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Die
Erfindung betrifft eine Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung und insbesondere
eine Struktur zum Unterdrücken
von Kerbwirkung in einer Ecke mit verbesserter Haltbarkeit.
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Im
Allgemeinen wird eine Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung am schwächsten Abschnitt
eines Werkstoffs/Materials angewendet. Beispielsweise kann bei einem
Motor-Zylinderblock eines Fahrzeugs eine Ecke eines Montage- bzw.
Befestigungsteiles für
einen Lagerdeckel einer der schwächsten
Abschnitte sein. Aus diesem Grund unterliegt eine Struktur zum Unterdrücken von
Kerbwirkung einer ständigen
Untersuchung, um das Auftreten eines Bruchs in einer solchen Ecke
zu verhindern.
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Verschiedene
Strukturen zum Unterdrücken von
Kerbwirkung in einer Ecke gemäß dem Stand
der Technik werden nachfolgend mit Bezug auf die 1A bis 1C beschrieben.
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Wie
zunächst
in 1A dargestellt ist,
kann eine Ecke 11 derart abgerundet sein, dass lediglich ein
gerundeter Abschnitt R gebildet ist. Das Problem bei dieser Ausführungsform
besteht jedoch darin, dass jedes Ende des abgerundeten Abschnitts
R durch Kerbwirkung leicht gebrochen bzw. rissig werden kann.
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Gemäß der 1B, ist eine zweite Ausführungsform
dargestellt, bei der die Ecke 12 abgeschrägt ist und
einen ebenen Abschnitt C aufweist, wobei die beiden Enden des ebenen
Abschnitts C jeweils einen gerundeten Abschnitt R aufweisen. Das Problem
bei dieser Ausführungsform
besteht jedoch darin, dass der flache Abschnitt C durch Kerbwirkung leicht
gebrochen werden kann.
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Insbesondere
dann, wenn derartige Strukturen in einem Motor-Zylinderblock eines
Fahrzeugs angewendet werden, welcher bedeutenden Vibrationen ausgesetzt
ist, erfolgt mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Brechen oder Zerbersten
derartiger Ecken. Da eine Ecke eines Befestigungsteils für einen
Lagerdeckel eines der schwächsten
Abschnitte eines Motor ist und dort die Spannung/Belastung konzentriert
ist, kann eine derartige Ecke eines Motors durch die Belastung leicht
gebrochen bzw. zerstört
werden.
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Wie
in 1C dargestellt ist,
weist eine Struktur zum Unterdrücken
von Kerbwirkung gemäß dem Stand
der Technik eine Ecke 13 auf, die mittels Walz-Verfahren
unter Verwendung eines Walzwerks (nicht dargestellt) derart hergestellt
ist, dass ein versenkter abgerundeter Abschnitt R gebildet ist.
Jedoch erfordert eine derartige Ecken-Struktur aufgrund des notwendigen
teuren Walzwerks und des komplizierten Walzverfahrens übermäßig hohe
Kosten.
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Die
geschilderten Informationen dienen lediglich für die Verbesserung des Verständnisses
des Hindergrundes der Erfindung und sollten nicht als Bestätigung oder
eine Art Anzeichen verstanden werden, dass diese Informationen den
einem Fachmann bekannten Stand der Technik bilden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Struktur
zu schaffen, mittels der Kerbwirkung in einer Ecke unterdrückt wird,
die eine verbesserte Haltbarkeit aufweist und mit verringerten Kosten
hergestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit einer Struktur mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Eine
beispielgebende Struktur zur Unterdrückung von Kerbwirkung in einer
Ecke gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung weist einen Spannungs-Konzentrations-Abschnitt, der
zum Konzentrieren der Spannung als wenigstens eine Zacke in der
Ecke ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von gerundeten Abschnitten
auf, die an der linken und der rechten Seite bezüglich des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts
ausgebildet sind, so dass der Querschnitt des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts erweitert
werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
entsprechend Anspruch 2 ist der Spannungs-Konzentrations-Abschnitt in der Mitte
der Ecke ausgebildet, so dass die Belastung bzw. Beanspruchung nicht
unausgewogen, das heißt
gleichmäßig, ist.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausführungsform
weist die Mehrzahl der gerundeten Abschnitte einen ersten und einen
zweiten gerundeten Abschnitt gleicher Größe auf, die entsprechend an
der rechten bzw. der linken Seite des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts
ausgebildet sind (Anspruch 3).
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Die
beigefügte
Zeichnung zeigt eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung,
in welcher das Prinzip der Erfindung schematisch dargestellt ist.
Die Zeichnung zeigt in
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1A bis 1C eine
Schnittansicht einer Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer Ecke
gemäß dem Stand
der Technik;
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2 eine
Schnittansicht einer Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer
Ecke gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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3 eine
Schnittansicht eines Motor-Zylinderblocks mit Verwendung einer Struktur
zum Unterdrücken
von Kerbwirkung in einer Ecke gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Nachfolgend
wird unter Zugrundelegung der Zeichnung eine Ausführungsform
gemäß der Erfindung
detailliert beschrieben.
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In 2 ist
eine Schnittansicht einer Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer
Ecke gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, weist gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung die Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer
Ecke 20 einen Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21, der zum Konzentrieren
der Spannung bzw. Belastung als wenigstens eine aus der Ecke 20 vorstehende
spitze Zacke ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von gerundeten Abschnitten
R1, R2 auf, die an der linken und der rechten Seite bezüglich des
Spannungs-Konzentrations-Abschnitts 21 ausgebildet sind,
so dass der Querschnitt des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts 21 erweitert
werden kann.
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Insbesondere
ist der Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21 vorzugsweise
in der Mitte der Ecke 20 ausgebildet, so dass die Belastung
bzw. Beanspruchung nicht unausgewogen auf entweder die rechte oder
die linke Seite verteilt ist.
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Ferner
weist die Mehrzahl der gerundeten Abschnitte einen ersten und einen
zweiten gerundete Abschnitt R1 und R2 auf, die an der rechten bzw.
an der linken Seite des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts 21 ausgebildet
sind.
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Wie
aus der Zeichnung ersichtlich ist, kann der Querschnitt bzw. die
Querschnittsfläche
des Spannungs-Konzentrations-Abschnitts 21 mittels
des ersten und des zweiten gerundeten Abschnitts R1 und R2 erweitert
werden. Infolgedessen kann die totale Querschnittsfläche der
Ecke 20 vergrößert werden.
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Gemäß diesen
Merkmalen der Ecke kann selbst dann, wenn die Spannung oder Belastung
in der Ecke 20 konzentriert ist, das Stattfinden eines Bruchs
in der Ecke 20 vermieden werden, da die Querschnittsfläche der
Ecke 20 vergrößert wurde.
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Darüber hinaus
ist der sich vom Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21 erstreckende Querschnitt
relativ größer als
die Flächen,
die sich von anderen Abschnitten, z.B. von R1 oder R2, erstrecken,
da der Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21 von einer
Oberfläche
nahe dieser Punkte nach außen
gewölbt
ist. Deshalb wird der Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21 selbst
dann, wenn die Spannung oder Belastung im Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 21 konzentriert
ist, vor Brechen oder Zerstören
geschützt.
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3 zeigt
eine Schnittansicht eines Motor-Zylinderblocks
mit Verwendung einer Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer
Ecke gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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Wie
in 3 dargestellt ist, weist ein Motor-Zylinderblock 30 einen
Zylinder 31 und ein Befestigungsteil 32 für einen
Lagerdeckel auf.
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Die
oben beschriebene Struktur zum Unterdrücken von Kerbwirkung in einer
Ecke gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung kann dementsprechend für eine Ecke 33 eines
Befestigungsteils 32 für einen
Lagerdeckel angewendet werden. Im Einzelnen weist gemäß der 3 die
Ecke 33 des Befestigungsteils 32 für den Lagerdeckel
den Spannungs-Konzentrations-Abschnitt 33a und
eine Mehrzahl von gerundeten Abschnitten R1 and R2 auf.
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Dementsprechend
wird die Querschnittsfläche
der Ecke 33 des Befestigungsteils 32 für den Lagerdeckel
erweitert, und infolge dessen kann das Stattfinden eines Bruchs
in der Ecke 33 vermieden werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann aufgrund dessen, dass die Querschnittsfläche der
Ecke erweitert ist, die Haltbarkeit der Ecke verbessert werden.
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Ferner
sind ein teures Walzwerk sowie ein teures Walz-Verfahren nicht erforderlich, so dass
die verbesserte Haltbarkeit der Ecke mit niedrigeren Kosten erzielt
werden kann.