf
DE102014203767A1 (en) Process for the production of vehicle components
DE1427382A1 (en) Spring leaf and process for its manufacture
DE102007049197B4 (en) Method for increasing the fatigue strength of a crankshaft, as well as crankshaft
DE2913865A1 (en) Crankshaft in IC engines, esp. for motor vehicles - where journals and fillets are surface hardened, and then middle zone of journals is tempered to permit inexpensive straightening of shaft
DE102007056658A1 (en) Process to extend the strength and service life of an automotive crankshaft by build-up welding and deep rolling
DE102015014013B3 (en) Method for the preparation of wheel segment-shaped specimens from the tread of rail vehicle wheels in the context of the heat treatment of these rail vehicle wheels by hardening and apparatus for performing the method
EP3024952B1 (en) Method and device for partially hardening semifinished products
EP1234891B1 (en) Process for ultra-sonic treatment of regions of a metal wheel

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
8363 Opposition against the patent
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20111001