DE102017113072B4 - Method and device for impact hardening of transition radii of a crankshaft - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Schlagverfestigen von Übergangsradien (8) einer Kurbelwelle (4), insbesondere von Übergangsradien (8) zwischen Pleuellagerzapfen (5) und Kurbelwangen (7) und/oder Übergangsradien (8) zwischen Hauptlagerzapfen (6) und den Kurbelwangen (7) der Kurbelwelle (4), umfassend wenigstens eine Schlageinrichtung (1) mit einem Schlagkolben (23), einer Umlenkeinheit (20) und wenigstens einem Schlagwerkzeug (16), wobei der Schlagkolben (23) über die Umlenkeinheit (20) einen Kraftstoß auf das wenigstens eine Schlagwerkzeug (16) überträgt, wobei ein Schlagkopf (21) des wenigstens einen Schlagwerkzeugs (16) unter einem Schlagwinkel (α) eine Schlagkraft (FS) in den wenigstens einen Übergangsradius (8) einbringt, wobei die Vorrichtung eingerichtet ist, um den Abstand (d) zwischen einem Umlenkpunkt (UP) der Umlenkeinheit (20) und dem vorderen Ende des Schlagkopfes (21) des wenigstens einen Schlagwerkzeugs (16) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des wenigstens einen Schlagwerkzeugs (16) einstellbar, vorzugsweise teleskopierbar ist.Device for impact hardening of transition radii (8) of a crankshaft (4), in particular transition radii (8) between connecting rod journals (5) and crank webs (7) and / or transition radii (8) between main bearing journals (6) and the crank webs (7) of the crankshaft (4), comprising at least one impact device (1) with an impact piston (23), a deflection unit (20) and at least one impact tool (16), the impact piston (23) applying a force to the at least one impact tool via the deflection unit (20) (16) transmits, wherein an impact head (21) of the at least one impact tool (16) introduces an impact force (FS) into the at least one transition radius (8) at an impact angle (α), the device being set up to measure the distance (d ) between a deflection point (UP) of the deflection unit (20) and the front end of the impact head (21) of the at least one impact tool (16), characterized in that the length of the at least one impact tool (16) adjustable, preferably telescopic.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle, insbesondere von Übergangsradien zwischen Pleuellagerzapfen und Kurbelwangen und/oder Übergangsradien zwischen Hauptlagerzapfen und den Kurbelwangen der Kurbelwelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device for impact strengthening transition radii of a crankshaft, in particular transition radii between connecting rod journals and crank webs and / or transition radii between main bearing journals and the crank webs of the crankshaft according to the preamble of
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle.The invention also relates to a method for impact strengthening transition radii of a crankshaft.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Kurbelwelle.The invention also relates to a crankshaft.
Aufgrund der stetig fortschreitenden Entwicklung und Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen und an diese gestellte Emissionsforderungen werden heutige Motoren in Folge immer stärker beansprucht. Aus diesem Grund stellt die Motorenindustrie unter anderem an die hochbelastete und für die Funktion einer Brennkraftmaschine wichtige Kurbelwelle hohe Anforderungen hinsichtlich der Festigkeit. Konstruktiv besteht dabei häufig die Anforderung, dass die Kurbelwelle leicht und der Platzbedarf gering sein soll. Für die Auslegung der Kurbelwelle bedeutet dies, dass eine Erhöhung der Beanspruchbarkeit nicht über die Erhöhung des Querschnitts, also über das Widerstandsmoment der Kurbelwelle, sondern möglichst über lokale Druckeigenspannungszustände erzielt werden sollte. Aus diesem Grund werden moderne Kurbelwellen unter Verwendung der verschiedensten Bearbeitungs- und Wärmebehandlungsverfahren hergestellt, so dass die Kurbelwellen immer höheren Motorleistungen ausgesetzt werden können.Due to the steadily advancing development and increase in performance of internal combustion engines and the emission requirements placed on them, today's engines are consequently subject to ever greater demands. For this reason, the engine industry places high demands on the strength of the heavily loaded crankshaft, which is important for the function of an internal combustion engine. In terms of design, there is often the requirement that the crankshaft should be light and the space required should be small. For the design of the crankshaft, this means that an increase in the load capacity should not be achieved by increasing the cross-section, i.e. by means of the moment of resistance of the crankshaft, but, if possible, by means of local compressive residual stresses. For this reason, modern crankshafts are manufactured using a wide variety of machining and heat treatment processes, so that the crankshafts can be exposed to ever higher engine outputs.
Beispiele für solche Verfahren sind thermische Behandlungen, wie die Oberflächenhärteverfahren Induktions- und Einsatzhärten, Laserhärten oder Nitrieren, sowie Kaltverfestigungsverfahren, wie Festwalzen, Kugelstrahlen oder Schlagverfestigen. Hierbei handelt es sich um gängige und zum großen Teil ausgereifte Verfahren, die für die verschiedensten Einsatzzwecke geeignet sind.Examples of such processes are thermal treatments, such as the surface hardening processes induction and case hardening, laser hardening or nitriding, as well as work hardening processes such as deep rolling, shot peening or impact hardening. These are common and, for the most part, well-engineered processes that are suitable for a wide variety of purposes.
Hinsichtlich Beispielen für solche Verfahren wird auf die folgenden Druckschriften verwiesen:
Insbesondere das Schlagverfestigen ist ein vorteilhaftes Verfahren zur Steigerung der Dauerschwingfestigkeit, insbesondere der Biegewechselfestigkeit und der Torsionswechselfestigkeit, von Kurbelwellen. Die Steigerung der Dauerfestigkeit wird dabei dadurch erreicht, dass in die beanspruchten Bereiche bei Querschnittsübergängen und Querschnittsänderungen durch Kaltverformen, vorzugsweise Hämmern mittels spezieller Schlagwerkzeuge, in die Kurbelwelle Schlagkräfte eingebracht werden. Als Beispiel für ein derartiges Verfahren wird auf die
Zum Stand der Technik wird außerdem auf die
Zum allgemeinen Hintergrund sei außerdem noch die
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfahren und Vorrichtungen zum Schlagverfestigen weiter zu entwickeln, um die Dauerfestigkeit von Kurbelwellen weiter zu verbessern.The present invention is based on the object of further developing the methods and devices for impact strengthening in order to further improve the fatigue strength of crankshafts.
Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale und für das Verfahren durch die in Anspruch 7 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved for the device by the features listed in
Schließlich liegt der Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, eine - insbesondere bezüglich ihrer Dauerfestigkeit - verbesserte Kurbelwelle bereitzustellen.Finally, the invention is also based on the object of providing a crankshaft which is improved, in particular with regard to its fatigue strength.
Bezüglich der Kurbelwelle wird die Aufgabe durch die in Anspruch 9 aufgeführten Merkmalen gelöst.With regard to the crankshaft, the object is achieved by the features listed in
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.The dependent claims and the features described below relate to advantageous embodiments and variants of the invention.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle, insbesondere von Übergangsradien zwischen Pleuellagerzapfen und Kurbelwangen und/oder Übergangsradien zwischen Hauptlagerzapfen und den Kurbelwangen der Kurbelwelle umfasst wenigstens eine Schlageinrichtung mit einem Schlagkolben, einer Umlenkeinheit und wenigstens einem Schlagwerkzeug. Der Schlagkolben überträgt dabei über die Umlenkeinheit einen Kraftstoß auf das wenigstens eine Schlagwerkzeug, wobei ein Schlagkopf des wenigstens einen Schlagwerkzeugs unter einem Schlagwinkel eine Schlagkraft in den wenigstens einen Übergangsradius einbringt.The device according to the invention for impact hardening of transition radii of a crankshaft, in particular transition radii between connecting rod journals and crank webs and / or transition radii between main bearing journals and the crank webs of the crankshaft, comprises at least one impact device with an impact piston, a deflection unit and at least one impact tool. The percussion piston transmits a force impulse to the at least one percussion tool via the deflection unit, a percussion head of the at least one percussion tool introducing an impact force into the at least one transition radius at an impact angle.
Die Pleuellagerzapfen und die Hauptlagerzapfen werden zur Vereinfachung nachfolgend teilweise auch nur als „Zapfen“ bezeichnet. Der Begriff Zapfen kann dabei sowohl die Pleuellagerzapfen und die Hauptlagerzapfen bezeichnen, als auch nur die Pleuellagerzapfen oder nur die Hauptlagerzapfen. Insofern dies nicht explizit anders angegeben ist, sind hier alle drei Varianten durch den Begriff Zapfen umfasst.The connecting rod journals and the main bearing journals are shown below for the sake of simplicity sometimes just referred to as "cones". The term journal can refer to the connecting rod journals and the main bearing journals as well as just the connecting rod journals or only the main bearing journals. Unless explicitly stated otherwise, the term pin encompasses all three variants here.
Besonders bevorzugt eignet sich die Erfindung zur Steigerung der Dauerfestigkeit von beispielsweise Kurbelwellen mit 0,2 bis 8 m Länge oder mehr und/oder Haupt- und Pleuellagerzapfendurchmesser von 30 bis 500 mm oder mehr. Ganz besonders eignet sich die Erfindung allerdings zur Steigerung der Dauerfestigkeit von Großkurbelwellen von 1,5 bis 8 m Länge oder mehr und/oder Haupt- und Pleuellagerzapfendurchmesser von 100 bis 500 mm oder mehr.The invention is particularly preferably suitable for increasing the fatigue strength of, for example, crankshafts with a length of 0.2 to 8 m or more and / or main and connecting rod journal diameters of 30 to 500 mm or more. However, the invention is particularly suitable for increasing the fatigue strength of large crankshafts of 1.5 to 8 m in length or more and / or main and connecting rod journal diameters of 100 to 500 mm or more.
Die Kurbelwelle kann verschiedene Arten von Übergangsradien, beispielsweise Hohlkehlen, zum Beispiel in Korbbogenform, oder auch hinterschnittene bzw. hinterlegte Radien bzw. Radien mit Übergängen, aufweisen. Die Übergangsradien können beispielsweise tangierend in die Lagerzapfenstellen bzw. Laufflächen der Haupt- und Pleuellagerzapfen übergehen.The crankshaft can have different types of transition radii, for example hollow fillets, for example in the shape of a cage, or also undercut or backed radii or radii with transitions. The transition radii can, for example, merge tangentially into the bearing journal points or running surfaces of the main and connecting rod journals.
Dies gilt auch für Übergänge zu Flanschen, Zapfen und sonstigen geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien.This also applies to transitions to flanges, spigots and other geometric changes in cross-section - both for tangent and stored radii.
Üblicherweise weist die Kurbelwelle an allen Übergängen bzw. Querschnittsänderungen Übergangsradien auf. Dies gilt insbesondere für Querschnittsänderungen zwischen Lagerzapfen und Kurbelwangen. Hierfür eignet sich die Erfindung in besonderer Weise. Übergangsradien können aber auch für beliebige andere Querschnittsänderungen, insbesondere für Querschnittsänderungen an den Endpartien der Kurbelwelle, z. B. bei einem Übergang auf einen Flansch, eine Scheibe oder eine Welle etc., vorgesehen sein. Ein Übergangsradius, dessen Dauerfestigkeit durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung verbessert werden soll, muss somit nicht unbedingt zwischen einem Pleuellagerzapfen und einer Kurbelwange oder einem Hauptlagerzapfen und einer Kurbelwange vorliegen, sondern kann an einer beliebigen Stelle der Kurbelwelle angeordnet sein. Die Begriffe „Pleuellagerzapfen“, „Hauptlagerzapfen“, „Flansch“, „Zapfen“ und/oder „Kurbelwange“ können dementsprechend von einem Fachmann umgedeutet werden.The crankshaft usually has transition radii at all transitions or changes in cross-section. This applies in particular to changes in the cross-section between the bearing journal and the crank webs. The invention is particularly suitable for this. However, transition radii can also be used for any other changes in cross-section, in particular for changes in cross-section at the end sections of the crankshaft, e.g. B. in a transition to a flange, a disc or a shaft, etc., be provided. A transition radius whose fatigue strength is to be improved by the method according to the invention or the device according to the invention does not necessarily have to be between a connecting rod journal and a crank arm or a main bearing journal and a crank arm, but can be arranged at any point on the crankshaft. The terms “connecting rod journal”, “main bearing journal”, “flange”, “journal” and / or “crank web” can accordingly be reinterpreted by a person skilled in the art.
Nachfolgend wird die Erfindung im Wesentlichen anhand der Verfestigung von Übergangsradien zwischen Pleuellagerzapfen und Kurbelwange und/oder Hauptlagerzapfen und Kurbelwange beschrieben. Dies ist aber nicht einschränkend zu verstehen und soll nur dem besseren Verständnis bzw. der besseren Lesbarkeit dienen. Insofern im Rahmen der Erfindung auf einen Übergangsradius Bezug genommen wird kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Übergangsradius an einer beliebigen Stelle der Kurbelwelle handeln.The invention is described below essentially on the basis of the consolidation of transition radii between the connecting rod journal and the crank web and / or the main bearing journal and the crank web. However, this is not to be understood as restrictive and is only intended to improve understanding and readability. Insofar as reference is made to a transition radius within the scope of the invention, it can in principle be any transition radius at any point on the crankshaft.
Unter dem Einbringen einer Schlagkraft kann verstanden werden, dass ein Schlagkopf eines Schlagwerkzeugs bzw. ein sog. „Döpper“ der Schlageinrichtung gegen den zu verfestigenden Bereich der Kurbelwelle, vorliegend einen Übergangsradius, schlägt. Der Schlag erfolgt dabei zielgerichtet auf die gewünschte Schlagposition entlang des ringförmig um den Zapfen verlaufenden Übergangsradius. Hierzu kann ein Schlagkolben eingesetzt werden, der einen starken Impuls bzw. einen Kraftstoß (z. B. pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch erzeugt) auf den Schlagkopf überträgt.The introduction of an impact force can be understood to mean that an impact head of an impact tool or a so-called “striker” of the impact device strikes the area of the crankshaft to be solidified, in the present case a transition radius. The impact takes place in a targeted manner at the desired impact position along the transition radius running in a ring around the pin. For this purpose, a percussion piston can be used, which transmits a strong impulse or a force impulse (e.g. generated pneumatically, hydraulically and / or electrically) to the percussion head.
Je nach Schlagkraft entstehen sichtbare Schlageindrücke des Schlagkopfes an den jeweiligen Schlagpositionen. Die Tiefe der Schlageindrücke und die Qualität bzw. die Tiefenwirkung der eingebrachten Druckeigenspannung hängen dabei von der gewählten Schlagkraft ab. Das Werkzeug und die Prozessparameter sind vorzugsweise auf die jeweilige Kurbelwelle und dabei ggf. auf partielle geometrische Änderungen (Querschnittsänderungen) exakt abgestimmt.Depending on the impact force, visible impact impressions of the impact head are created at the respective impact positions. The depth of the impact impressions and the quality or the depth effect of the residual compressive stress that is introduced depend on the selected impact force. The tool and the process parameters are preferably precisely matched to the respective crankshaft and, if necessary, to partial geometric changes (changes in cross section).
Die Schlagkraft wiederum kann durch Veränderung des Schlagwinkels individuell noch genauer auf das Beanspruchungsmaximum eingestellt bzw. ausgerichtet werden.The impact force, in turn, can be individually adjusted or aligned even more precisely to the stress maximum by changing the impact angle.
Die Vorrichtung kann gegebenenfalls mehrere Schlageinrichtungen aufweisen.The device can optionally have several striking devices.
Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung eingerichtet, um den Abstand zwischen einem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem vorderen Ende des Schlagkopfes des wenigstens einen Schlagwerkzeugs einzustellen.According to the invention, the device is set up to adjust the distance between a deflection point of the deflection unit and the front end of the impact head of the at least one impact tool.
Bei dem Umlenkpunkt kann es sich um den Mittelpunkt der Umlenkeinheit handeln bzw. um die Drehachse/Aufhängung des Schlagwerkzeugs bzw. der Schlagwerkzeuge.The deflection point can be the center point of the deflection unit or the axis of rotation / suspension of the striking tool or the striking tools.
Mit dem vorderen Ende des Schlagkopfes ist der Teil (bzw. die Oberfläche) des Schlagkopfes gemeint, mit dem der Schlagkopf zum Schlagverfestigen gegen die Kurbelwelle schlägt.The front end of the impact head means that part (or the surface) of the impact head with which the impact head strikes against the crankshaft for impact hardening.
Durch den Abstand zwischen dem Umlenkpunkt und dem vorderen Ende des Schlagkopfes kann auch der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt und dem Mittelpunkt des Schlagkopfes oder der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt und dem hinteren Ende des Schlagkopfes einstellbar sein.Through the The distance between the deflection point and the front end of the impact head can also be adjustable, the distance between the deflection point and the center point of the impact head or the distance between the deflection point and the rear end of the impact head.
Dadurch, dass der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem Schlagkopf einstellbar ist, kann der Winkel unter dem die Schlagkraft in den Übergangsradius eingeleitet wird, verändert bzw. eingestellt werden. Vorzugsweise wird der Winkel derart gewählt, dass die Schlagkraft in einem Winkel eingeleitet wird, der genau auf die im Betrieb der Kurbelwelle höchstbelastete Stelle bzw. das Beanspruchungsmaximum angepasst ist.Because the distance between the deflection point of the deflection unit and the impact head is adjustable, the angle at which the impact force is introduced into the transition radius can be changed or adjusted. The angle is preferably selected in such a way that the impact force is introduced at an angle which is precisely adapted to the point that is subjected to the highest load during operation of the crankshaft or to the maximum load.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, die Schlagkraft an einer bevorzugten Stelle und in einem bevorzugten Winkel einzubringen.The solution according to the invention makes it possible to apply the impact force at a preferred point and at a preferred angle.
Die Verfahren bzw. Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik sehen vor, dass bei der Schlagverfestigung eines Übergangsradius die Schlagkraft in einem vordefinierten fixen Winkel in die Übergangsradien eingebracht wird. Hierfür ist meist ein Schlagwinkel von ca. 45° vorgesehen.The methods and devices according to the prior art provide that when a transition radius is impact hardened, the impact force is introduced into the transition radii at a predefined fixed angle. A striking angle of approx. 45 ° is usually provided for this.
In Abhängigkeit der Anwendung der Kurbelwelle kann es von Vorteil sein, statt eines festen Schlagwinkels von beispielsweise 45° einen abweichenden Winkel zu wählen.Depending on the application of the crankshaft, it can be advantageous to choose a different angle instead of a fixed flapping angle of 45 °, for example.
Die höchstbelastete Stelle der Kurbelwelle ergibt sich im Regelfall aus dem Motorenbetrieb bzw. wird über Berechnungsmodelle bestimmt. Für neue Betrachtungsansätze werden dazu die maximalen Belastungen aus einaxialer Belastung und aus biaxialer, überlagerter Belastung betrachtet.The most heavily loaded point on the crankshaft generally results from engine operation or is determined using calculation models. For new approaches, the maximum loads from uniaxial loading and from biaxial, superimposed loading are considered.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein hochpräzises Arbeiten bzw. Schlagverfestigen gewährleistet sein. Dadurch, dass die Schlagkräfte gezielt in ein Beanspruchungsmaximum des Übergangsradius eingebracht werden können und in einem optimalen Winkel verlaufen, kann gegebenenfalls die Schlagkraft reduziert werden, während der erreichbare Dauerfestigkeitseffekt unverändert bleibt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit besonders effizient.The method according to the invention and the device according to the invention can ensure high-precision work or impact hardening. Because the impact forces can be specifically introduced into a stress maximum of the transition radius and run at an optimal angle, the impact force can optionally be reduced while the achievable fatigue strength effect remains unchanged. The device according to the invention is therefore particularly efficient.
Anwendungsbedingt kann durch das gezielte Einbringen der Schlagkräfte die Dauerfestigkeit der Kurbelwelle - ausgehend von den derzeitigen Möglichkeiten im Stand der Technik - sogar noch erhöht werden, sollte dies erforderlich sein.Depending on the application, the fatigue strength of the crankshaft - based on the current possibilities in the prior art - can even be increased by the targeted introduction of the impact forces, should this be necessary.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei Kurbelwellen angewendet bzw. eingesetzt werden, die bereits vorher zur Steigerung ihrer Dauerfestigkeitseigenschaften durch andere Verfahren bearbeitet worden sind. So kann zum Beispiel eine Kurbelwelle, die durch Induktionshärten gehärtet wurde, nachträglich noch bezüglich ihrer Biege- und Torsionswechselfestigkeit durch eine Einbringung von Druckeigenspannungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren verbessert werden.The method according to the invention or the device according to the invention can also be applied or used with crankshafts which have already been processed beforehand by other methods to increase their fatigue strength properties. For example, a crankshaft that has been hardened by induction hardening can subsequently be improved in terms of its flexural and torsional fatigue strength by introducing internal compressive stresses with the device according to the invention or the method according to the invention.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Länge des wenigstens einen Schlagwerkzeugs einstellbar, vorzugsweise teleskopierbar ist.According to the invention it is provided that the length of the at least one striking tool is adjustable, preferably telescopic.
Hierzu kann das Schlagwerkzeug in der Art einer Teleskopschiene ausgebildet sein bzw. einen Teleskopauszug aufweisen. Das wenigstens eine Schlagwerkzeug kann auch als Teleskoprohr ausgebildet sein. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf eine bestimmte Art des Teleskopauszugs bzw. eine bestimmte Art der Teleskopierbarkeit beschränkt zu verstehen.For this purpose, the striking tool can be designed in the manner of a telescopic rail or have a telescopic extension. The at least one striking tool can also be designed as a telescopic tube. The invention is of course not to be understood as being restricted to a specific type of telescopic extension or a specific type of telescoping capability.
Die Länge des wenigstens einen Schlagwerkzeugs kann beispielsweise auch über ein Gewinde eingestellt werden.The length of the at least one striking tool can, for example, also be adjusted via a thread.
Es kann vorgesehen sein, dass die Länge des wenigstens einen Schlagwerkzeugs manuell und/oder aktorisch einstellbar ist. Hierzu kann beispielsweise ein Elektromotor, insbesondere ein Linearantrieb, vorgesehen sein. Bei dem Elektromotor kann es sich grundsätzlich aber um einen beliebigen Elektromotor, beispielsweise einen Drehstrommotor, einen Wechselstrommotor, einen Gleichstrommotor oder einen Universalmotor, handeln. Vorzugsweise kann ein Schrittmotor verwendet werden.It can be provided that the length of the at least one striking tool can be adjusted manually and / or by actuators. For this purpose, for example, an electric motor, in particular a linear drive, can be provided. In principle, however, the electric motor can be any desired electric motor, for example a three-phase motor, an alternating current motor, a direct current motor or a universal motor. A stepper motor can preferably be used.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Wechseleinrichtung mit einem Magazin vorgesehen sein, um das wenigstens eine Schlagwerkzeug und/oder den Schlagkopf und/oder die Umlenkeinheit und/oder die Schlageinrichtung auszutauschen, um den Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem vorderen Ende des Schlagkopfes des wenigstens einen Schlagwerkzeugs auf einen anderen Wert einzustellen.In a further development of the invention, a changing device with a magazine can be provided in order to exchange the at least one striking tool and / or the striking head and / or the deflection unit and / or the striking device in order to reduce the distance between the deflection point of the deflection unit and the front end of the striking head to set the at least one impact tool to a different value.
Durch die hohen Schlagkräfte wirken bekanntermaßen hohe mechanische Belastungen auf die Komponenten der Schlageinrichtung. Insbesondere bei Verwendung filigraner Bauteile zur Einstellung der Länge des wenigstens einen Schlagwerkzeugs kann dadurch die Lebensdauer der Schlageinrichtung bzw. deren Komponenten eingeschränkt sein. Wenn ein Magazin bzw. eine Wechseleinrichtung für das wenigstens eine Schlagwerkzeug und/oder den Schlagkopf und/oder die Umlenkeinheit und/oder die Schlageinrichtung vorgesehen ist, kann die Schlageinrichtung bzw. die Vorrichtung insgesamt besonders robust ausgebildet sein, da gegebenenfalls auf eine Teleskopierung des wenigstens einen Schlagwerkzeugs verzichtet werden kann.As a result of the high impact forces, it is known that high mechanical loads act on the components of the impact device. In particular, when using filigree components to adjust the length of the at least one striking tool, the service life of the striking device or its components can be limited as a result. If a magazine or a changing device is provided for the at least one striking tool and / or the striking head and / or the deflection unit and / or the striking device, the striking device or the device as a whole can be particularly robust, since if necessary, the at least a striking tool can be dispensed with.
Der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem Schlagkopf des wenigstens einen Schlagwerkzeugs kann somit vorteilhaft durch die Wechseleinrichtung mit dem Magazin einstellbar sein, indem Komponenten der Schlageinrichtung zur Längeneinstellung ausgetauscht werden.The distance between the deflection point of the deflection unit and the striking head of the at least one striking tool can thus advantageously be adjusted by the changing device with the magazine by replacing components of the striking device for length adjustment.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem vorderen Ende des Schlagkopfes des wenigstens einen Schlagwerkzeugs durch Verwenden von Distanzringen bzw. Abstandshaltern mit unterschiedlichen Abmessungen einstellbar ist.It can also be provided that the distance between the deflection point of the deflection unit and the front end of the impact head of the at least one impact tool can be adjusted by using spacer rings or spacers with different dimensions.
In einer Weiterbildung der Erfindung können zwei oder mehrere Schlageinrichtungen vorgesehen sein, wobei der Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinrichtung und dem vorderen Ende des Schlagkopfes einer ersten Schlageinrichtung nicht identisch ist mit dem Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinrichtung und dem vorderen Ende des Schlagkopfes einer zweiten Schlageinrichtung.In a further development of the invention, two or more impact devices can be provided, the distance between the deflection point of the deflection device and the front end of the impact head of a first impact device not being identical to the distance between the deflection point of the deflection device and the front end of the impact head of a second impact device .
Es können somit mehrere unabhängig voneinander verwendbare Schlagwerkzeuge, insbesondere durch Verwenden mehrerer Schlageinrichtungen mit jeweils einem oder mehreren Schlagwerkzeugen, vorgesehen sein, die jeweilige Schlagkräfte in beliebige Übergangsradien der Kurbelwelle einzubringen vermögen, wobei eine entsprechende Synchronisierung untereinander bzw. zwischen Steuerungen der Schlagwerkzeuge vorgesehen sein kann. Die Schlagverfestigung der Kurbelwelle kann somit auch besonders schnell erfolgen, da mehrere Schlageinrichtungen gleichzeitig verwendbar sind.Several striking tools that can be used independently of one another, in particular by using several striking devices, each with one or more striking tools, can thus be provided, which are capable of introducing the respective striking forces into any transition radii of the crankshaft, whereby a corresponding synchronization with one another or between controls of the striking tools can be provided. The impact hardening of the crankshaft can thus also take place particularly quickly, since several impact devices can be used at the same time.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schlageinrichtung zwei Schlagwerkzeuge aufweist, wobei die Schlagwerkzeuge derart an der Umlenkeinheit angeordnet sind, dass jedes Schlagwerkzeug einem Übergangsradius zugeordnet ist.In a further development of the invention it can be provided that the at least one striking device has two striking tools, the striking tools being arranged on the deflection unit in such a way that each striking tool is assigned to a transition radius.
Es kann also vorgesehen sein, dass zwei Schlagwerkzeuge in einer gemeinsamen Schlageinrichtung verwendet werden, die vorzugsweise Schlagkräfte in beide Übergangsradien eines Pleuellagerzapfens oder eines Hauptlagerzapfens gleichzeitig einbringen.It can therefore be provided that two striking tools are used in a common striking device, which preferably bring striking forces into both transition radii of a connecting rod journal or a main journal at the same time.
Dies gilt auch für Übergänge zu Flanschen, Zapfen und sonstigen geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien.This also applies to transitions to flanges, spigots and other geometric changes in cross-section - both for tangent and stored radii.
Die Schlagwerkzeuge können vorzugsweise von einem gemeinsamen Schlagkolben betrieben werden.The striking tools can preferably be operated by a common striking piston.
Bei Verwendung mehrerer Schlagwerkzeuge und/oder Schlageinrichtungen kann eine gemeinsame Druckimpulsvorrichtung vorgesehen sein, die die entsprechenden Schlagkräfte für die Schlagwerkzeuge auf hydraulische, pneumatische, mechanische und/oder elektrische Weise (gemeinsam oder individuell) für die Schlagwerkzeuge zu erzeugen vermag.When using several striking tools and / or striking devices, a common pressure pulse device can be provided which is able to generate the corresponding striking forces for the striking tools in a hydraulic, pneumatic, mechanical and / or electrical manner (jointly or individually) for the striking tools.
Bei Verwendung mehrerer Schlageinrichtungen kann vorgesehen sein, dass die jeweiligen Abstände zwischen den Umlenkpunkten und den Schlagköpfen bei allen Schlagwerkzeugen identisch sind oder bei zumindest zwei Schlagwerkzeugen voneinander abweichen. Vorzugsweise ist der jeweilige Abstand zwischen dem Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und den Schlagköpfen zweier Schlagwerkzeuge, die zur Verfestigung von Übergangsradien, die an denselben Zapfen angrenzen, identisch.When using several striking devices it can be provided that the respective distances between the deflection points and the striking heads are identical for all striking tools or differ from one another with at least two striking tools. The respective distance between the deflection point of the deflection unit and the striking heads of two striking tools that are used for solidifying transition radii that adjoin the same pin is preferably identical.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schlagwinkel zwischen der Längsachse des wenigstens einen Schlagwerkzeugs und einem Lot zu der Längsachse der Kurbelwelle 5° bis 80°, vorzugsweise 10° bis 70°, weiter bevorzugt 20° bis 60° und besonders bevorzugt 30° bis 55°, insbesondere 35° bis 50°, beträgt.In a further development of the invention it can be provided that the impact angle between the longitudinal axis of the at least one impact tool and a perpendicular to the longitudinal axis of the crankshaft is 5 ° to 80 °, preferably 10 ° to 70 °, more preferably 20 ° to 60 ° and particularly preferably 30 ° to 55 °, in particular 35 ° to 50 °.
Vorzugsweise kann, insbesondere wenn das Beanspruchungsmaximum nicht genau bekannt ist, ein Schlagwinkel von 45° vorgesehen sein.A lay angle of 45 ° can preferably be provided, especially if the maximum stress is not precisely known.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass der Schlagkopf einen Radius aufweist, dessen Größe 75% bis 99% des Übergangsradius, vorzugsweise 85% bis 98% des Übergangsradius und besonders bevorzugt 85% bis 95% des Übergangsradius beträgt.In a further development of the invention it can also be provided that the impact head has a radius whose size is 75% to 99% of the transition radius, preferably 85% to 98% of the transition radius and particularly preferably 85% to 95% of the transition radius.
Der Radius des Schlagkopfes kann aber auch kleiner sein als 75% des Übergangsradius oder größer sein als 95% des Übergangsradius. Der Radius des Schlagkopfes kann auch mit dem Übergangsradius übereinstimmen.However, the radius of the impact head can also be smaller than 75% of the transition radius or greater than 95% of the transition radius. The radius of the impact head can also match the transition radius.
Der Schlagkopf kann vorzugsweise im Wesentlichen kugelförmig ausgebildet sein, insbesondere im vorderen Bereich bzw. am vorderen Ende des Schlagkopfes, der bzw. das zur Verfestigung gegen die Kurbelwelle schlägt. Grundsätzlich kann der Schlagkopf aber eine beliebige Geometrie aufweisen und beispielsweise auch oval, halbkugelförmig oder flach ausgebildet sein.The impact head can preferably be designed essentially spherically, in particular in the front area or at the front end of the impact head, which strikes against the crankshaft for solidification. In principle, however, the impact head can have any geometry and, for example, can also be oval, hemispherical or flat.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle, insbesondere von Übergangsradien zwischen Pleuellagerzapfen und Kurbelwangen und/oder Übergangsradien zwischen Hauptlagerzapfen und den Kurbelwangen der Kurbelwelle.The invention also relates to a method for impact strengthening transition radii of a crankshaft, in particular transition radii between connecting rod journals and crank webs and / or transition radii between main bearing journals and the crank webs of the crankshaft.
Das Verfahren betrifft auch für Übergänge zu Flanschen, Zapfen und sonstigen geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien.The method also applies to transitions to flanges, journals and other geometric changes in cross-section - both for tangent and stored radii.
Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren bezogen verstanden werden - und umgekehrt.Features that have already been described in connection with the device according to the invention can of course also be advantageously implemented for the method according to the invention - and vice versa. Furthermore, advantages that have already been mentioned in connection with the device according to the invention can also be understood in relation to the method according to the invention - and vice versa.
In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Schlagwinkel entsprechend dem Verlauf eines Beanspruchungsmaximums des Übergangsradius gewählt wird, wonach der Verlauf des Beanspruchungsmaximums auf Basis von Simulationen und/oder Berechnungen und/oder Versuchsreihen des jeweiligen Kurbelwellentyps bestimmt wird.In a further development it can be provided that the flap angle is selected according to the course of a stress maximum of the transition radius, after which the course of the stress maximum is determined on the basis of simulations and / or calculations and / or test series of the respective crankshaft type.
Die höchstbelasteten Stellen der Kurbelwelle werden vorzugsweise im Vorfeld identifiziert. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren kann dann die Schlagkraft gezielt in die entsprechenden Beanspruchungsmaxima eingebracht werden. Durch Berücksichtigung der individuellen Anforderungen an verschiedene Kurbelwellentypen und Einsatzzwecke der Kurbelwellen kann die Kurbelwelle durch das erfindungsgemäße Einstellen des Abstands zwischen Umlenkpunkt der Umlenkeinheit und dem vorderen Ende des Schlagkopfes des wenigstens einen Schlagwerkzeugs mit besonders hoher Präzision schlagverfestigt werden.The most heavily loaded points on the crankshaft are preferably identified in advance. By means of the device according to the invention or the method according to the invention, the impact force can then be brought into the corresponding stress maxima in a targeted manner. By taking into account the individual requirements for different types of crankshafts and uses of the crankshafts, the crankshaft can be impact-hardened with particularly high precision by setting the distance according to the invention between the deflection point of the deflection unit and the front end of the impact head of the at least one impact tool.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung wird nicht nur der Schlagpunkt, sondern auch die Schlagrichtung festlegbar. Hierdurch können Kurbelwellen hergestellt werden, deren Dauerschwingfestigkeit, insbesondere deren Biege- und Torsionswechselfestigkeit, weiter optimiert ist. Alternativ kann durch die nunmehr zur Verfügung stehende Präzision eine bestehende Dauerschwingfestigkeit bereits durch den Einsatz geringer Schlagkräfte erreicht werden.By means of the method and the device according to the invention, not only the point of impact but also the direction of impact can be determined. In this way, crankshafts can be produced whose fatigue strength, in particular their flexural and torsional fatigue strength, is further optimized. Alternatively, with the precision that is now available, an existing fatigue strength can already be achieved through the use of low impact forces.
Es können alle Übergänge zu Flanschen, Zapfen und/oder sonstige geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien - unter demselben Schlagwinkel schlagverfestigt werden.All transitions to flanges, journals and / or other geometric changes in cross-section - both for tangential and stored radii - can be impact hardened at the same impact angle.
Es kann vorgesehen sein, dass alle Übergangsradien der Kurbelwelle unter demselben Schlagwinkel schlagverfestigt werden, wobei der hierzu gewählte Schlagwinkel hinsichtlich der höchstbelasteten Stelle der Kurbelwelle optimiert ist. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass alle Übergangsradien der Pleuellagerzapfen unter einem ersten Schlagwinkel schlagverfestigt werden und alle Übergangsradien der Hauptlagerzapfen unter einem zweiten Schlagwinkel schlagverfestigt werden, wobei der erste und der zweite Schlagwinkel entsprechend der jeweils höchstbelasteten Stellen bzw. dem Verlauf des Beanspruchungsmaximums optimiert sind.It can be provided that all transition radii of the crankshaft are impact hardened at the same impact angle, the impact angle selected for this purpose being optimized with regard to the most heavily loaded point on the crankshaft. However, it can also be provided that all transition radii of the connecting rod journals are impact hardened at a first impact angle and all transition radii of the main bearing journals are impact strengthened at a second impact angle, the first and the second impact angle being optimized according to the highest stressed points or the course of the maximum stress .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass wenigstens zwei Übergangsradien zwischen den Pleuellagerzapfen und den Kurbelwangen unter einem unterschiedlichen Schlagwinkel schlagverfestigt werden und/oder dass wenigstens zwei Übergangsradien zwischen den Hauptlagerzapfen und den Kurbelwangen unter einem unterschiedlichen Schlagwinkel schlagverfestigt werden und/oder dass wenigstens ein Übergangsradius zwischen dem Pleuellagerzapfen und den Kurbelwangen unter einem anderen Schlagwinkel schlagverfestigt wird, als ein Übergangsradius zwischen den Hauptlagerzapfen und den Kurbelwangen.In the method according to the invention it is provided that at least two transition radii between the connecting rod journal and the crank webs are impact strengthened at a different impact angle and / or that at least two transition radii between the main bearing journal and the crank webs are impact strengthened at a different impact angle and / or that at least one transition radius between the connecting rod journal and the crank webs is impact hardened at a different angle of impact than a transition radius between the main bearing journal and the crank webs.
Die Schlagwinkel können somit individuell für jeden Übergangsradius oder für Gruppen von Übergangsradien festgelegt bzw. optimiert werden.The flapping angles can thus be defined or optimized individually for each transition radius or for groups of transition radii.
Beispielsweise können in einer Zapfenstelle gleichzeitig unterschiedliche Schlagwinkel zum Einsatz kommen.For example, different angles of impact can be used at the same time in one tapping point.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist alternativ oder zusätzlich schließlich auch vorgesehen, dass während der Schlagverfestigung eines ringförmig um den Pleuellagerzapfen und/oder den Hauptlagerzapfen umlaufenden Übergangsradius der Schlagwinkel verändert wird.In the method according to the invention, it is alternatively or additionally finally also provided that during the impact hardening of a transition radius encircling the connecting rod journal and / or the main bearing journal, the impact angle is changed.
Dies gilt selbstverständlich auch für Übergänge zu Flanschen, Zapfen und/oder sonstigen geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien.Of course, this also applies to transitions to flanges, journals and / or other geometric changes in cross-section - both for tangent and stored radii.
Es hat sich gezeigt, dass sich hierdurch eine weitere Erhöhung der Dauerschwingfestigkeit bzw. Biegewechselfestigkeit und/oder Torsionswechselfestigkeit erreichen lässt.It has been shown that a further increase in fatigue strength or alternating bending strength and / or alternating torsional strength can be achieved in this way.
Beispielsweise kann im sogenannten unteren Totpunkt eines Pleuellagerzapfens bzw. in einem definierten Bereich um den unteren Totpunkt herum ein anderer Schlagwinkel vorgesehen sein als im restlichen Bereich des Übergangsradius.For example, in the so-called bottom dead center of a connecting rod journal or in a defined area around the bottom dead center, a different angle of impact can be provided than in the remaining area of the transition radius.
Die Schlagdrücke, die von dem Schlagkolben zu der Schlagkraft umgesetzt werden, können - je nach Betrieb - zwischen 10 und 300 bar, bevorzugt zwischen 30 und 180 bar, und besonders bevorzugt zwischen 50 und 130 bar, betragen.The impact pressures that are converted by the impact piston into the impact force can - depending on the operation - be between 10 and 300 bar, preferably between 30 and 180 bar, and particularly preferably between 50 and 130 bar.
Die Temperatur im Bereich des zu bearbeitenden Kurbelwellensegments bzw. Übergangsradius sollte vorzugsweise nicht höher als 65°C liegen; bevorzugt werden Werte zwischen 12°C und 25°C.The temperature in the area of the crankshaft segment or transition radius to be machined should preferably not be higher than 65 ° C; Values between 12 ° C and 25 ° C are preferred.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass Kurbelwellen nach dynamischer Beanspruchung im Motor oder auf dem Prüfstand nicht ausbreitungsfähige Mikrorisse an den Oberflächen bekommen können. Auf die Dauerfestigkeitseigenschaften haben diese Mikrorisse keine Auswirkung, aber sie können das optische Erscheinungsbild stören.Experience has shown that crankshafts can develop microcracks on the surfaces that are not capable of spreading after dynamic stress in the engine or on the test bench. These microcracks have no effect on the fatigue strength properties, but they can disrupt the visual appearance.
Da die Einbringung von Druckeigenspannung vorzugsweise bis zu einer Tiefe von 15 mm, aber auch noch tiefer erfolgen kann, bedeutet dies, im Oberflächenbereich der Kurbelwelle kann eine Abtragung von einigen Millimetern, zum Beispiel von 0,1 bis 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm, erfolgen, ohne dass die Biege- und Torsionswechselfestigkeit oder die Dauerschwingfestigkeit der Kurbelwelle leidet.Since residual compressive stress can preferably be introduced up to a depth of 15 mm, but also even deeper, this means that a few millimeters, for example 0.1 to 3 mm, preferably 0.5 mm, can be removed in the surface area of the crankshaft , take place without the flexural and torsional fatigue strength or the fatigue strength of the crankshaft suffering.
Untersuchungen haben gezeigt, dass derartige Maßnahmen die Dauerfestigkeit sogar geringfügig erhöhen können, beispielsweise um bis zu 5%.Studies have shown that such measures can even slightly increase the fatigue strength, for example by up to 5%.
Die Abtragung der Oberfläche kann auf verschiedene Weise erfolgen, wie zum Beispiel durch Schleifen, Drehen, Fräsen, Drehfräsen, Schälen oder Polieren.The surface can be removed in various ways, for example by grinding, turning, milling, turning milling, peeling or polishing.
Insbesondere wenn vorgesehen ist, dass der Schlagwinkel während dem Schlagverfestigen eines Übergangsradius aktorisch verändert wird, kann eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung, vorzugsweise umfassend einen Mikroprozessor, vorgesehen sein, um die entsprechende Aktorik anzusteuern.In particular if it is provided that the impact angle is changed by an actuator during the impact hardening of a transition radius, a control and / or regulating device, preferably comprising a microprocessor, can be provided in order to control the corresponding actuator system.
Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebig weitere Einrichtung zur Implementierung einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.Instead of a microprocessor, any other device for implementing a control and / or regulating device can also be provided, for example one or more arrangements of discrete electrical components on a circuit board, a programmable logic controller (PLC), an application-specific integrated circuit (ASIC) or another programmable circuit, for example also a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic arrangement (PLA) and / or a commercially available computer.
Einige der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können grundsätzlich in ihrem Aufbau der Vorrichtung nach der
Die Erfindung betrifft auch eine Kurbelwelle, hergestellt nach einem vorstehend beschriebenen Verfahren.The invention also relates to a crankshaft produced by a method described above.
Die erfindungsgemäße Kurbelwelle unterscheidet sich von herkömmlichen Kurbelwellen insbesondere dadurch, dass zu deren Verfestigung wenigstens zwei unterschiedliche Schlagwinkel verwendet werden, wodurch sich eine charakteristische Verfestigung der Übergangsradien ergibt.The crankshaft according to the invention differs from conventional crankshafts in particular in that at least two different impact angles are used for their consolidation, which results in a characteristic consolidation of the transition radii.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawing.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred exemplary embodiments in which individual features of the present invention are shown in combination with one another. Features of an exemplary embodiment can also be implemented separately from the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly be easily combined with features of other exemplary embodiments by a person skilled in the art to form further useful combinations and subcombinations.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference symbols.
Es zeigen schematisch:
-
1 eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer ersten Ausführung; -
2 eine perspektivische Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer zweiten Ausführung; -
3 eine Schlageinrichtung mit zwei Schlagwerkzeugen in vergrößerter Darstellung gemäß Einzelheit „A“aus 1 ; -
4 eine Schlageinrichtung mit zwei teleskopierbaren Schlagwerkzeugen; -
5 eine vergrößerte Darstellung eines Übergangsradius und eines Schlagwerkzeugs mit einem Schlagkopf, wobei das Schlagwerkzeug auf einen ersten Schlagwinkel ausgerichtet ist; -
6 eine vergrößerte Darstellung eines Übergangsradius und eines Schlagwerkzeugs mit einem Schlagkopf, wobei das Schlagwerkzeug auf einen zweiten Schlagwinkel ausgerichtet ist; -
7 einen schlagverfestigten Übergangsradius, bei dem ein erster Schlagwinkel zur Schlagverfestigung verwendet wurde; -
8 einen schlagverfestigten Übergangsradius, bei dem ein zweiter Schlagwinkel zur Schlagverfestigung verwendet wurde; und -
9 einen schlagverfestigten Übergangsradius, bei dem der Schlagwinkel während der Schlagverfestigung entlang des ringförmig um den Zapfen umlaufenden Übergangsradius variiert wurde.
-
1 an overall view of a device according to the invention for performing the method in a first embodiment; -
2 a perspective view of part of the device according to the invention for performing the method in a second embodiment; -
3 a striking device with two striking tools in an enlarged view according to detail "A"1 ; -
4th a striking device with two telescopic striking tools; -
5 an enlarged view of a transition radius and a striking tool with a striking head, wherein the striking tool is aligned with a first striking angle; -
6th an enlarged view of a transition radius and a striking tool with a striking head, wherein the striking tool is aligned with a second striking angle; -
7th an impact strengthened transition radius at which a first impact angle was used for impact strengthening; -
8th an impact strengthened transition radius where a second impact angle was used for impact strengthening; and -
9 an impact hardened transition radius, in which the impact angle was varied during the impact hardening along the transition radius surrounding the journal in a ring shape.
Die in
Die Vorrichtung weist ein Maschinenbett
Die Kurbelwelle
An der der Antriebseinrichtung
Die Antriebseinrichtung
Für die Antriebseinrichtung
Die nachfolgend noch beispielhaft näher beschriebenen Schlageinrichtungen
Auch die Abstützung
In der
Für den Betrieb der Antriebseinrichtung
Nachdem ein Übergangsradius
In
Abermals ist eine Antriebseinrichtung
Die Kurbelwelle
In
In
Zur Steigerung der Wirksamkeit des Schlages kann auf der von dem Grundkörper
Durch Anordnung mehrerer Schlageinrichtungen
Erfindungsgemäß überträgt der Schlagkolben
Der Ausdruck „FS“ und vergleichbare Ausdrücke in der vorliegenden Beschreibung sind nur als Platzhalter/Variablen für eine beliebige, dem Fachmann als angebracht erscheinende Schlagkraft zu verstehen. Wenn dabei in der Beschreibung auf „die Schlagkraft FS“ Bezug genommen wird, kann es sich somit jeweils um unterschiedliche oder aber auch um identische Schlagkräfte handeln.The expression “F S ” and comparable expressions in the present description are only to be understood as placeholders / variables for any type of impact that appears appropriate to a person skilled in the art. If “the impact force F S ” is referred to in the description, the impact forces can therefore be different or else identical.
In
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Länge der Schlagwerkzeuge
In
Es kann auch, wie in
Es kann z. B. vorgesehen sein, dass eine erste Schlageinrichtung
Es kann vorgesehen sein, dass der Schlagwinkel
Zur Verdeutlichung der Zusammenhänge sind in den
Durch die entsprechende Einstellung des Schlagwinkels
Es kann auch vorgesehen sein die Schlagkraft FS gezielt zu reduzieren bzw. die Wirkrichtung zu verändern, wenn z. B. reduzierte Querschnitte, Bohrungen oder andere geometrische Verhältnisse dies erfordern.It can also be provided to reduce the impact force F S in a targeted manner or to change the direction of action, if z. B. reduced cross-sections, bores or other geometric relationships require this.
Vorzugsweise wird der Schlagwinkel
In
Die Darstellung in
Grundsätzlich kann auch die Positionierung des Schlagkopfes
Der Schlagkopf
In den
In den
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Schlagwinkel
Es kann vorgesehen sein, dass alle Übergangsradien
Alternativ kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Übergangsradien
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