DE102014222366A1 - Method for manufacturing an oil passage in a crankshaft - Google Patents
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Abstract
Zur Fertigung eines Ölkanals (12) in einer Kurbelwelle (10) wird eine Bohrung (14) in die Kurbelwelle (10) eingebracht und anschließend eine Randschicht (20) an der Innenwand (18) der Bohrung (14) durch Schleifhärten mittels eines Werkzeugs (16) gehärtet.For producing an oil passage (12) in a crankshaft (10), a bore (14) is introduced into the crankshaft (10) and then an edge layer (20) on the inner wall (18) of the bore (14) by grinding hardening by means of a tool ( 16) hardened.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung eines Ölkanals in einer Kurbelwelle.The invention relates to a method for manufacturing an oil passage in a crankshaft.
Ölkanäle in der Kurbelwelle dienen zur Schmierung der Pleuellager, wobei das austretende Öl durch die Drehbewegung der Kurbelwelle auch zu den Kolben transportiert wird.Oil passages in the crankshaft serve to lubricate the connecting rod bearing, whereby the escaping oil is also transported to the pistons by the rotational movement of the crankshaft.
Zur Erhöhung der Torsionsfestigkeit der Kurbelwelle ist es günstig, die Innenseite der Ölkanäle zu härten. Dies kann beispielsweise durch eine Gasnitrierung oder auf induktivem Weg erfolgen. Hierbei ist jedoch nachteilig, dass die induktive Härtung nur mit großem Aufwand an einer Innenseite des Ölkanals durchgeführt werden kann, während die Gasnitrierung eine lange Fertigungszeit beansprucht und nur schwer auf den direkten Bereich der Ölkanäle beschränkbar istTo increase the torsional strength of the crankshaft, it is beneficial to harden the inside of the oil passages. This can be done, for example, by gas nitriding or by inductive means. However, it is disadvantageous here that the inductive hardening can be carried out only with great effort on an inner side of the oil channel, while the gas nitriding requires a long production time and is difficult to restrict to the direct region of the oil channels
Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Härten einer Randschicht an der Innenseite des Ölkanals einfacher zu gestalten und qualitativ zu verbessern.The object of the invention is therefore to make the hardening of a boundary layer on the inside of the oil channel easier and to improve the quality.
Erfindungsgemäß wird dies mit einem Verfahren zur Fertigung eines Ölkanals in einer Kurbelwelle erreicht, bei dem eine Bohrung in die Kurbelwelle eingebracht wird und anschließend eine Randschicht an der Innenseite der Bohrung durch Schleifhärten mittels eines Werkzeugs gehärtet wird.According to the invention this is achieved with a method for producing an oil passage in a crankshaft, in which a bore is introduced into the crankshaft and then an edge layer is hardened on the inside of the bore by grinding hardening by means of a tool.
Die Technik des Schleifhärtens an sich ist bekannt und ist beispielsweise in der
Die Anwendung dieser Technik ermöglicht es, ausschließlich eine Randschicht an der Innenseite der Bohrung zu härten und so nur an den gewünschten Stellen eine Härtung und Festigkeitssteigerung zu erreichen. Der Schritt des Schleifhärtens kann beispielsweise mit einem der Fertigungsschritte zur Oberflächenbearbeitung der Innenseite der Bohrung zusammenfallen. Auf diese Weise werden kurze Prozesszeiten erreicht.The use of this technique makes it possible to cure only an edge layer on the inside of the hole and thus only in the desired places to achieve a hardening and increase in strength. For example, the step of grinding may be coincident with one of the surface machining operations of the inside of the bore. In this way, short process times are achieved.
Das Schleifhärten erfolgt vorzugsweise nur in zumindest einem Endbereich der Bohrung, z. B. bis in eine Tiefe von etwa 15 mm in die Bohrung hinein. Bevorzugt werden beide Enden der Bohrung durch Schleifhärten behandelt. Es ist aber auch möglich, nur ein Ende der Bohrung oder aber gegebenenfalls auch die gesamte Länge der Bohrung so zu behandeln-.The grinding hardening is preferably carried out only in at least one end region of the bore, for. B. into a depth of about 15 mm into the hole. Preferably, both ends of the bore are treated by grinding. But it is also possible to treat only one end of the bore or possibly also the entire length of the bore so.
Um eine ausreichende Härtung zu erzielen, wird die Randschicht der Bohrung während des Schleifhärtens bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von 700°C, insbesondere in einem Temperaturbereich von ca. 750°C bis 1000°C gehalten, wobei die Temperatur bei einem Stahlwerkstoff oberhalb des Ac3-Punkts, aber unterhalb der Schmelztemperatur liegen sollte.In order to achieve sufficient hardening, the edge layer of the bore during the grinding hardening is preferably kept at a temperature above 700 ° C., in particular in a temperature range from approximately 750 ° C. to 1000 ° C., the temperature at a steel material above the Ac 3 Points, but should be below the melting temperature.
Das Erhitzen der Randschicht erfolgt vorzugsweise zumindest im Wesentlichen durch die Einwirkung des Werkzeugs. Die zum Härten notwendige Wärme kann alleinig durch die Reibungswärme zwischen dem Werkzeug und der Innenseite der Bohrung erzeugt werden. Es ist möglich, zusätzlich den Bereich des Ölkanals oder die gesamte Kurbelwelle extern aufzuheizen, dies ist aber normalerweise nicht erforderlich.The heating of the surface layer is preferably carried out at least substantially by the action of the tool. The heat required for curing can be generated solely by the frictional heat between the tool and the inside of the hole. It is also possible to externally heat up the area of the oil passage or the entire crankshaft, but this is not normally necessary.
Um die Wärmeeinwirkung durch das Werkzeug zu erhöhen, kann das Schleifhärten schmiermittelfrei erfolgen. Insbesondere wird vorzugsweise kein Schmiermittel zur Kühlung eingesetzt, wie dies sonst beim Schleifen der Fall ist.To increase the heat generated by the tool, the grinding can be done without lubricant. In particular, preferably no lubricant is used for cooling, as is otherwise the case during grinding.
Die Randschicht kann unmittelbar nach dem Bearbeiten durch das Werkzeug abgeschreckt und gegebenenfalls angelassen werden, um wie bei anderen bekannten Methoden der Umwandlungshärtung die gewünschte Qualität des Werkstoffs zu erhalten.The edge layer can be quenched immediately after machining by the tool and optionally annealed to obtain the desired quality of the material, as in other known methods of conversion hardening.
Als geeignetes Werkzeug kann beispielsweise ein Schleifbohrer verwendet werden, dessen Durchmesser auch den Durchmesser des fertigen Ölkanals bestimmen kann.As a suitable tool, for example, a grinding drill can be used, the diameter of which can also determine the diameter of the finished oil passage.
Die Vorschubgeschwindigkeit, die Zustelltiefe und die Winkelgeschwindigkeit des Schleifbohrers sollten an den Durchmesser der Bohrung angepasst sein. Beispielsweise kann eine hohe Winkelgeschwindigkeit und eine geringe Vorschubtiefe eine hohe Reibung und somit eine hohe Wärmeentwicklung bewirken. Alternativ könnte die notwendige Wärmeentwicklung auch durch eine schnelle Vorschubbewegung bei eher geringer Winkelgeschwindigkeit erreicht werden, vor allem beim Einsatz einer sich mit hoher Frequenz wiederholenden Schlagbewegung.The feed rate, infeed depth and angular velocity of the drill should be adjusted to the diameter of the hole. For example, a high angular velocity and a low feed depth can cause high friction and thus high heat development. Alternatively, the necessary heat development could also be achieved by a fast feed motion at rather low angular velocity, especially when using a repeating with high frequency impact movement.
Die radiale Bearbeitungstiefe ist vorzugsweise kleiner als 1,5 mm, insbesondere kleiner als 0,5 mm, um gleichzeitig eine ausreichend glatte Oberfläche bei einem ausreichenden Wärmeeintrag zu erhalten.The radial machining depth is preferably less than 1.5 mm, in particular less than 0.5 mm, in order to simultaneously obtain a sufficiently smooth surface with sufficient heat input.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:The invention will now be described with reference to an embodiment with reference to the attached Drawings described in more detail. In the drawings show:
Zur Fertigung jedes der Ölkanäle
Anschließend wird die Bohrung
Die Kontur des Schleifbohrers ist hier so gewählt, dass die Oberfläche nach der Bearbeitung die endgültige, für den Ölkanal
Die Bearbeitungstiefe a in Radialrichtung, also der Materialabtrag durch das Werkzeug
Gleichzeitig wird das Werkzeug
Durch die Reibungswärme wird die Randschicht
Um die benötigte Reibungswärme zu erzeugen, erfolgt der Prozess des Schleifhärtens in diesem Beispiel schmiermittelfrei. Insbesondere wird kein Schmiermittel zur Kühlung des Werkzeugs
Auf diese Weise wird hier ein Bereich
Da lediglich der unmittelbare Bereich im Kontakt mit dem Werkzeug
Weitere Nachbearbeitungsschritte sind in diesem Beispiel zur Fertigung des Ölkanals
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 19848033 C1 [0006] DE 19848033 C1 [0006]
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DE (1) | DE102014222366A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11344980B2 (en) * | 2017-06-14 | 2022-05-31 | Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh | Method and device for work-hardening a crankshaft |
Citations (2)
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DE880446C (en) | 1941-06-20 | 1953-06-22 | Aeg | Process for hardening workpieces |
DE19848033C1 (en) | 1998-10-17 | 2000-01-05 | Bosch Gmbh Robert | Apparatus for hardening boundary layers of workpieces |
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2014
- 2014-11-03 DE DE102014222366.0A patent/DE102014222366A1/en active Pending
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