DE102017113074B3

DE102017113074B3 - Method and device for impact hardening of a transition radius of a crankshaft

Info

Publication number: DE102017113074B3
Application number: DE102017113074.8A
Authority: DE
Inventors: Alfons Reeb; Jochen Schmidt; Konrad Grimm
Original assignee: Maschinenfabrik Alfing Kessler GmbH; Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Alfing Kessler GmbH; Alfing Kessler Sondermaschinen GmbH
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-06-15
Also published as: WO2018228796A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius (8) einer Kurbelwelle (4), insbesondere eines Übergangsradius (8) zwischen einem Pleuellagerzapfen (5) und einer Kurbelwange (7) und/oder eines Übergangsradius (8) zwischen einem Hauptlagerzapfen (6) und einer Kurbelwange (7) der Kurbelwelle (4). Zum Schlagverfestigen wird eine Schlageinrichtung (1) verwendet, die einen Schlagkolben (23), eine Umlenkeinheit (20) und ein aktives Schlagwerkzeug (16.1) sowie ein passives Schlagwerkzeug (16.2) aufweist, wobei die Schlagwerkzeuge (16.1, 16.2) an der Umlenkeinheit (20) befestigt sind. Der Schlagkolben (23) überträgt über die Umlenkeinheit (20) einen Kraftstoß auf die Schlagwerkzeuge (16.1, 16.2), wonach das aktive Schlagwerkzeug (16.1) über einen Schlagkopf (21) eine Schlagkraft in den Übergangsradius (8) einbringt. Bei dem passiven Schlagwerkzeug (16.2) wird anstelle eines Schlagkopfes (21) ein Stützelement (32) verwendet, mit dem sich das passive Schlagwerkzeug (16.2) an der Kurbelwelle (4) abstützt. Alternativ oder zusätzlich ist das passive Schlagwerkzeug (16.2) an einer zu dem Übergangsradius (8) entlang der Kurbelwelle (4) axial versetzten Position an einer Stützhilfe (29) abgestützt, wobei die Stützhilfe (29) nach der Schlagverfestigung von der Kurbelwelle (4) entfernt wird.

The invention relates to a method for impact hardening a transition radius (8) of a crankshaft (4), in particular a transition radius (8) between a connecting rod journal (5) and a crank arm (7) and / or a transition radius (8) between a main journal (6). and a crank arm (7) of the crankshaft (4). For impact hardening, a striking device (1) is used, which has a striking piston (23), a deflection unit (20) and an active impact tool (16.1) and a passive impact tool (16.2), wherein the impact tools (16.1, 16.2) on the deflection unit (16). 20) are attached. The percussion piston (23) transmits via the deflection unit (20) a force impulse to the impact tools (16.1, 16.2), after which the active impact tool (16.1) via a striking head (21) introduces a striking force in the transition radius (8). In the passive impact tool (16.2), instead of a striking head (21), a supporting element (32) is used, with which the passive impact tool (16.2) is supported on the crankshaft (4). Alternatively or additionally, the passive impact tool (16.2) is supported on a support aid (29) at an axially offset position relative to the transition radius (8) along the crankshaft (4), the support aid (29) following impact hardening by the crankshaft (4). Will get removed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius einer Kurbelwelle, insbesondere eines Übergangsradius zwischen einem Pleuellagerzapfen und einer Kurbelwange und/oder einem Übergangsradius zwischen einem Hauptlagerzapfen und einer Kurbelwange der Kurbelwelle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for impact hardening a transition radius of a crankshaft, in particular a transition radius between a connecting rod journal and a crank arm and / or a transition radius between a main journal and a crank arm of the crankshaft according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.The invention also relates to a device for impact hardening of transition radii of a crankshaft according to the preamble of claim 11.

Aufgrund der stetig fortschreitenden Entwicklung und Leistungssteigerung von Brennkraftmaschinen und an diese gestellte strengen 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 progressing development and increase in performance of internal combustion engines and the strict emission requirements imposed on them, today's engines are increasingly stressed in consequence. For this reason, the engine industry, among other things high demands on the high-load and important for the function of an internal combustion engine crankshaft in terms of strength. In terms of design, there is often the requirement that the crankshaft should be light and the space requirement should be low. For the design of the crankshaft, this means that an increase in the load capacity should not be achieved by increasing the cross section, ie via the moment of resistance of the crankshaft, but if possible via local compressive residual stress states. For this reason, modern crankshafts are manufactured using a variety of machining and heat treatment processes, so that the crankshafts can be exposed to increasingly higher engine power.

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 methods are thermal treatments, such as induction hardening and case hardening, laser hardening or nitriding, as well as strain hardening processes such as deep rolling, shot peening or impact hardening. These are common and largely mature processes that are suitable for a variety of purposes.

Hinsichtlich Beispielen für solche Verfahren wird auf die folgenden Druckschriften verwiesen: EP 1 479 480 A1 , EP 0 788 419 B1 , EP 1 612 290 A1 , DE 10 2007 028 888 A1 und EP 1 034 314 B1 .For examples of such methods, reference is made to the following references: EP 1 479 480 A1 . EP 0 788 419 B1 . EP 1 612 290 A1 . DE 10 2007 028 888 A1 and EP 1 034 314 B1 ,

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 DE 34 38 742 C2 und die EP 1 716 260 B1 verwiesen.In particular, the impact hardening is an advantageous method for increasing the fatigue strength, in particular the bending fatigue strength and torsional fatigue, of crankshafts. The increase in fatigue strength is achieved in that impact forces are introduced into the claimed areas in cross-sectional transitions and changes in cross section by cold forming, preferably hammering by means of special impact tools in the crankshaft. As an example of such a method is on the DE 34 38 742 C2 and the EP 1 716 260 B1 directed.

Zum gleichzeitigen Schlagverfestigen von zwei Übergangsradien, die beidseitig desselben Zapfens angeordnet sind, wird in der DE 34 38 742 C2 bzw. der EP 1 716 260 B1 eine Schlageinrichtung mit zwei Schlagwerkzeugen vorgeschlagen, wodurch die Schlagkraft durch Verwendung einer Umlenkeinheit gleichzeitig bzw. symmetrisch in beide Übergangsradien eingebracht werden kann. Hierdurch wird die Effizienz bzw. die Prozessgeschwindigkeit eines Schlagverfestigungsverfahrens deutlich erhöht.For simultaneous impact hardening of two transition radii, which are arranged on both sides of the same pin, is in the DE 34 38 742 C2 or the EP 1 716 260 B1 proposed a striking device with two striking tools, whereby the impact force can be introduced by using a deflection simultaneously or symmetrically in both transition radii. As a result, the efficiency or the process speed of a impact hardening process is significantly increased.

Ein Problem derartiger Schlagwerkzeuge ist allerdings, dass diese nicht auch zur Schlagverfestigung eines einzelnen Übergangsradius verwendbar sind. Kurbelwellen können allerdings auch nicht symmetrische Kurbelwellensegmente mit nur einseitig vorhandenen Übergangsradien aufweisen, beispielsweise in den Endpartien bzw. Endbereichen der Kurbelwelle. Ferner kann eine Schlagverfestigung im Bereich von Ölbohrungsendungen, aber auch an weiteren Bauteilen, insbesondere an Kurbelwellensegmenten bzw. Kurbelwangen, die nicht ausreichend stabil für eine Schlagverfestigung ausgebildet sind, mit dem vorstehend beschriebenen Werkzeug ebenfalls nicht durchgeführt werden.A problem of such impact tools, however, is that they can not be used for impact hardening a single transition radius. However, crankshafts can also have non-symmetrical crankshaft segments with only one-sided existing transition radii, for example in the end parts or end portions of the crankshaft. Furthermore, a striking hardening in the range of oil well endings, but also on other components, in particular on crankshaft segments or crank webs, which are not formed sufficiently stable for impact strengthening, also not performed with the tool described above.

Insbesondere das einseitige Verdichten an einem Kurbelwellenende ist mit dem vorstehend beschriebenen Schlagwerkzeug also nicht möglich. In particular, the one-sided compression at a crankshaft end is therefore not possible with the impact tool described above.

Um auch nicht symmetrische Kurbelwellensegmente schlagverfestigen zu können, wurde in der EP 1 716 260 B1 eine hierfür speziell ausgebildete Druckimpulsmaschine vorgeschlagen, die mit nur einem Schlagwerkzeug versehen ist.In order not to be able to impact strengthen not symmetrical crankshaft segments, was in the EP 1 716 260 B1 a specially designed pressure pulse machine proposed for this purpose, which is provided with only one impact tool.

Um nun gleichzeitig einen hohen Durchsatz bei der Schlagverfestigung bereitzustellen und außerdem auch nicht symmetrische Kurbelwellensegmente schlagverfestigen zu können, müssen somit für die Schlagverfestigung verschiedene Schlageinrichtungen eingesetzt werden. Von Nachteil ist dabei die notwendige Koordination und der Aufwand, die Schlageinrichtungen im Verlauf des Schlagverfestigungsprozesses auszutauschen. Ferner sind Mitarbeiterschulung und Wartung bei Verwendung unterschiedlich ausgebildeter Schlageinrichtungen aufwändiger.In order to simultaneously provide a high throughput during impact hardening and also to be able to impact-strengthen non-symmetrical crankshaft segments, different impact devices must therefore be used for impact hardening. The disadvantage here is the necessary coordination and the effort to exchange the impact devices in the course of the Schlagverfestigungsprozesses. Furthermore, employee training and maintenance when using differently designed beating devices are more complex.

Die DE 10 2016 058 710 A1 offenbart eine Werkzeugmaschine zum Schlagverfestigen der Wangenradienübergänge von Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen. Vorgesehen ist, dass sich die Kurbelwelle während der Impulseinbringung in Drehung befindet.The DE 10 2016 058 710 A1 discloses a machine tool for impact hardening the cheek radii transitions of crankshafts for internal combustion engines. It is envisaged that the crankshaft is in rotation during impulse introduction.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Schlagverfestigen weiterzuentwickeln, insbesondere um prozesssicher, zuverlässig und kostengünstig auch nur einen Übergangsradius schlagverfestigen zu können. The present invention is based on the object of further developing the known methods and devices for impact hardening, in particular in order to be able to impact-solidify process-reliably, reliably and cost-effectively even only one transition radius.

Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale und für die Vorrichtung durch die in Anspruch 11 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved for the method by the features listed in claim 1 and for the device by the features listed in claim 11.

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.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schlagverfestigen ist vorgesehen, dass ein Übergangsradius einer Kurbelwelle, insbesondere ein Übergangsradius zwischen einem Pleuellagerzapfen und einer Kurbelwange und/oder ein Übergangsradius zwischen einem Hauptlagerzapfen und einer Kurbelwange der Kurbelwelle schlagverfestigt wird.In the method according to the invention for impact hardening it is provided that a transition radius of a crankshaft, in particular a transition radius between a connecting rod journal and a crank arm and / or a transition radius between a main journal and a crank arm of the crankshaft is impact-solidified.

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 journal and the main journals are hereinafter referred to in part as "pin" for simplicity. The term pin can mean both the connecting rod journal and the main bearing journals, as well as only the connecting rod journal or only the main journals. Insofar as this is not explicitly stated otherwise, here all three variants are encompassed by the term pin.

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 having 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 diameter 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 may have various types of transition radii, for example, fillets, for example, in a basket arch shape, or also undercut radii or radii with transitions. The transition radii can, for example, pass tangentially into the journal positions or running surfaces of the main and connecting rod journal.

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, cones and other geometric cross-sectional changes - both tangent and deposited 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 cross-sectional changes. This is especially true for cross-sectional changes between journals and crank webs. For this purpose, the invention is particularly suitable. But transition radii can also for any other cross-sectional changes, in particular for changes in cross section at the end portions of the crankshaft, z. B. at a transition to a flange, a disc or a shaft, etc., may be provided. A transition radius, whose fatigue strength is to be improved by the method and the device according to the invention, thus need not necessarily exist between a connecting rod journal and a crank arm or a main journal and a crank arm, but may be located at any point of the crankshaft. The terms "connecting rod journal", "main journal", "flange", "pin" and / or "crank arm" can accordingly be reinterpreted by a person skilled in the art.

Nachfolgend wird die Erfindung im Wesentlichen anhand der Verfestigung eines Übergangsradius 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.In the following, the invention will be described essentially on the basis of the hardening of a transition radius between connecting rod journal and crank web and / or main journal and crank web. However, this is not restrictive and should only serve the better understanding or better readability. Insofar as reference is made to a transition radius in the context of the invention, this can basically be an arbitrary transition radius at any point of the crankshaft.

Die Bezeichnung „Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius“ beschränkt sich nicht auf die reine Schlagverfestigung des Übergangsradius, sondern kann ggf. auch vorbereitende und nachbereitende Maßnahmen mit einschließen. Ferner kann das „Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius“ auch die Schlagverfestigung von vorhergehenden einzeln schlagverfestigten Übergangsradien oder symmetrisch bzw. gleichzeitig schlagverfestigten Übergangsradien mit einschließen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann außerdem mit umfassen, dass nach der Schlagverfestigung des Übergangsradius noch weitere Übergangsradien - einzeln oder gleichzeitig - schlagverfestigt werden.The term "method for impact hardening of a transition radius" is not limited to the mere impact hardening of the transition radius, but may also include preparatory and follow-up measures. Furthermore, the "method for impact hardening of a transition radius" can also include the impact hardening of preceding individually impact-hardened transition radii or symmetrically or simultaneously impact-hardened transition radii. The method according to the invention can also include, after impact hardening of the transition radius, further transitional radii - individually or simultaneously - impact-hardened.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zum Schlagverfestigen eine Schlageinrichtung verwendet wird, die einen Schlagkolben, eine Umlenkeinheit und ein aktives Schlagwerkzeug sowie ein passives Schlagwerkzeug aufweist. Dabei sind die Schlagwerkzeuge an der Umlenkeinheit befestigt, wobei der Schlagkolben über die Umlenkeinheit einen Kraftstoß auf die Schlagwerkzeuge überträgt, wonach das aktive Schlagwerkzeug über einen Schlagkopf eine Schlagkraft in den Übergangsradius einbringt.According to the invention, it is provided that a striking device is used for impact hardening, which has a percussion piston, a deflection unit and an active impact tool and a passive impact tool. In this case, the striking tools are attached to the deflection unit, wherein the percussion piston transmits a force impulse to the striking tools via the deflection unit, after which the active impact tool introduces a striking force into the transition radius via a striking head.

Unter dem Einbringen einer Schlagkraft kann verstanden werden, dass der Schlagkopf, beispielsweise der Schlagkopf des aktiven 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 umlaufenden Übergangsradius. The introduction of an impact force can be understood to mean that the impact head, for example the impact head of the active impact tool, or a so-called "striker" of the impact device strikes against the region of the crankshaft to be consolidated, in the present case a transition radius. The impact takes place purposefully to the desired impact position along the annular radius around the pin circumferential transition radius.

Insbesondere kann ein Schlagkolben eingesetzt werden, der einen starken Impuls bzw. einen Kraftstoß (z. B. pneumatisch, hydraulisch und/oder elektrisch erzeugt) auf den Schlagkopf überträgt.In particular, a percussion piston can be used which transmits a strong impulse or a force impulse (eg pneumatically, hydraulically and / or electrically generated) to the impact 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 occur at the respective impact positions. The depth of the impact impressions and the quality or the depth effect of the inherent compressive residual stress depend on the selected impact force. The tool and the process parameters are preferably exactly matched to the respective crankshaft and possibly to partial geometric changes (cross-sectional changes).

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei dem passiven Schlagwerkzeug anstelle eines Schlagkopfes ein Stützelement verwendet wird, mit dem sich das passive Schlagwerkzeug an der Kurbelwelle abstützt.According to the invention it is provided that in the passive impact tool instead of a striking head, a support element is used, with which the passive impact tool is supported on the crankshaft.

Der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs und das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs sind jeweils unterschiedlich gestaltet, d. h. nicht identisch ausgebildet. Dabei können die jeweiligen Geometrien, Materialeigenschaften und/oder die Festlegung bzw. Lagerung oder Ausrichtung an dem jeweiligen Schlagwerkzeug unterschiedlich sein.The impact head of the active impact tool and the support member of the passive impact tool are each designed differently, d. H. not identical. In this case, the respective geometries, material properties and / or the determination or storage or alignment may be different to the respective impact tool.

Insbesondere kommt es darauf an, dass sich das Stützelement bzw. das passive Schlagwerkzeug im Wesentlichen zur Abstützung eignet, während der Schlagkopf bzw. das aktive Schlagwerkzeug hauptsächlich für das Einbringen der Schlagkraft und/oder der Druckeigenspannungen in einen Übergangsradius geeignet ist.In particular, it is important that the support element or the passive impact tool is essentially suitable for supporting, while the impact head or the active impact tool is mainly suitable for the introduction of the impact force and / or the compressive residual stresses in a transition radius.

Es kann vorgesehen sein, dass der Aufbau des aktiven Schlagwerkzeugs und des passiven Schlagwerkzeugs identisch ist und lediglich die vorderen Abschnitte voneinander abweichend gestaltet sind, wobei bei dem aktiven Schlagwerkzeug der Schlagkopf und bei dem passiven Schlagwerkzeug das Stützelement vorgesehen ist.It can be provided that the structure of the active impact tool and the passive impact tool is identical and only the front portions are designed differently from each other, wherein in the active impact tool, the impact head and the passive impact tool, the support member is provided.

Erreicht werden soll, dass die Wirkung der Schlagkraft, die das passive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle einbringt, geringer ist als die Wirkung der Schlagkraft, die das aktive Schlagwerkzeug über seinen Schlagkopf in den Übergangsradius einbringt.It should be achieved that the effect of the impact force that brings the passive impact tool in the crankshaft, is less than the effect of the impact force that brings the active impact tool on its impact head in the transition radius.

Die Druckeigenspannungen, die durch das passive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle eingebracht werden, sind somit vorzugsweise geringer als die Druckeigenspannungen, die durch das aktive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle eingebracht werden.The compressive residual stresses that are introduced by the passive impact tool in the crankshaft, thus are preferably less than the compressive residual stresses that are introduced by the active impact tool in the crankshaft.

Idealerweise bringt das passive Schlagwerkzeug keine Schlagkraft und/oder keine Druckeigenspannungen in die Kurbelwelle ein und/oder hat keinen Effekt (weder positiv noch negativ) auf die Kurbelwelle.Ideally, the passive impact tool does not apply impact force and / or compressive residual stresses to the crankshaft and / or has no effect (neither positive nor negative) on the crankshaft.

Erfindungsgemäß ist alternativ oder zusätzlich zu der Ausbildung eines Stützelements vorgesehen, dass das passive Schlagwerkzeug an einer zu dem Übergangsradius entlang der Kurbelwelle axial versetzten Position an einer Stützhilfe abgestützt wird, wobei die Stützhilfe nach der Schlagverfestigung von der Kurbelwelle entfernt wird.According to the invention, as an alternative or in addition to the formation of a support element, provision is made for the passive impact tool to be supported on a support aid at a position axially offset from the transition radius along the crankshaft, the support aid being removed from the crankshaft after impact hardening.

Wenn eine Stützhilfe an der Kurbelwelle vorgesehen ist, können das aktive sowie das passive Schlagwerkzeug auch vollständig identisch ausgebildet sein, wobei die Wirkung der über das passive Schlagwerkzeug übertragenen Schlagkraft auf die Kurbelwelle dennoch geringer ist als die Wirkung der Schlagkraft, die durch das aktive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle eingebracht wird. Dies liegt daran, dass zumindest ein wesentlicher Teil der Schlagkraft bzw. der Schlagenergie von dem passiven Schlagwerkzeug in die Stützhilfe eingeleitet wird bzw. von der Stützhilfe aufgenommen wird.If a supportive aid is provided on the crankshaft, the active and the passive impact tool can also be completely identical, wherein the effect of the impact force transmitted via the passive impact tool on the crankshaft is still less than the effect of the impact force generated by the active impact tool in the crankshaft is introduced. This is due to the fact that at least a substantial part of the impact force or impact energy is introduced by the passive impact tool into the support aid or is absorbed by the support aid.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn das passive Schlagwerkzeug ein Stützelement aufweist und zusätzlich eine Stützhilfe vorgesehen ist.Particular advantages arise when the passive impact tool has a support element and in addition a support aid is provided.

Es soll erreicht werden, dass die Belastung der Kurbelwelle bzw. die Belastung von Segmenten, Bereichen und/oder Komponenten der Kurbelwelle durch das Einbringen der Schlagkraft durch das passive Schlagwerkzeug möglichst gering ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn kein an den zu verfestigenden Übergangsradius angrenzender weiterer Übergangsradius vorhanden ist. Dies gilt auch, wenn zwar zwei an denselben Zapfen angrenzende Übergangsradien vorhanden sind von denen allerdings nur einer der Übergangsradien schlagverfestigt werden soll.It should be achieved that the load on the crankshaft or the load of segments, areas and / or components of the crankshaft by introducing the impact force by the passive impact tool is minimized. This applies in particular if there is no further transition radius adjoining the transition radius to be consolidated. This also applies if two transition radii adjoining the same pin are present but only one of the transition radii is intended to be impact-hardened.

Durch das erfindungsgemäße Stützelement und/oder die erfindungsgemäße Stützhilfe ist es möglich, für das Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius die langjährig bewährte Schlageinrichtung der DE 34 38 742 C2 bzw. EP 1 716 260 B1 vorteilhaft auch zur Schlagverfestigung eines einzelnen Übergangsradius an nicht symmetrischen Kurbelwellensegmenten einzusetzen.By supporting element according to the invention and / or the support according to the invention, it is possible for the method for impact hardening of a transition radius, the long-proven beater of the DE 34 38 742 C2 respectively. EP 1 716 260 B1 also advantageous for impact hardening a use individual transition radius on non-symmetrical crankshaft segments.

Erfindungsgemäß ist es also möglich, zum Schlagverfestigen auch an nicht symmetrischen Kurbelwellensegmenten eine Schlageinrichtung zu verwenden, die mit zwei Schlagwerkzeugen ausgestattet ist. Hierdurch können Endbereiche bzw. Endpartien, Ölbohrungsendungen und weitere Bereiche der Kurbelwelle schlagverfestigt werden, bei denen angrenzende Übergangsradien nicht vorhanden sind, nicht schlagverfestigt werden sollen oder zumindest nicht besonders belastet werden sollen.According to the invention, it is thus possible to use a striking device, which is equipped with two striking tools, also for non-symmetrical crankshaft segments for impact hardening. As a result, end regions or end parts, oil well endings and other areas of the crankshaft can be impact-solidified, in which adjacent transition radii are not present, should not be impact-strengthened or at least should not be particularly stressed.

Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass für die Schlagverfestigung der Übergangsradien einer Kurbelwelle nunmehr durchgängig eine Schlageinrichtung verwendbar ist. Die Handhabung bei der Fertigung der Kurbelwelle ist somit vereinfacht.It is a particular advantage of the invention that a striking device can now be used throughout for the impact hardening of the transition radii of a crankshaft. Handling in the production of the crankshaft is thus simplified.

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 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbessert werden.The method according to the invention or the device according to the invention can also be used or used in crankshafts which have been previously processed to increase their fatigue properties by other methods. Thus, for example, a crankshaft which has been hardened by induction hardening can be subsequently improved with respect to its bending and torsional fatigue strength by introducing compressive residual stresses according to the method according to the invention or with the device according to the invention.

Wie eingangs erwähnt, kann das Verfahren zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius auch vorbereitende Maßnahmen umfassen.As mentioned above, the method for impact hardening a transition radius may also include preparatory measures.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Stützhilfe vor dem Schlagverfestigen auf die Kurbelwelle aufgebracht wird oder während der Herstellung der Kurbelwelle ausgebildet wird.In a further development of the invention, provision can be made in particular for the support aid to be applied to the crankshaft prior to impact hardening or to be formed during the production of the crankshaft.

Die Stützhilfe kann unmittelbar vor dem Einbringen der Schlagkraft in den Übergangsradius auf die Kurbelwelle aufgebracht werden, kann aber auch in zeitlich weiter entferntem Abstand zu dem Einbringen der Schlagkraft aufgebracht werden.The support aid can be applied to the crankshaft immediately before the introduction of the impact force in the transition radius, but can also be applied at a time further distant distance to the introduction of the impact force.

Beispielsweise kann die Stützhilfe nach der Herstellung der Kurbelwelle auf die Kurbelwelle aufgebracht werden und somit insbesondere zu einem Zeitpunkt auf die Kurbelwelle aufgebracht werden, bevor ein erster Übergangsradius oder ein sonstiger Bereich der Kurbelwelle verfestigt bzw. schlagverfestigt wurde.For example, after the production of the crankshaft, the support aid can be applied to the crankshaft and thus be applied to the crankshaft in particular at a time before a first transition radius or another region of the crankshaft has been solidified or impact strengthened.

Es kann aber auch vorgesehen sein, dass zunächst eine erste Gruppe von Übergangsradien der Kurbelwelle schlagverfestigt wird, wonach die Stützhilfe auf die Kurbelwelle aufgebracht wird und wonach erfindungsgemäß wenigstens ein Übergangsradius durch Einbringen der Schlagkraft über den Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs schlagverfestigt wird. Bei der ersten Gruppe von Übergangsradien kann es sich insbesondere um Paare von Übergangsradien handeln, die an denselben Zapfen angrenzen bzw. es kann sich um Übergangsradien handeln, die sich symmetrisch dadurch schlagverfestigen lassen, dass die beiden Schlagwerkzeuge der Schlageinrichtung in den Freiraum zwischen den beiden Übergangsradien eingebracht bzw. eingefahren werden.However, it may also be provided that initially a first group of transition radii of the crankshaft is impact-hardened, after which the support aid is applied to the crankshaft and according to the invention at least one transition radius is impact-bonded by introducing the impact force on the impact head of the active impact tool. The first group of transition radii may in particular be pairs of transition radii which adjoin the same journal or may be transition radii which can be impact-symmetrically impact-hardened by the two striking tools of the impactor moving into the clearance between the two transition radii be introduced or retracted.

Die Kurbelwelle kann auch derart ausgebildet sein, dass diese eine erfindungsgemäße Stützhilfe aufweist. Wenn die Kurbelwelle beispielsweise durch Gießen, Schmieden, Drehen, Fräsen, Bohren und/oder Schleifen hergestellt wird, können entsprechende Bereiche aus der Kurbelwelle herausgearbeitet werden, die die erfindungsgemäße Stützhilfe ausbilden. Ggf. kann ein Gesenk für die Herstellung der Kurbelwelle bereits entsprechend ausgebildet und/oder modifiziert sein.The crankshaft can also be designed such that it has a support aid according to the invention. If the crankshaft is produced, for example, by casting, forging, turning, milling, drilling and / or grinding, corresponding areas can be worked out of the crankshaft, which form the support aid according to the invention. Possibly. a die for the production of the crankshaft can already be designed and / or modified accordingly.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Stützhilfe nach dem Schlagverfestigen abgearbeitet wird.In a development of the invention it can be provided that the support aid is processed after impact hardening.

Alternativ kann die Stützhilfe aber auch an der Kurbelwelle verbleiben. Ein Entfernen oder Abarbeiten der Stützhilfe kann allerdings aus optischen und/oder funktionalen Gründen, insbesondere auch zur Gewichtseinsparung, vorteilhaft sein.Alternatively, however, the support aid can also remain on the crankshaft. However, removal or processing of the support aid can be advantageous for optical and / or functional reasons, in particular also for weight saving.

Die Stützhilfe kann durch Spanen, beispielsweise Drehen, Fräsen, Bohren, Stoßen und/oder Schleifen, abgetrennt bzw. abgearbeitet werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Stützhilfe auf nicht mechanischem Weg, beispielsweise thermisch oder chemisch, abgetragen wird.The support can be removed by cutting, for example, turning, milling, drilling, pushing and / or grinding, separated or processed. It can also be provided that the supportive aid is removed non-mechanically, for example thermally or chemically.

In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass als Stützhilfe ein Stützzapfen, ein Stützflansch oder ein Stützring verwendet wird.In a development, it can be provided, in particular, that a support pin, a support flange or a support ring is used as the support aid.

Insbesondere eine ringförmig um die Kurbelwelle umlaufende Stützhilfe kann von Vorteil sein, um das passive Schlagwerkzeug an der Kurbelwelle abzustützen.In particular, a supporting aid which revolves in a ring around the crankshaft can be advantageous in order to support the passive impact tool on the crankshaft.

An der Stützhilfe kann - optional - ein Übergangsradius ausgebildet sein.On the support aid can - optionally - a transition radius be formed.

Vorzugsweise weist die Stützhilfe eine axiale Länge auf, die unter Berücksichtigung des Materials der Stützhilfe geeignet ist, die Schlagkraft, die das passive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle und insbesondere in die Stützhilfe einbringt, ohne Beschädigung aufzunehmen bzw. abzuleiten. Ggf. kann vorgesehen sein, dass die Stützhilfe im Verlauf der Schlagverfestigung auch beschädigt wird. Da die Stützhilfe in Folge entfernt, beispielsweise abgearbeitet werden kann oder zumindest für den Betrieb der Kurbelwelle nicht relevant ist, stört dies die Funktionalität allerdings nicht.Preferably, the supporting aid has an axial length which, taking into account the material of the supporting aid, is suitable for absorbing or discharging the striking force which the passive impact tool introduces into the crankshaft and in particular into the supporting aid without damage. Possibly. can be provided that the supportive aid is also damaged in the course of Schlagverfestigung. Since the support aid removed in a row, for example, can be processed or at least for the operation of the crankshaft is not relevant, but this does not interfere with the functionality.

Vorzugsweise weist die Stützhilfe eine radiale Erstreckung bzw. einen Außenradius auf, an dem sich das passive Schlagwerkzeug bzw. ein Schlagkopf des passiven Schlagwerkzeugs oder ein Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs ausreichend abstützen kann.Preferably, the support means has a radial extension or an outer radius, on which the passive impact tool or a striking head of the passive impact tool or a support element of the passive impact tool can be adequately supported.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Stützhilfe stoffschlüssig an der Kurbelwelle befestigt wird, vorzugsweise an der Kurbelwelle angeschmiedet oder angegossen wird.In a further development it can be provided that the supporting aid is fastened to the crankshaft in a material-locking manner, preferably being forged or cast on the crankshaft.

Wenn die Stützhilfe an der Kurbelwelle stoffschlüssig befestigt ist, kann die Stützhilfe besonders hohe Schlagkräfte aufnehmen bzw. abführen. Alternativ zu einem Anschmieden kann ein sonstiges thermisches Verbindungsverfahren vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann die Stützhilfe auch an die Kurbelwelle angeklebt sein. Die Stützhilfe kann auch einstückig mit der Kurbelwelle ausgebildet sein, z. B. durch Abarbeiten, beispielsweise Drehen, aus der Kurbelwelle herausgearbeitet sein.If the support aid is fastened to the crankshaft in a material-locking manner, the support aid can absorb or dissipate particularly high impact forces. Alternatively to a forging, another thermal connection method may be provided. Optionally, the support aid may also be glued to the crankshaft. The support can also be formed integrally with the crankshaft, z. B. by processing, for example, turning out of the crankshaft.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass die Stützhilfe lösbar an der Kurbelwelle befestigt wird, vorzugsweise formschlüssig an der Kurbelwelle befestigt wird, besonders bevorzugt verschraubt oder verklemmt wird.In a further development of the invention may also be provided that the support aid is releasably secured to the crankshaft, preferably is positively secured to the crankshaft, particularly preferably screwed or clamped.

Durch Verwendung einer lösbar an der Kurbelwelle angebrachten Stützhilfe ist der Aufwand zum Anbringen und Entfernen der Stützhilfe gering und die Stützhilfe kann ggf. mehrfach verwendet werden.By using a releasably attached to the crankshaft support the effort to attach and remove the support is low and the support can optionally be used several times.

Insbesondere kann die Stützhilfe vorteilhaft auf einen Bereich der Kurbelwelle aufgeschraubt sein. Dies ist vor allem bei Endpartien der Kurbelwelle von Vorteil.In particular, the support aid can advantageously be screwed onto a region of the crankshaft. This is especially at end parts of the crankshaft advantage.

Mit einer formschlüssig an der Kurbelwelle befestigten Stützhilfe ist insbesondere gemeint, dass zusätzlich zu dem radialen Formschluss, der durch das Aufschieben der umlaufenden Stützhilfe ohnehin besteht, auch noch zumindest ein einseitig axialer Formschluss, vorzugsweise ein beidseitig axialer Formschluss, vorliegt, der ein Abziehen der Stützhilfe verhindert bzw. es ermöglicht, axial wirkende Kräfte aufzunehmen.With a form-fitting attached to the crankshaft support aid is in particular meant that in addition to the radial form-fitting, which already exists by pushing the rotating support, there is also at least one one-sided axial form-fit, preferably a two-sided axial positive fit, the deducting the support prevents or makes it possible to absorb axially acting forces.

Vorzugsweise ist die Stützhilfe während der Schlagverfestigung axial und radial unbeweglich an der Kurbelwelle befestigt und nach dem Schlagverfestigen vorzugsweise wieder lösbar.Preferably, the supporting aid is axially and radially immovably fixed to the crankshaft during impact hardening and preferably releasable again after impact hardening.

Es kann auch eine kraftschlüssige Befestigung der Stützhilfe an der Kurbelwelle vorgesehen sein. Eine kraftschlüssige Verbindung der Stützhilfe mit der Kurbelwelle kann beispielsweise durch Aufschrumpfen der Stützhilfe erfolgen.It can also be provided a frictional attachment of the support aid to the crankshaft. A frictional connection of the support aid with the crankshaft can be done for example by shrinking the support.

Ferner ist es möglich, die Stützhilfe durch eine Kombination aus einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Befestigung an der Kurbelwelle anzubringen. Beispielsweise kann die Stützhilfe zunächst lösbar an der Kurbelwelle befestigt werden, beispielsweise durch Aufschrauben, wonach die Stützhilfe durch einen oder mehrere Schweißpunkte an nicht bauteilkritischen Bereichen fixiert wird. Anschließend, d. h. nach der Schlagverfestigung, kann die Stützhilfe dann vollständig abgetragen bzw. abgearbeitet werden oder lediglich die stoffschlüssigen Bereiche, z. B. die Schweißpunkte, abgearbeitet werden, wonach die Stützhilfe wieder lösbar ist und von der Kurbelwelle entfernt werden kann.Furthermore, it is possible to attach the support aid by a combination of a cohesive, positive and / or non-positive attachment to the crankshaft. For example, the support aid can first be releasably attached to the crankshaft, for example by screwing, after which the support aid is fixed by one or more welds on non-component critical areas. Subsequently, d. H. after impact hardening, the support can then be completely removed or processed or only the cohesive areas, eg. As the welds, are processed, after which the support aid is releasable again and can be removed from the crankshaft.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Stützhilfe derart auf die Kurbelwelle aufgebracht ist, insbesondere in Endpartien der Kurbelwelle, dass die Stützhilfe, ausgehend von einer umgebenden festen Struktur, an einer gewünschten axialen Position der Kurbelwelle positioniert wird, um die Schlagkraft des passiven Schlagwerkzeugs aufzunehmen. Die Stützhilfe kann also auch an einer weiteren Einrichtung befestigt und der Kurbelwelle lediglich zugeführt werden. Gegebenenfalls kann die Stützhilfe dabei an einen Querschnittsübergang der Kurbelwelle angedrückt werden.It may also be provided that the support aid is applied to the crankshaft in such a way, in particular in end portions of the crankshaft, that the support aid, starting from a surrounding solid structure, is positioned at a desired axial position of the crankshaft to absorb the impact force of the passive impact tool , The support can therefore also be attached to a further device and the crankshaft only fed. Optionally, the support aid can be pressed against a cross-sectional transition of the crankshaft.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs eine größere Anlagefläche zur Anlage an der Kurbelwelle aufweist als der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs.In a further development of the invention can also be provided that the support element of the passive impact tool has a larger contact surface for engagement with the crankshaft than the impact head of the active impact tool.

Während der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs vorzugsweise ausgebildet ist, um eine Schlagkraft zielgenau auf einen Punkt des ringförmig um die Kurbelwelle umlaufenden Übergangsradius entlang des Übergangsradius einzubringen, um eine möglichst große Tiefenwirkung und/oder exakte Ausprägung der Druckeigenspannungen zu ermöglichen, kann eine große Anlagefläche des Stützelements dazu führen, dass sich die gleiche Schlagkraft auf Seiten des passiven Schlagwerkzeugs auf eine größere Fläche der Kurbelwelle verteilt, wodurch vorzugsweise keine oder nur geringe Druckeigenspannungen durch das passive Schlagwerkzeug in die Kurbelwelle bzw. in die Fläche an der das passive Schlagwerkzeug angrenzt, eingebracht werden.While the impact head of the active impact tool is preferably designed to precisely introduce a striking force to a point of the annular radius around the crankshaft along the transition radius to allow the greatest possible depth effect and / or exact expression of the compressive residual stresses, a large contact surface of the support element cause the same impact force on the passive impact tool side to be distributed over a larger area of the crankshaft, whereby preferably no or only slight internal compressive stresses are introduced by the passive impact tool into the crankshaft or into the surface adjacent to the passive impact tool.

In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs aus einem weniger harten Material ausgebildet ist als der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs.In a further development it can be provided that the support element of the passive Impact tool is formed of a less hard material than the impact head of the active impact tool.

In einer Weiterbildung kann außerdem vorgesehen sein, dass das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs aus einem weniger harten Material ausgebildet ist als die Kurbelwelle und/oder dass das Stützelement aus einem weniger harten Material ausgebildet ist als der Übergangsradius, der mit dem aktiven Schlagwerkzeug schlagverfestigt wird.In a development, it can also be provided that the support element of the passive impact tool is formed of a less hard material than the crankshaft and / or that the support element is formed of a less hard material than the transition radius, which is impact-hardened with the active impact tool.

Insbesondere wenn das Stützelement aus einem weichen Material bzw. aus einem Material mit geringer Härte ausgebildet ist, wird die Wirkung der Schlagkräfte im Wesentlichen von dem Stützelement selbst aufgenommen. Die Auswirkung auf die Kurbelwelle wird reduziert.In particular, when the support member is formed of a soft material or of a material having a low hardness, the effect of the impact forces is substantially absorbed by the support element itself. The effect on the crankshaft is reduced.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass zum gleichzeitigen Schlagverfestigen von zwei Übergangsradien, die an den gleichen Pleuellagerzapfen oder Hauptlagerzapfen angrenzen, das passive Schlagwerkzeug gegen ein aktives Schlagwerkzeug und/oder das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs gegen einen Schlagkopf ausgetauscht wird.In an advantageous development, it can be provided that for the simultaneous impact hardening of two transition radii adjoining the same connecting rod journal or main journal, the passive impact tool is replaced by an active impact tool and / or the support element of the passive impact tool against a striking head.

Insbesondere wenn das passive Schlagwerkzeug und/oder das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs austauschbar sind, kann die Schlageinrichtung in einfacher Weise sowohl zum Schlagverfestigen von zwei an denselben Zapfen angrenzenden Übergangsradien, d. h. zur symmetrischen Schlagverfestigung, als auch oder zum unsymmetrischen Schlagverfestigen eines einzelnen Übergangsradius verwendet werden.In particular, when the passive impact tool and / or the support member of the passive impact tool are interchangeable, the impactor can easily be used both for impact hardening two transition radii adjacent to the same pin, i. H. be used for symmetric impact hardening, as well as for asymmetric impact hardening of a single transition radius.

Ein Wechseln des passiven Schlagwerkzeugs und/oder Stützelements kann beispielsweise manuell durch einen Monteur oder durch eine Wechseleinrichtung mit einem Magazin vorgenommen werden.A change of the passive impact tool and / or support member may for example be made manually by a fitter or by a changing device with a magazine.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schlageinrichtung zunächst zum beidseitigen Schlagverfestigen von Übergangsradien von symmetrischen Kurbelwellensegmenten verwendet wird, wonach anschließend eines der aktiven Schlagwerkzeuge gegen ein passives Schlagwerkzeug und/oder einer der Schlagköpfe durch ein Stützelement ausgetauscht wird. Im Anschluss können dann einer oder mehrere einzelne Übergangsradien, d. h. nicht symmetrische Bereiche der Kurbelwelle, beispielsweise Endpartien oder ähnliches, schlagverfestigt werden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass zunächst alle unsymmetrischen Bereiche der Kurbelwelle und anschließend die symmetrischen Bereiche der Kurbelwelle schlagverfestigt werden. Auch eine abwechselnde bzw. gemischte Schlagverfestigung von symmetrischen und nicht symmetrischen Bereichen der Kurbelwelle ist möglich.It can be provided, for example, that the impact device is initially used for two-sided impact hardening of transition radii of symmetrical crankshaft segments, after which one of the active impact tools is then replaced by a passive impact tool and / or one of the impact heads by a support element. Following this, one or more individual transition radii, i. H. non-symmetrical areas of the crankshaft, such as end parts or the like, are impact-hardened. However, it can also be provided that initially all asymmetrical areas of the crankshaft and then the symmetrical areas of the crankshaft are impact-hardened. An alternating or mixed impact hardening of symmetrical and non-symmetrical regions of the crankshaft is also possible.

Hierdurch kann mit nur einer Schlageinrichtung ein hoher Durchsatz bzw. ein besonders effizientes und schnelles Verfahren bzw. eine besonders effiziente und schnelle Vorrichtung zum Schlagverfestigen von Übergangsradien einer Kurbelwelle bereitgestellt werden, wobei unter Verwendung derselben Schlageinrichtung ggf. nach einer geringfügigen Modifikation auch nicht symmetrische Bereich der Kurbelwelle, d. h. einzelne Übergangsradien, schlagverfestigt werden können.This can be provided with only one impactor a high throughput or a particularly efficient and fast process or a particularly efficient and fast device for impact hardening of transition radii of a crankshaft, wherein using the same impactor possibly after a slight modification and non-symmetrical region of the Crankshaft, d. H. individual transition radii can be impact-hardened.

Selbstverständlich können auch mehrere unabhängig voneinander verwendbare Schlageinrichtungen mit jeweils einem oder mehreren Schlagwerkzeugen vorgesehen sein, die jeweils 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 sogar noch schneller erfolgen, da mehrere Schlageinrichtungen gleichzeitig verwendbar sind. Vorzugsweise sind dann alle Schlageinrichtungen erfindungsgemäß ausgebildet. Es kann jedoch auch nur eine erfindungsgemäße Schlageinrichtung vorgesehen sein, die in Verbindung mit einer oder mehreren Schlageinrichtungen des Standes der Technik oder beliebigen weiteren Schlageinrichtungen verwendbar ist.Of course, several independently usable beating devices can be provided, each with one or more striking tools that are able to bring each impact forces in any transition radii of the crankshaft, with a corresponding synchronization with each other or between controls the impact tools can be provided. The impact hardening of the crankshaft can thus take place even faster, since several impact devices can be used simultaneously. Preferably, then all impact devices are formed according to the invention. However, it may also be provided only a striking device according to the invention, which is used in conjunction with one or more impactors of the prior art or any other impact devices.

Bei Verwendung mehrerer Schlageinrichtungen kann eine gemeinsame Druckimpulsvorrichtung vorgesehen sein, die die entsprechenden Schlagkräfte für die Schlageinrichtungen auf hydraulische, pneumatische, mechanische und/oder elektrische Weise (gemeinsam oder individuell) für die Schlageinrichtungen zu erzeugen vermag.When using several impact devices, a common pressure impulse device can be provided which is able to generate the corresponding impact forces for the impact devices in a hydraulic, pneumatic, mechanical and / or electrical manner (jointly or individually) for the impact devices.

Der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs 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 of the active impact tool may preferably be formed substantially spherical, in particular in the front region or at the front end of the impact head, which beats for solidification against the crankshaft. In principle, however, the impact head can have any desired geometry and can also be oval, hemispherical or flat, for example.

Die Kurbelwelle kann während der Schlagverfestigung kontinuierlich oder schrittweise gedreht werden. Hierfür kann eine geeignete Antriebseinrichtung vorgesehen sein.The crankshaft can be rotated continuously or incrementally during impact hardening. For this purpose, a suitable drive device may be provided.

Die Antriebseinrichtung kann einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, umfassen. Bei dem Elektromotor kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Elektromotor, beispielsweise einen Drehstrommotor (insbesondere eine Drehstrom-Asynchronmaschine), einen Wechselstrommotor, einen Gleichstrommotor oder einen Universalmotor, handeln.The drive device may comprise a motor, in particular an electric motor. The electric motor can basically be any electric motor, for example a three-phase motor (in particular a three-phase asynchronous machine), an AC motor, a DC motor or a universal motor act.

Vorzugsweise kann ein Schrittmotor verwendet werden.Preferably, a stepper motor can be used.

Es kann auch eine zweigeteilte Antriebseinrichtung vorgesehen sein, bei der beispielsweise ein Motor an jedem Ende der Kurbelwelle vorgesehen ist, d. h. ein Synchronantrieb bzw. beidseitiger Antrieb der Kurbelwelle.It may also be provided a two-part drive means, in which, for example, an engine is provided at each end of the crankshaft, d. H. a synchronous drive or double-sided drive of the crankshaft.

Es kann auch eine Abstützung in der Art eines Reitstocks vorgesehen sein, um die Kurbelwelle an ihrem von der Antriebseinrichtung abgewandten Ende drehbar abzustützen bzw. festzulegen.It may also be provided a support in the manner of a tailstock to rotatably support or fix the crankshaft at its end facing away from the drive means end.

Es kann vorgesehen sein, dass das aktive Schlagwerkzeug mit einer Periodizität, vorzugsweise mit einer Taktung bzw. Schlagfrequenz von 0,5 Hz bis 30 Hz, besonders bevorzugt mit einer Taktung von 0,5 Hz bis 5 Hz und ganz besonders bevorzugt mit einer Taktung von 0,5 Hz bis 3 Hz, eine Schlagbewegung durchführt bzw. die Schlagkraft einbringt. It can be provided that the active impact tool with a periodicity, preferably with a beat frequency of 0.5 Hz to 30 Hz, more preferably with a clock of 0.5 Hz to 5 Hz and most preferably with a clock of 0.5 Hz to 3 Hz, performs a striking movement or brings in the impact force.

Selbstverständlich können auch andere Taktungen, beispielsweise auch Schlagfrequenzen zwischen 0,1 Hz und 50 Hz, vorgesehen sein, die vorgenannten Werte eignen sich jedoch ganz besonders.Of course, other timings, for example, beat frequencies between 0.1 Hz and 50 Hz, may be provided, but the above values are particularly suitable.

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, which are converted by the percussion piston to the impact force, depending on the operation - between 10 and 300 bar, preferably between 30 and 180 bar, and more preferably between 50 and 130 bar, amount.

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 region 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 after dynamic loading in the engine or on the test bench crankshafts can get non-propagating microcracks on the surfaces. These microcracks have no effect on the fatigue properties, but they can disturb 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 the introduction of compressive residual stress can preferably take place to a depth of 15 mm, but even deeper, this means that in the surface region of the crankshaft, a removal of a few millimeters, for example from 0.1 to 3 mm, preferably 0.5 mm , without the flexural and torsional fatigue or the fatigue strength of the crankshaft suffers.

Untersuchungen haben gezeigt, dass derartige Maßnahmen die Dauerfestigkeit sogar geringfügig erhöhen können, beispielsweise um bis zu 5%.Studies have shown that such measures can increase the fatigue strength even slightly, 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. Das Abtragen der Oberfläche kann ggf. auch mit dem Abtragen der Stützhilfe kombiniert werden.The removal of the surface can be done in various ways, such as by grinding, turning, milling, turn milling, peeling or polishing. The removal of the surface can possibly also be combined with the removal of the support.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Schlagverfestigen eines Übergangsradius einer Kurbelwelle, insbesondere eines Übergangsradius zwischen einem Pleuellagerzapfen und einer Kurbelwange und/oder eines Übergangsradius zwischen einem Hauptlagerzapfen und einer Kurbelwange der Kurbelwelle, mit einer Schlageinrichtung, die einen Schlagkolben und eine Umlenkeinheit aufweist.The invention also relates to a device for impact hardening a transition radius of a crankshaft, in particular a transition radius between a connecting rod journal and a crank arm and / or a transition radius between a main journal and a crank arm of the crankshaft, with a beater having a percussion piston and a deflection unit.

Erfindungsgemäß ist bei der Vorrichtung vorgesehen, dass die Schlageinrichtung ein aktives Schlagwerkzeug sowie ein passives Schlagwerkzeug aufweist, wobei die Schlagwerkzeuge an der Umlenkeinheit befestigt sind, und wobei der Schlagkolben über die Umlenkeinheit einen Kraftstoß auf die Schlagwerkzeuge überträgt, wobei das aktive Schlagwerkzeug über einen Schlagkopf eine Schlagkraft in den Übergangsradius einbringt.According to the invention, it is provided in the apparatus that the impact device has an active impact tool and a passive impact tool, wherein the impact tools are attached to the deflecting unit, and wherein the percussion piston transmits a force impulse to the percussion tools via the deflecting unit, wherein the active percussion tool via a striking head a Impact force in the transition radius brings.

Ferner ist vorgesehen, dass bei dem passiven Schlagwerkzeug anstelle eines Schlagkopfes ein Stützelement ausgebildet ist, mit dem sich das passive Schlagwerkzeug an der Kurbelwelle abstützt.It is further provided that in the passive impact tool instead of a striking head, a support element is formed, with which the passive impact tool is supported on the crankshaft.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Schlageinrichtung eine Stützhilfe aufweist, welche an einer zu dem Übergangsradius entlang der Kurbelwelle axial versetzten Position zur Abstützung des passiven Schlagwerkzeug positionierbar ist, wobei die Stützhilfe nach der Schlagverfestigung wieder von der Kurbelwelle entfernbar ist.Alternatively or additionally, it is provided that the impact device has a supporting aid which can be positioned at a position axially offset from the transition radius along the crankshaft for supporting the passive impact tool, wherein the support aid can be removed again from the crankshaft after impact hardening.

Die Vorrichtung eignet sich auch zur Schlagverfestigung von Übergängen zu Flanschen, Zapfen und sonstigen geometrischen Querschnittsveränderungen - sowohl für tangierende wie hinterlegte Radien.The device is also suitable for impact hardening of transitions to flanges, cones and other geometrical cross-sectional changes - both tangent and deposited radii.

Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannt wurden, auch auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.Features that have already been described in connection with the method according to the invention are of course also advantageous for the device according to the invention implemented - and vice versa. Furthermore, advantages which have already been mentioned in connection with the method according to the invention can also be understood as related to the device according to the invention - and vice versa.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Stützhilfe als Stützzapfen, Stützflansch oder Stützring ausgebildet ist. In a further development of the device can be provided in particular that the support aid is designed as a support pin, support flange or support ring.

Es kann vorgesehen sein, dass an dem Rohling bzw. der Kurbelwelle zusätzliches Material angeschmiedet oder angegossen wird, das nach dem Schlagverfestigen wieder abgearbeitet wird. Das zusätzliche Material kann somit bei der Schlagverfestigung als Stützhilfe dienen.It can be provided that additional material is forged or cast on the blank or the crankshaft, which is processed again after impact hardening. The additional material can thus serve as a supportive aid in impact hardening.

Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein Ring als Gegenhalter auf die Kurbelwelle aufgebracht, bzw. aufgezogen werden, wobei der Ring dann als Stützhilfe verwendet werden kann.Alternatively or additionally, for example, a ring can be applied as a counter-holder on the crankshaft, or be wound up, wherein the ring can then be used as a supportive aid.

Wiederum alternativ oder zusätzlich kann das passive Schlagwerkzeug einen Dummy-Stößel bzw. einen Schlagkopf ohne Kugel bzw. ein Stützelement aufweisen.Again alternatively or additionally, the passive impact tool may have a dummy plunger or a hammer head without a ball or a support element.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Stützhilfe stoffschlüssig an der Kurbelwelle befestigt ist, vorzugsweise an der Kurbelwelle angeschmiedet oder angegossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Stützhilfe lösbar an der Kurbelwelle befestigt ist, vorzugsweise formschlüssig an der Kurbelwelle befestigt ist, besonders bevorzugt verschraubt oder verklemmt ist.In a further development of the device can also be provided that the supportive support is firmly attached to the crankshaft, preferably forged or cast on the crankshaft. Alternatively or additionally, it can be provided that the support aid is detachably fastened to the crankshaft, is preferably fastened in a form-fitting manner to the crankshaft, is particularly preferably screwed or clamped.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung hierzu kann vorgesehen sein, dass die Stützhilfe und die Kurbelwelle ein Gewinde aufweisen, um die Stützhilfe auf die Kurbelwelle aufzuschrauben.In a further development of the device for this purpose, it can be provided that the support aid and the crankshaft have a thread in order to screw the support aid onto the crankshaft.

Die Stützhilfe kann dabei vorzugsweise ein Innengewinde aufweisen, das auf ein Außengewinde der Kurbelwelle aufgeschraubt werden kann, vorzugsweise auf ein Außengewinde der Kurbelwelle in einer Endpartie der Kurbelwelle.The support aid may preferably have an internal thread which can be screwed onto an external thread of the crankshaft, preferably on an external thread of the crankshaft in an end portion of the crankshaft.

In einer Weiterbildung der Vorrichtung kann außerdem vorgesehen sein, dass das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs eine größere Anlagefläche zur Anlage an der Kurbelwelle ausbildet als der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs. Es kann alternativ oder ergänzend auch vorgesehen sein, dass das Stützelement des passiven Schlagwerkzeugs aus einem weniger harten Material ausgebildet ist als der Schlagkopf des aktiven Schlagwerkzeugs, die Kurbelwelle und/oder der zu verfestigende Übergangsradius.In a further development of the device can also be provided that the support element of the passive impact tool forms a larger contact surface for engagement with the crankshaft as the impact head of the active impact tool. It may alternatively or additionally be provided that the support element of the passive impact tool is formed of a less hard material than the impact head of the active impact tool, the crankshaft and / or the transition radius to be solidified.

Es kann eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorgesehen sein, vorzugsweise umfassend einen Mikroprozessor, um die Drehbewegung der Antriebseinrichtung und die Steuerung der Schlageinrichtung bzw. der Schlageinrichtungen zu realisieren und/oder zu synchronisieren.There may be provided a control and / or regulating device, preferably comprising a microprocessor, in order to realize and / or to synchronize the rotational movement of the drive device and the control of the beater device or the beater devices.

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 can also be provided any further means for implementing a control and / or regulating device, 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, a Field Programmable Gate Array (FPGA), a programmable logic device (PLA) and / or a commercial computer.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung, insbesondere auf einem Mikroprozessor, ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program with program code means in order to carry out the method according to the invention when the program is executed on a control and / or regulating device, in particular on a microprocessor.

Einige der Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können grundsätzlich in ihrem Aufbau der Vorrichtung nach der EP 1 716 260 B1 entsprechen, weshalb der Offenbarungsgehalt der EP 1 716 260 B1 durch Referenzierung vollständig in die vorliegende Offenbarung integriert sei.In principle, some of the components of the device according to the invention may be constructed according to the structure of the device EP 1 716 260 B1 which is why the disclosure of the EP 1 716 260 B1 is fully integrated into the present disclosure by referencing.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Kurbelwelle, hergestellt nach einem vorstehend beschriebenen Verfahren.The invention also relates to a crankshaft made by a method as described above.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Embodiments of the invention will be described in more detail 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 embodiments in which individual features of the present invention are illustrated in combination with each other. Features of an exemplary embodiment can also be implemented independently of the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly be readily connected by a person skilled in the art to further meaningful combinations and sub-combinations with features of other exemplary embodiments.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

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 beispielhafte Kurbelwelle mit markierten einseitig zu verfestigenden Übergangsradien;
5 eine Schlageinrichtung zur Schlagverfestigung eines Übergangsradius mit einem aktiven Schlagwerkzeug und mit einer stoffschlüssig mit der Kurbelwelle verbundenen Stützhilfe zur Ausbildung einer Anlage für ein passives Schlagwerkzeug;
6 eine Schlageinrichtung zur Schlagverfestigung eines Übergangsradius mit einem aktiven Schlagwerkzeug und mit einer auf die Kurbelwelle aufschraubbaren Stützhilfe zur Ausbildung einer Anlage für ein passives Schlagwerkzeug; und
7 eine Schlageinrichtung mit einem aktiven und einem passiven Schlagwerkzeug, wobei das passive Schlagwerkzeug anstelle eines Schlagkopfes ein Stützelement aufweist.

They show schematically:

1 an overall view of a device according to the invention for carrying out the method in a first embodiment;
2 a perspective view of a portion of the device according to the invention for Implementation of the method in a second embodiment;
3 a beater with two striking tools in an enlarged view in detail " A " out 1 ;
4 an exemplary crankshaft with marked one-sided to be solidified transition radii;
5 a striking device for impact hardening of a transition radius with an active impact tool and with a cohesively connected to the crankshaft support aid for forming a system for a passive impact tool;
6 a striking device for impact hardening a transition radius with an active impact tool and with a screwed onto the crankshaft support aid for forming a system for a passive impact tool; and
7 a striking device with an active and a passive impact tool, wherein the passive impact tool has a support element instead of a striking head.

Die in 1 in einer Gesamtansicht dargestellte Vorrichtung entspricht grundsätzlich in ihrem Aufbau den Vorrichtungen nach der DE 34 38 742 C2 und EP 1 716 260 B1 mit einer oder mehreren Schlageinrichtungen 1, weshalb nachfolgend nur auf die wesentlichen Teile und auf die Unterschiede zum Stand der Technik näher eingegangen wird.In the 1 in an overall view illustrated device corresponds basically in their construction to the devices according to the DE 34 38 742 C2 and EP 1 716 260 B1 with one or more beaters 1 Therefore, only the essential parts and the differences from the prior art will be discussed in more detail below.

Die Vorrichtung weist ein Maschinenbett 2 und eine Antriebseinrichtung 3 auf. Die Antriebseinrichtung 3 wird dazu verwendet, eine Kurbelwelle 4 entlang einer Drehrichtung in eine Schlagposition zu bringen bzw. zu drehen.The device has a machine bed 2 and a drive device 3 on. The drive device 3 is used to a crankshaft 4 to turn or turn along a direction of rotation in a striking position.

Die Kurbelwelle 4 weist Pleuellagerzapfen 5 und Hauptlagerzapfen 6, zwischen denen jeweils Kurbelwangen 7 angeordnet sind, auf. Zwischen Pleuellagerzapfen 5 und Kurbelwangen 7 sowie zwischen Hauptlagerzapfen 6 und Kurbelwangen 7 bzw. allgemein zwischen Querschnittsübergängen der Kurbelwelle 4 sind Übergangsradien 8 (vgl. 3 bis 7) ausgebildet.The crankshaft 4 has connecting rod journal 5 and main journals 6 , between each of which crank webs 7 are arranged on. Between connecting rod journal 5 and crank cheeks 7 as well as between main bearing journals 6 and crank cheeks 7 or generally between cross-sectional transitions of the crankshaft 4 are transitional radii 8th (see. 3 to 7 ) educated.

An der der Antriebseinrichtung 3 zugewandten Seite der Kurbelwelle 4 ist eine Befestigungseinrichtung 9 vorgesehen, die eine Spannscheibe bzw. einen Befestigungsflansch 10 aufweist. Auf der der Antriebseinrichtung 3 abgewandten Seite der Kurbelwelle 4 ist eine Abstützung 11 vorzugsweise in der Art eines Reitstocks vorgesehen, die eine weitere Befestigungseinrichtung 9 aufweist, um die Kurbelwelle 4 drehbar aufzunehmen bzw. drehbar festzulegen. Optional oder ergänzend zur Abstützung 11 kann eine Lünette, die an einer rotationssymmetrischen Stelle positioniert wird, vorgesehen sein.At the drive device 3 facing side of the crankshaft 4 is a fastening device 9 provided, a clamping disc or a mounting flange 10 having. On the drive device 3 opposite side of the crankshaft 4 is a support 11 preferably provided in the manner of a tailstock, which is another fastening device 9 has to the crankshaft 4 rotatably accommodate or rotatable set. Optional or supplementary to the support 11 For example, a bezel positioned at a rotationally symmetric location may be provided.

Die Antriebseinrichtung 3 vermag die Kurbelwelle 4 entlang einer Drehachse C in eine Drehbewegung zu versetzen. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Hauptdrehachse C_KW der Kurbelwelle 4 außermittig von der Drehachse C der Antriebseinrichtung 3 positioniert ist, wie in 1 und 2 dargestellt. Hierzu können vorzugsweise Ausrichtungsmittel 17 (vgl. 2) im Bereich der Befestigungseinrichtung 9 vorgesehen sein. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Ausrichtungsmittel 17 eine Mittelachse des jeweils zu verfestigenden Zapfens 5, 6 so verschieben, dass die Mittelachse des Zapfens 5, 6 auf der Drehachse C liegt.The drive device 3 can do the crankshaft 4 along a rotation axis C to put in a rotary motion. It can be provided that the main axis of rotation C _KW the crankshaft 4 off-center of the axis of rotation C the drive device 3 is positioned as in 1 and 2 shown. For this purpose, preferably alignment means 17 (see. 2 ) in the area of the fastening device 9 be provided. It can be provided that the alignment means 17 a central axis of each pin to be solidified 5 . 6 so move that the center axis of the pin 5 . 6 on the axis of rotation C lies.

Für die Antriebseinrichtung 3 kann ein Direktantrieb, vorzugsweise ohne Kupplung, vorgesehen sein. Ein Motor, vorzugsweise ein Elektromotor, der Antriebseinrichtung 3 kann somit ohne Übersetzung bzw. Getriebe mit der Befestigungseinrichtung 9 bzw. mit der Kurbelwelle 4 mechanisch gekoppelt sein.For the drive device 3 a direct drive, preferably without a clutch, can be provided. A motor, preferably an electric motor, the drive means 3 can thus without translation or transmission with the fastening device 9 or with the crankshaft 4 be mechanically coupled.

Die nachfolgend noch beispielhaft näher beschriebenen Schlageinrichtungen 1 sind jeweils in einer Verschiebe- und Justiereinrichtung 15 justierbar gehalten, um sie an die Lage der Pleuellagerzapfen 5 und der Hauptlagerzapfen 6 und an die Länge der Kurbelwelle 4 anzupassen.The beating devices described in more detail below by way of example 1 are each in a displacement and adjustment 15 held adjustable to match the position of the connecting rod journal 5 and the main journal 6 and to the length of the crankshaft 4 adapt.

Auch die Abstützung 11 kann verschiebbar eingerichtet sein, wie durch die Doppelpfeile in 1 angedeutet.Also the support 11 can be arranged to be movable, as indicated by the double arrows in 1 indicated.

In der 1 sind zwei Schlageinrichtungen 1 dargestellt, grundsätzlich kann aber eine beliebige Anzahl von Schlageinrichtungen 1 vorgesehen sein, beispielsweise auch nur eine einzige Schlageinrichtung 1.In the 1 are two beaters 1 illustrated, in principle, however, any number of beaters 1 be provided, for example, only a single impact device 1 ,

Es kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine Schlageinrichtung 1 zur Schlagverfestigung der Übergangsradien 8 der Hauptlagerzapfen 6 ausgebildet und eingerichtet ist und eine Schlageinrichtung 1 zum Schlagverfestigen der Übergangsradien 8 der Pleuellagerzapfen ausgebildet und eingerichtet ist. Es ist auch möglich, dass eine der Schlageinrichtungen 1 zur Schlagverfestigung aller symmetrischen Kurbelwellenpartien, d. h. zur Schlagverfestigung von Paaren von Übergangsradien 8 die an denselben Zapfen angrenzen ausgebildet ist, und eine Schlageinrichtung 1 zur Schlagverfestigung aller nicht symmetrischer Bereichen der Kurbelwelle 4, d. h. von einzelnen Übergangsradien 8, verwendet wird.It can also be provided that at least one impact device 1 for impact hardening of the transition radii 8th the main journal 6 is designed and set up and a striking device 1 for impact hardening of the transition radii 8th the connecting rod journal is formed and arranged. It is also possible that one of the beaters 1 for impact hardening of all symmetrical crankshaft sections, ie for impact hardening of pairs of transition radii 8th which is formed adjacent to the same pin, and a striker 1 for impact hardening of all non-symmetrical areas of the crankshaft 4 , ie of individual transition radii 8th , is used.

Es kann vorgesehen sein, dass zum Schlagverfestigen von zwei an denselben Zapfen angrenzenden Übergangsradien 8 und zum Schlagverfestigen eines einzelnen Übergangsradius 8 eine Schlageinrichtung 1 mit gleicher Bauweise verwendet wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in Endpartien der Kurbelwelle 4 die Schlagverfestigung nicht symmetrisch an beiden an denselben Zapfen angrenzenden Übergangsradien 8 erfolgen soll, sondern lediglich an einem einzelnen Übergangsradius 8. In 1 ist beispielhaft eine der Schlageinrichtungen 1 gestrichelt dargestellt. Diese soll zur einseitigen Verfestigung eines Übergangsradius 8 an der rechten Endpartie der Kurbelwelle 4 verwendet werden, während die in 1 dargestellte linke Schlageinrichtung 1 zur gleichzeitigen Schlagverfestigung von zwei an denselben Pleuellagerzapfen 5 angrenzenden Übergangsradien 8 verwendet wird.It can be provided that for impact hardening of two adjacent to the same pin transition radii 8th and for impact hardening a single transition radius 8th a beater 1 is used with the same construction. For example, it may be provided that in end parts of the crankshaft 4 the striking hardening is not symmetrical at both transition radii adjoining the same pin 8th should take place, but only at a single transition radius 8th , In 1 is an example of one of the beaters 1 shown in dashed lines. This is intended to unilateral solidification of a transition radius 8th at the right end of the crankshaft 4 be used while in 1 illustrated left beating device 1 for simultaneous impact hardening of two on the same connecting rod journal 5 adjacent transition radii 8th is used.

In 2 ist in perspektivischer Ansicht ausschnittsweise eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens - allerdings ohne Schlageinrichtung - dargestellt. Die Vorrichtung der 2 ist dabei im Wesentlichen identisch mit der Vorrichtung der 1, weshalb nachfolgend nur auf die wesentlichen Unterschiede im Detail Bezug genommen wird.In 2 is a perspective view fragmentary another device for carrying out the method according to the invention - but without impact device - shown. The device of 2 is essentially identical to the device of 1 For this reason, reference is made below to the essential differences in detail.

Abermals ist eine Antriebseinrichtung 3 vorgesehen. Ferner ist eine Befestigungseinrichtung 9 vorgesehen, die einen Befestigungsflansch 10 und eine daran befestigte Planscheibe mit Spannbacken zur Festlegung der Kurbelwelle 4 aufweist. Die Planscheibe mit den Spannbacken der Befestigungseinrichtung 9 ist an dem Befestigungsflansch 10 verstellbar an einem Ausrichtungsmittel 17 angeordnet, wodurch sich die Längsachse C_KW der Kurbelwelle 4 relativ zu der Drehachse C einer Antriebswelle bzw. einer Eingangswelle 13 verschieben lässt.Again, a drive device 3 intended. Furthermore, a fastening device 9 provided, which has a mounting flange 10 and an attached face plate with jaws for fixing the crankshaft 4 having. The face plate with the clamping jaws of the fastening device 9 is on the mounting flange 10 adjustable at an alignment means 17 arranged, causing the longitudinal axis C _KW the crankshaft 4 relative to the axis of rotation C a drive shaft or an input shaft 13 can be moved.

Die Kurbelwelle 4 der 2 weist eine von der in 1 dargestellten Ausführungsform abweichende Konfiguration auf, umfasst aber grundsätzlich ebenfalls Pleuellagerzapfen 5, Hauptlagerzapfen 6 und Kurbelwangen 7.The crankshaft 4 of the 2 indicates one of the in 1 illustrated embodiment deviating configuration, but basically also includes connecting rod journal 5 , Main journal 6 and crank cheeks 7 ,

In 2 (wie auch in 1) kann an dem von der Antriebseinrichtung 3 abgewandten Ende der Kurbelwelle 4 eine weitere Befestigungseinrichtung 9 vorgesehen sein, diese kann jedoch auch entfallen.In 2 (as well as in 1 ) may be at that of the drive means 3 opposite end of the crankshaft 4 another fastening device 9 be provided, but this can also be omitted.

In 3 ist beispielhaft eine Schlageinrichtung 1 der 1 näher dargestellt. Die Erfindung kann grundsätzlich mit einer beliebigen Schlageinrichtung 1 umgesetzt werden. Die nachfolgend beschriebene Schlageinrichtung 1 eignet sich jedoch besonders. Sie weist einen Grundkörper 18 auf, der entsprechend dem Radius des zu bearbeitenden Kurbelwellensegments mit einer prismatischen Anlage versehen sein kann und vorzugsweise Führungen 19 aufweist, die zwei Schlagwerkzeuge 16 in deren Abstützebene führen und ihnen um eine Umlenkeinheit 20 eine entsprechende Freiheit geben, die zur Anpassung an die maßlichen Verhältnisse der Kurbelwelle 4 vorteilhaft ist. An den vorderen Enden der beiden Schlagwerkzeuge 16 ist jeweils eine Kugel als Schlagkopf 21 angeordnet. Ein Zwischenteil 22 stellt die Verbindung zwischen einem Schlagkolben 23 und der Umlenkeinheit 20, die die Schlagenergie an die Schlagwerkzeuge 16 weitergibt, her. Das Zwischenteil 22 kann gegebenenfalls auch entfallen.In 3 is an example of a beating device 1 of the 1 shown in more detail. The invention can basically with any striker 1 be implemented. The impact device described below 1 is particularly suitable. It has a basic body 18 on, which can be provided according to the radius of the crankshaft segment to be machined with a prismatic system and preferably guides 19 which has two striking tools 16 in their support level and lead them to a deflection unit 20 give a corresponding freedom to adapt to the dimensional conditions of the crankshaft 4 is advantageous. At the front ends of the two striking tools 16 is a ball as a percussion head 21 arranged. An intermediate part 22 represents the connection between a percussion piston 23 and the deflection unit 20 that the impact energy to the impact tools 16 passes on, forth. The intermediate part 22 may also be omitted.

Zur Steigerung der Wirksamkeit des Schlages kann auf der von dem Grundkörper 18 abgewandten Seite des Zapfens 5, 6 ein Spannprisma 24 über Federn 25 mit einstellbaren Spannbolzen 26 mit Spannmuttern 27 befestigt werden. Hier sind auch andere konstruktive Lösungen möglich.To increase the effectiveness of the blow can be on the of the main body 18 opposite side of the pin 5 . 6 a tension prism 24 about springs 25 with adjustable clamping bolts 26 with clamping nuts 27 be attached. Here are also other constructive solutions possible.

Es sei klargestellt, dass, sollte in einem Teil der Beschreibung „eine Schlageinrichtung“ erwähnt werden, grundsätzlich eine beliebige Anzahl an Schlageinrichtungen gemeint sein kann, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr. Die Bezugnahme auf eine Pluralform oder Einzahl ist lediglich zur besseren Lesbarkeit vorgesehen und nicht einschränkend.It should be understood that, in a part of the description, where "beating means" are mentioned, basically any number of beaters may be meant, for example two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more. The reference to a plural form or singular is for convenience only and not restrictive.

Durch Anordnung mehrerer Schlageinrichtungen 1 über die Länge der zu bearbeitenden Kurbelwelle 4 können im Bedarfsfall alle zentrisch und gegebenenfalls exzentrisch verlaufenden Bereiche der Kurbelwelle 4 gleichzeitig bearbeitet werden.By arrangement of several impact devices 1 over the length of the crankshaft to be machined 4 If necessary, all centric and possibly eccentric areas of the crankshaft 4 be edited at the same time.

Der Schlagkolben 23 überträgt über die Umlenkeinheit 20 einen Kraftstoß auf die Schlagwerkzeuge 16, wonach die Schlagköpfe 21 der Schlagwerkzeuge 16 eine Schlagkraft in die an denselben Zapfen angrenzenden Übergangsradien 8 einbringen.The percussion piston 23 transmits over the deflection unit 20 an impulse on the striking tools 16 , after which the striking heads 21 the striking tools 16 an impact force in the adjacent to the same pin transition radii 8th contribute.

Der Ausdruck „Schlagkraft“ und vergleichbare Ausdrücke in der vorliegenden Beschreibung sind nur als Platzhalter für eine beliebige, dem Fachmann als angebracht erscheinende Schlagkraft zu verstehen. Wenn dabei in der Beschreibung auf „die Schlagkraft“ Bezug genommen wird, kann es sich somit jeweils um unterschiedliche oder aber auch um identische Schlagkräfte handeln.The term "impact force" and similar expressions in the present specification are to be understood only as a wildcard for any impact force deemed appropriate to those skilled in the art. If reference is made to "the impact force" in the description, they can thus each be different or even identical impact forces.

Bei der in 3 dargestellten Schlageinrichtung 1 kann es sich um eine Schlageinrichtung 1 des Standes der Technik zum beidseitigen Schlagverfestigen von an denselben Zapfen angrenzenden Übergangsradien 8 handeln, die nachfolgend als erfindungsgemäße Schlageinrichtung 1 mit einem aktiven Schlagwerkzeug 16.1 und einem passiven Schlagwerkzeug 16.2 ausgestattet zur Schlagverfestigung eines einzelnen Übergangsradius 8 verwendbar ist. Hierdurch kann dieselbe Schlageinrichtung 1 für unterschiedliche Aufgaben verwendet werden.At the in 3 shown beating device 1 it can be a beating device 1 of the prior art for two-sided impact hardening of adjacent to the same pin transition radii 8th act, hereinafter referred to as beating device according to the invention 1 with an active impact tool 16.1 and a passive impact tool 16.2 equipped for impact hardening of a single transition radius 8th is usable. As a result, the same impact device 1 be used for different tasks.

In 4 ist eine beispielhafte Kurbelwelle 4 dargestellt. Die Kurbelwelle 4 weist an der Mehrzahl ihrer jeweiligen Pleuellagerzapfen 5 und Hauptlagerzapfen 6 an den Übergängen zu den angrenzenden Kurbelwangen 7 Übergangsradien 8 auf. Typischerweise grenzen an einen Zapfen 5 bzw. 6 somit zwei Übergangsradien 8 an. Üblicherweise werden alle Übergangsradien 8 der Kurbelwelle 4 schlagverfestigt. Um ein möglichst effizientes Verfahren zum Schlagverfestigen bereitzustellen, hat sich die in 3 beschriebene Schlageinrichtung 1 als besonders vorteilhaft erwiesen, da hierdurch gleichzeitig beide an einen Zapfen 5, 6 angrenzende Übergangsradien 8 schlagverfestigt werden können. Diese Art der Schlagverfestigung wird in der vorliegenden Beschreibung als symmetrische Schlagverfestigung bezeichnet.In 4 is an exemplary crankshaft 4 shown. The crankshaft 4 indicates at the Most of their respective connecting rod journal 5 and main journals 6 at the transitions to the adjacent crank webs 7 Transition radii 8th on. Typically bordering on a pin 5 respectively. 6 thus two transition radii 8th at. Usually all transition radii 8th the crankshaft 4 impact solidified. In order to provide a most efficient method for impact hardening, the in 3 described impact device 1 proved to be particularly advantageous because both at the same time to a pin 5 . 6 adjacent transition radii 8th can be impact strengthened. This type of impact hardening is referred to in the present specification as symmetrical impact hardening.

Zumeist weist die Kurbelwelle 4 aber auch Bereiche B₁ , B₂ , B₃ , B₄ auf, in denen ein beidseitiges Schlagverfestigen nicht notwendig oder nicht erwünscht ist.In most cases, the crankshaft 4 but also areas B ₁ . B ₂ . B ₃ . B ₄ on, in which a two-sided impact hardening is not necessary or not desirable.

Beispielhafte Bereiche B₁ , B₂ , B₃ , B₄ der dargestellten Kurbelwelle 4, in der nur eine einseitige Schlagverfestigung stattfinden soll, sind in 4 durch entsprechende Pfeile auf die an diesen Stellen zu verfestigende Übergangsradien 8 angedeutet.Exemplary areas B ₁ . B ₂ . B ₃ . B ₄ the illustrated crankshaft 4 , in which only a one - sided impact strengthening should take place, are in 4 by appropriate arrows on the transition radii to be solidified at these points 8th indicated.

Die Bereiche B₁ , B₂ befinden sich im Bereich der beiden Endpartien E der Kurbelwelle 4 und weisen daher nur einen Übergangsradius 8 auf. Eine Schlagverfestigung der einzelnen Übergangsradien 8 mit einer Schlageinrichtung 1 mit zwei Schlagwerkzeugen 16 und einer Umlenkeinheit 20, wie bezüglich 3 beschrieben, ist an diesen Bereichen B₁ , B₂ mit den Mitteln des Standes der Technik nicht möglich, da das jeweils von dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 abgewandte Schlagwerkzeug 16 und somit die gesamte Schlageinrichtung 1 bei der Schlagverfestigung abrutschen würde, da sich das von dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 abgewandte Schlagwerkzeug 16 in keinem benachbarten Übergangsradius 8 oder einem benachbarten Flansch oder einer benachbarten Kurbelwange 7 abstützen kann.The areas B ₁ . B ₂ are located in the area of the two end parts e the crankshaft 4 and therefore have only one transition radius 8th on. A striking hardening of the individual transition radii 8th with a beater 1 with two striking tools 16 and a deflection unit 20 how about 3 is described in these areas B ₁ . B ₂ not possible with the means of the prior art, since each of the transition radius to be solidified 8th remote impact tool 16 and thus the entire impact device 1 would slip off during impact hardening, since that of the transition radius to be solidified 8th remote impact tool 16 in no adjacent transition radius 8th or an adjacent flange or crank arm 7 can support.

Ferner kann die Kurbelwelle 4 Bereiche aufweisen, bei denen zwar zwei Übergangsradien 8 vorhanden sind zwischen die eine Schlageinrichtung 1 einbringbar ist, bei denen jedoch eine Schlagverfestigung nur in einem der Übergangsradien 8 erwünscht ist. Ein derartiger Bereich ist in 4 mit der Bezeichnung B₃ versehen. Beispielsweise kann es sich bei dem im Bereich B₃ linken, nicht zu verfestigenden Übergangsradius 8 um einen Übergangsradius 8 handeln, der an eine Kurbelwange, einen Zapfen oder einen Flansch 28 angrenzt, der beispielsweise nicht ausreichend stabil ist, um den hohen Kräften bei der Schlagverfestigung standzuhalten. Aus diesem Grund kann ein Schlagwerkzeug 16 zum beidseitigen Schlagverfestigen gemäß dem Stand der Technik (vgl. 3) an dieser Stelle nicht eingesetzt werden, da das von dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 abgewandte Schlagwerkzeug 16 eine Schlagkraft gleichermaßen bzw. mit gleicher Wirkung in den nicht zu verfestigenden Übergangsradius 8 einbringen würde.Furthermore, the crankshaft 4 Have areas in which, although two transition radii 8th are present between the one impact device 1 can be introduced, but where a striking hardening only in one of the transition radii 8th is desired. One such area is in 4 with the label B ₃ Mistake. For example, it may be in the area B ₃ left, non-solidifying transition radius 8th around a transition radius 8th act on a crank arm, a pin or a flange 28 for example, which is not sufficiently stable to withstand the high forces of impact hardening. For this reason, a striking tool 16 for two-sided impact hardening according to the prior art (see. 3 ) are not used at this point, since that of the transition radius to be solidified 8th remote impact tool 16 an impact force alike or with the same effect in the non-solidifying transition radius 8th would bring in.

Schließlich ist in 4 ein weiterer Bereich B₄ der Kurbelwelle 4 dargestellt, bei dem aufgrund des rechtsseitig angrenzenden reduzierenden Querschnittübergangs wiederum nur ein einziger zu verfestigender Übergangsradius 8 vorhanden ist. Vergleichbar mit den Bereichen B₁ und B₂ an den Endpartien E würde auch hier ein Schlagwerkzeug 16 bzw. eine Schlageinrichtung 1 des Standes der Technik ohne erfindungsgemäße Ausgestaltung bei der Schlagverfestigung keinen ausreichenden Halt finden.Finally, in 4 another area B ₄ the crankshaft 4 shown in the due to the right side adjacent reducing cross-sectional transition, in turn, only a single to be solidified transition radius 8th is available. Comparable with the areas B ₁ and B ₂ at the end parts E would also here a striking tool 16 or a beating device 1 of the prior art without inventive design in impact strengthening find no adequate support.

Es versteht sich, dass die dargestellten Bereiche B₁ , B₂ , B₃ , B₄ und die dargestellte Kurbelwelle 4 lediglich zur Verdeutlichung des Prinzips dienen und die Erfindung selbstverständlich nicht auf eine einseitige Schlagverfestigung in den dargestellten Bereichen B₁ , B₂ , B₃ , B₄ bzw. Positionen bzw. Übergangsradien 8 beschränkt zu verstehen ist. Die Erfindung eignet sich zur Schlagverfestigung beliebiger einzelner Übergangsradien 8 an beliebigen Positionen einer Kurbelwelle 4 mit beliebiger Konfiguration.It is understood that the areas shown B ₁ . B ₂ . B ₃ . B ₄ and the illustrated crankshaft 4 merely serve to clarify the principle and the invention, of course, not on a one-sided Schlagverfestigung in the illustrated areas B ₁ . B ₂ . B ₃ . B ₄ or positions or transition radii 8th limited to understand. The invention is suitable for impact hardening of any individual transition radii 8th at any position of a crankshaft 4 with any configuration.

In 5 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer ersten vorteilhaften Variante dargestellt. Dabei soll ein Bereich der Kurbelwelle 4, ähnlich dem in 4 dargestellten Bereich B₄ , einseitig schlagverfestigt werden.In 5 the device according to the invention or the method according to the invention is illustrated by means of a first advantageous variant. It is supposed to be an area of the crankshaft 4 , similar to the one in 4 shown area B ₄ , be impact-hardened on one side.

Es ist vorgesehen, den Übergangsradius 8 zwischen dem dargestellten Hauptlagerzapfen 6 und der angrenzenden Kurbelwange 7 der Kurbelwelle 4 schlagzuverfestigen.It is envisaged the transition radius 8th between the illustrated main journal 6 and the adjacent crank arm 7 the crankshaft 4 schlagzuverfestigen.

Hierfür wird die grundsätzlich bereits bekannte Schlageinrichtung 1 mit dem Schlagkolben 23, der Umlenkeinheit 20 und den beiden Schlagwerkzeugen 16 verwendet. Vorliegend wird das dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 zugeordnete Schlagwerkzeug 16 als aktives Schlagwerkzeug 16.1 und das dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 abgewandte Schlagwerkzeug 16 als passives Schlagwerkzeug 16.2 bezeichnet bzw. als solche verwendet.For this purpose, the basically already known beating device 1 with the percussion piston 23 , the diverter unit 20 and the two striking tools 16 used. In the present case, this is the transition radius to be consolidated 8th associated impact tool 16 as an active impact tool 16.1 and that to be solidified transition radius 8th remote impact tool 16 as a passive impact tool 16.2 designated or used as such.

Im Verlauf der Schlagverfestigung überträgt der Schlagkolben 23 abermals über die Umlenkeinheit 20 einen Kraftstoß auf die Schlagwerkzeuge 16.1, 16.2, wonach das aktive Schlagwerkzeug 16.1 über seinen Schlagkopf 21 in bekannter Weise die Schlagkraft in den Übergangsradius 8 einbringt. Da allerdings nur ein einziger Übergangsradius 8 vorhanden ist und das passive Schlagwerkzeug 16.2 zunächst keine Möglichkeit hätte, sich bei der Schlagverfestigung abzustützen, ist erfindungsgemäß an einer zu dem zu verfestigenden Übergangsradius 8 entlang der Kurbelwelle 4 bzw. entlang der Längsachse C_KW der Kurbelwelle 4 axial versetzten Position eine Stützhilfe 29 vorgesehen, an der sich das passive Schlagwerkzeug 16.2 abstützen kann, wobei die Stützhilfe 29 nach der Schlagverfestigung von der Kurbelwelle 4 entfernt wird.In the course of impact hardening, the percussion piston transfers 23 again over the deflection unit 20 an impulse on the striking tools 16.1 . 16.2 after which the active impact tool 16.1 over his head 21 in a known manner the impact in the transition radius 8th brings. However, since only a single transition radius 8th is present and the passive impact tool 16.2 initially would have no way to support themselves in the impact strengthening, according to the invention at one to be solidified transition radius 8th along the crankshaft 4 or along the longitudinal axis C _KW the crankshaft 4 axially offset position a supportive aid 29 provided, at which the passive impact tool 16.2 can support, with the support 29 after impact hardening of the crankshaft 4 Will get removed.

Die Stützhilfe 29 ist zur deutlicheren Darstellung in dem in den Figuren dargestellten Schnitt kreuzschraffiert gezeichnet.The supportive aid 29 is drawn cross-hatched for clarity in the section shown in the figures.

Bei der dargestellten Stützhilfe 29 handelt es sich um einen Stützflansch, der vorzugsweise stoffschlüssig mit der Kurbelwelle 4 verbunden ist. Die Stützhilfe 29 kann beispielsweise auch während der Herstellung der Kurbelwelle 4 einstückig mit dieser ausgebildet worden sein oder vor dem Schlagverfestigen auf die Kurbelwelle 4 aufgebracht, beispielsweise angeschmiedet oder angegossen, worden sein.In the illustrated supportive aid 29 it is a support flange, preferably cohesively with the crankshaft 4 connected is. The supportive aid 29 For example, during the manufacture of the crankshaft 4 be integrally formed with this or before the impact hardening on the crankshaft 4 applied, for example, forged or cast.

Die Stützhilfe 29 kann dann nach der Schlagverfestigung vorzugsweise abgearbeitet, beispielsweise abgedreht, werden.The supportive aid 29 can then preferably worked off after impact hardening, for example turned off.

Die Stützhilfe 29 ist vorzugsweise aus einem ausreichend harten Material gefertigt und weist eine axiale Erstreckung auf, die geeignet ist, die durch das passive Schlagwerkzeug 16.2 eingebrachte Schlagkraft aufzunehmen und abzuleiten. Das passive Schlagwerkzeug 16.2 vermag sich somit erfindungsgemäß an der Stützhilfe 29 abzustützen, während das aktive Schlagwerkzeug 16.1 die Schlagkraft in den zu verfestigenden Übergangsradius 8 einbringt. Dabei kann an der Stützhilfe 29 ein weiterer Übergangsradius (der nicht verfestigt werden muss/soll) vorgesehen sein, dies ist allerdings nicht unbedingt erforderlich und in den Figuren auch nicht dargestellt.The supportive aid 29 is preferably made of a sufficiently hard material and has an axial extent that is suitable, by the passive impact tool 16.2 pick up and dissipate applied impact force. The passive impact tool 16.2 Thus, according to the invention, it is capable of supporting the support 29 while supporting the active impact tool 16.1 the impact force in the transition radius to be consolidated 8th brings. It can be on the support 29 another transition radius (which need not be consolidated / should be provided), but this is not essential and not shown in the figures.

Die Stützhilfe 29 weist ferner eine radiale Erstreckung auf, die ausreichend ist, dass das passive Schlagwerkzeug 16.2 während der Schlagverfestigung bzw. während dem Abstützen sicher auf dem Hauptlagerzapfen 6 verbleibt und nicht aus dem Hauptlagerzapfen 6 über die Stützhilfe 29 herausspringen kann.The supportive aid 29 also has a radial extent that is sufficient that the passive impact tool 16.2 during impact hardening or while supporting safely on the main journal 6 remains and not from the main journal 6 about the supportive aid 29 can jump out.

In 6 ist eine zweite Variante der Erfindung dargestellt, bei der ebenfalls eine Stützhilfe 29 vorgesehen ist.In 6 a second variant of the invention is shown, in which also a supportive aid 29 is provided.

Die Variante der 6 ist dabei grundsätzlich der Variante der 5 ähnlich, wobei nachfolgend nur auf die wesentlichen Unterschiede Bezug genommen wird.The variant of 6 is basically the variant of 5 Similarly, reference will now be made only to the essential differences.

Im Gegensatz zur 5 ist die Stützhilfe 29 lösbar an der Kurbelwelle 4 befestigt und hierzu auf die Kurbelwelle 4 aufgeschraubt. Die Kurbelwelle 4 und die Stützhilfe 29 weisen hierfür ein entsprechendes jeweiliges Gewinde 30, 31 auf.In contrast to 5 is the supportive aid 29 detachable on the crankshaft 4 attached and on the crankshaft 4 screwed. The crankshaft 4 and the supportive aid 29 have a corresponding thread for this purpose 30 . 31 on.

Bei Verwendung eines Gewindes 30, 31 kann die Stützhilfe 29 nach der Schlagverfestigung leicht wieder von der Kurbelwelle 4 entfernt werden. Insofern eine erhöhte Stabilität erforderlich ist, kann die Stützhilfe 29 nach dem Aufschrauben beispielsweise auch durch einzelne Schweißpunkte oder andere stoffschlüssige Verbindungstechniken an nicht bauteilkritischen Bereichen der Kurbelwelle 4 fixiert werden.When using a thread 30 . 31 can the supportive aid 29 After the impact hardening again easily from the crankshaft 4 be removed. Insofar as increased stability is required, the support can 29 after screwing, for example, by individual welds or other cohesive connection techniques on non-component critical areas of the crankshaft 4 be fixed.

Es ist auch möglich, die Stützhilfe 29 lösbar an der Kurbelwelle 4 zu befestigen, indem die Stützhilfe 29 lediglich auf die Kurbelwelle 4 aufgeschoben wird, wobei ggf. kein Gewinde 30, 31 vorgesehen ist, und die Stützhilfe 29 beispielsweise ausgehend von einer umgebenden festen Struktur, z. B. der Abstützung 11, mit ausreichender Kraft seitlich an einen Querschnittübergang der Kurbelwelle gepresst wird. Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass sich die Kurbelwelle 4 während der Schlagverfestigung zwar noch drehen kann, die Stützhilfe 29 allerdings ausreichend an den Querschnittübergang gepresst ist, dass sich das passive Schlagwerkzeug 16.2 ausreichend an der Stützhilfe 29 abstützen kann. Gegebenenfalls kann die Druckkraft mit der die Stützhilfe 29 angepresst wird auch reduziert werden, wenn die Kurbelwelle 4 gedreht wird.It is also possible the supportive aid 29 detachable on the crankshaft 4 attach by the supportive aid 29 only on the crankshaft 4 is pushed, where appropriate, no thread 30 . 31 is provided, and the support 29 for example, starting from a surrounding solid structure, e.g. B. the support 11 , Is pressed with sufficient force laterally to a cross-sectional transition of the crankshaft. This is preferably done in such a way that the crankshaft 4 while the impact hardening can still turn, the supportive aid 29 However, sufficiently pressed against the cross-sectional transition that the passive impact tool 16.2 sufficient on the support 29 can support. Optionally, the pressure force with the supportive aid 29 Pressed will also be reduced when the crankshaft 4 is turned.

Zu den Varianten, die in den 5 und 6 dargestellt sind, soll noch erwähnt werden, dass eine Schlagverfestigung an den Endpartien E der Kurbelwelle 4, also z. B. in den in 4 dargestellten Bereichen B₁ , B₂ vergleichbar möglich ist. Dies ist aber nicht gesondert dargestellt.Among the variants in the 5 and 6 are shown, it should be mentioned that a striking hardening at the end parts e the crankshaft 4 , ie z. B. in the in 4 represented areas B ₁ . B ₂ comparable possible. This is not shown separately.

Die Stützhilfe 29 kann gegebenenfalls auch in Position gebracht und gehalten werden ohne dass die Stützhilfe 29 an einen Querschnittsübergang angepresst wird.The supportive aid 29 may also be positioned and held without the support 29 is pressed against a cross-sectional transition.

Die Stützhilfe 29 benötigt für die Funktion nicht unbedingt einen Querschnittsübergang, an der die Stützhilfe 29 in Anlage gebracht wird. Die Stützhilfe 29 kann an einer beliebigen axialen Position entlang eines Zapfens 5, 6, einer Endpartie E oder einer sonstigen Position der Kurbelwelle 4 angeordnet sein.The supportive aid 29 does not necessarily require a cross-sectional transition for the function at which the support aid 29 is brought into contact. The supportive aid 29 can be at any axial position along a pin 5 . 6 , an end part E or another position of the crankshaft 4 be arranged.

In 7 ist eine dritte Variante der Erfindung dargestellt, die auch in Kombination mit den bereits vorgestellten Varianten realisierbar ist.In 7 a third variant of the invention is shown, which can also be realized in combination with the variants already presented.

Abermals wird im Wesentlichen auf die Unterschiede zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen. Es kann sich bei dem in 7 gezeigten Bereich um einen Bereich handeln, der dem Bereich B₃ der 4 grundsätzlich ähnlich ist.Once again, the differences to the previously described exemplary embodiments will be dealt with essentially. It may be at the in 7 area shown to act around an area corresponding to the area B ₃ of the 4 is basically similar.

Bei dem in 7 dargestellten Kurbelwellensegment sind an dem entsprechenden Hauptlagerzapfen 6 an dessen Enden jeweils Übergangsradien 8 vorhanden, wobei allerdings vorliegend nur der linke Übergangsradius 8, d. h. der Übergangsradius 8, der an die Kurbelwange 7 angrenzt, schlagverfestigt werden soll. Dies gilt insbesondere, da der Abschlussflansch 28, an dem der zweite Übergangsradius 8 ausgebildet ist, eine zu geringe axiale Erstreckung aufweist, um das Einbringen einer Schlagkraft mit einem üblichen Schlagwerkzeug 16 unbeschadet zu überstehen.At the in 7 shown crankshaft segment are on the corresponding main journal 6 at the ends of each transition radii 8th present, although in this case only the left transition radius 8th ie the transition radius 8th , to the crank arm 7 adjacent, impact-hardened. This is especially true since the end flange 28 at which the second transition radius 8th is formed, has a too small axial extent to the introduction of a striking force with a conventional impact tool 16 unscathed to survive.

Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass das passive Schlagwerkzeug 16.2 anstelle eines Schlagkopfes 21 ein Stützelement 32 aufweist, mit dem sich das passive Schlagwerkzeug 16.2 an der Kurbelwelle 4 abstützt.For this reason it is envisaged that the passive impact tool 16.2 instead of a percussion head 21 a support element 32 has, with which the passive impact tool 16.2 on the crankshaft 4 supported.

Das Stützelement 32 weist dabei eine größere Anlagefläche zur Anlage an der Kurbelwelle 4 auf als der Schlagkopf 21 des aktiven Schlagwerkzeugs 16.1. Durch die vergrößerte Anlagefläche verteilt sich die Schlagkraft auf einen größeren Bereich, wodurch die durch das passive Schlagwerkzeug 16.2 eingebrachte Schlagkraft ohne Gefährdung des nicht ausreichend stabilen Flansches 28 und/oder der Kurbelwelle 4 in das Material der Kurbelwelle 4 abgeleitet werden kann.The support element 32 has a larger contact surface to rest on the crankshaft 4 on as the blow head 21 of the active impact tool 16.1 , Due to the increased contact surface, the impact force is distributed over a larger area, whereby the passive impact tool 16.2 applied impact force without endangering the insufficiently stable flange 28 and / or the crankshaft 4 in the material of the crankshaft 4 can be derived.

Vorzugsweise kann das Stützelement 32 des passiven Schlagwerkzeugs 16.2 aus einem weniger harten Material ausgebildet sein als der Schlagkopf 21 des aktiven Schlagwerkzeugs 16.1, als die Kurbelwelle 4 und/oder als der Übergangsradius 8, der mit dem aktiven Schlagwerkzeug 16.1 schlagverfestigt wird.Preferably, the support element 32 the passive impact tool 16.2 be formed of a less hard material than the impact head 21 of the active impact tool 16.1 , as the crankshaft 4 and / or as the transition radius 8th that with the active strike tool 16.1 impact-hardened.

Die in 7 dargestellte Schlageinrichtung 1 mit dem passiven Schlagwerkzeug 16.2 mit der Stützhilfe 32 kann derart ausgebildet sein, dass diese leicht anpassbar bzw. auswechselbar ist, um alternativ auch zwei an denselben Zapfen 5 bzw. 6 angrenzende Übergangsradien 8 gleichzeitig schlagzuverfestigen. Es kann also insbesondere eine Schlageinrichtung 1 gemäß dem Stand der Technik verwendet werden, bei dem einzelne Komponenten, insbesondere der Schlagkopf 21 bzw. das Stützelement 32 oder das gesamte aktive Schlagwerkzeug 16.1, gegen ein passives Schlagwerkzeug 16.2 austauschbar ist.In the 7 shown beating device 1 with the passive impact tool 16.2 with the supportive aid 32 may be formed such that it is easily adaptable or replaceable, to alternatively two at the same pin 5 respectively. 6 adjacent transition radii 8th simultaneously toughen. It can therefore in particular a beating device 1 are used in the prior art, in which individual components, in particular the impact head 21 or the support element 32 or the entire active impact tool 16.1 , against a passive impact tool 16.2 is interchangeable.

Es kann also vorgesehen sein, dass zum gleichzeitigen Schlagverfestigen von zwei an den gleichen Zapfen 5, 6 angrenzenden Übergangsradien 8 das passive Schlagwerkzeug 16.2 gegen ein aktives Schlagwerkzeug 16.1 und/oder das Stützelement 32 des passiven Schlagwerkzeugs 16.2 gegen einen Schlagkopf 21 ausgetauscht wird und umgekehrt.It can therefore be provided that for the simultaneous impact hardening of two to the same pin 5 . 6 adjacent transition radii 8th the passive impact tool 16.2 against an active impact tool 16.1 and / or the support element 32 the passive impact tool 16.2 against a blow head 21 is exchanged and vice versa.

Claims

A method for impact hardening a transition radius (8) of a crankshaft (4), in particular a transition radius (8) between a connecting rod journal (5) and a crank arm (7) and / or a transition radius (8) between a main journal (6) and a crank arm ( 7) of the crankshaft (4), characterized in that a striking device (1) is used for impact hardening, which comprises a percussion piston (23), a deflection unit (20) and an active impact tool (16.1) and a passive impact tool (16.2), wherein the impact tools (16.1, 16.2) are fixed to the deflection unit (20), and wherein the percussion piston (23) via the deflection unit (20) a force impulse to the impact tools (16.1, 16.2) transmits, after which the active impact tool (16.1) on a striking head (21) brings a striking force in the transition radius (8) and wherein in the passive impact tool (16.2) instead of a striking head (21), a support element (32) is used with de the passive impact tool (16.2) is supported on the crankshaft (4) and / or the passive impact tool (16.2) is supported on a support aid (29) at a position axially offset from the transition radius (8) along the crankshaft (4), wherein the support aid (29) is removed from the crankshaft (4) after impact hardening.

Method according to Claim 1 , characterized in that the support aid (29) is applied to the crankshaft (4) prior to impact hardening or during the manufacture of the crankshaft (4) is formed.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the support aid (29) is processed after impact hardening.

Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that as supporting aid (29) a support pin, a support flange or a support ring is used.

Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the support aid (29) is firmly bonded to the crankshaft (4), preferably forged or cast on the crankshaft (4).

Method according to one of Claims 1 to 5 characterized in that the support aid (29) is releasably secured to the crankshaft (4), is preferably positively secured to the crankshaft (4), particularly preferably screwed or clamped.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the supporting element (32) of the passive impact tool (16.2) has a larger contact surface for engagement with the crankshaft (4) than the impact head (21) of the active impact tool (16.1).

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the support element (32) of the passive impact tool (16.2) is formed of a less hard material than the impact head (21) of the active impact tool (16.1).

Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the support element (32) of the passive impact tool (16.2) is formed of a less hard material than the crankshaft (4) and / or that the support element (32) is formed of a less hard material than the transition radius (8 ), which is impact-hardened with the active impact tool (16.1).

Method according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that for simultaneous impact hardening of two transition radii (8) adjacent to the same connecting rod journal (5) or main journal (6), the passive impact tool (16.2) against an active impact tool (16.1) and / or the support element (32 ) of the passive impact tool (16.2) is replaced by a striking head (21).

Device for impact hardening a transition radius (8) of a crankshaft (4), in particular a transition radius (8) between a connecting rod journal (5) and a crank arm (7) and / or a transition radius (8) between a main journal (6) and a crank arm ( 7) of the crankshaft (4), with a striking device (1), which has a percussion piston (23) and a deflection unit (20), characterized in that the impact device (1) an active impact tool (16.1) and a passive impact tool (16.2 ), wherein the percussion tools (16.1, 16.2) are fastened to the deflection unit (20), and wherein the percussion piston (23) transmits a force impulse to the impact tools (16.1, 16.2) via the deflection unit (20), the active impact tool (16) 16.1) introduces a striking force into the transition radius (8) via a striking head (21), and wherein the passive striking tool (16.2) instead of a striking head (21) has a supporting element (32) with which the passive impact tool (16.2) is supported on the crankshaft (4) and / or the impact device (1) has a support aid (29) which is mounted at an axially offset position relative to the transition radius (8) along the crankshaft (4) to support the passive Impact tool (16.2) can be positioned, wherein the support aid (29) after impact hardening again from the crankshaft (4) is removable.

Device after Claim 11 , characterized in that the support aid (29) is designed as a support pin, support flange or support ring.

Device after Claim 11 or 12 , characterized in that the support aid (29) is fastened to the crankshaft (4) in a material-locking manner, preferably forged or cast on the crankshaft (4) and / or that the support aid (29) is detachably fastened to the crankshaft (4), is preferably positively secured to the crankshaft (4), particularly preferably screwed or clamped.

Device after Claim 13 , characterized in that the support aid (29) and the crankshaft (4) have a thread (30, 31) to unscrew the support aid (29) on the crankshaft (4).

Device according to one of Claims 11 to 14 , characterized in that the support element (32) of the passive impact tool (16.2) forms a larger contact surface for engagement with the crankshaft (4) than the impact head (21) of the active impact tool (16.1) and / or that the support element (32) of passive impact tool (16.2) is formed of a less hard material than the impact head (21) of the active impact tool (16.1), the crankshaft (4) and / or to be solidified transition radius (8).