DE1049197B - Device for cold hammering of crankshafts for internal combustion engines - Google Patents

Device for cold hammering of crankshafts for internal combustion engines

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DE1049197B
DE1049197B DER19360A DER0019360A DE1049197B DE 1049197 B DE1049197 B DE 1049197B DE R19360 A DER19360 A DE R19360A DE R0019360 A DER0019360 A DE R0019360A DE 1049197 B DE1049197 B DE 1049197B
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08Making machine elements axles or shafts crankshafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kalthämmern zwecks Erzielung einer erhöhten Ermüdungsfestigkeit von Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen, um die örtliche Festigkeit der Anläufe an den Kurbelzapfen zu steigern.The invention relates to a device for cold hammering in order to achieve an increased Fatigue strength of crankshafts for internal combustion engines to improve the local strength of the starts to increase the crank pin.

Gewisse Metalle und insbesondere die Stähle erwerben bekanntlich nach dem Kalthämmern eine bedeutende Zugfestigkeit. Bei richtiger Durchführung des Kalthämmerns entstehen in entsprechend gewählten Zonen Innenspannungen, die die Aufbesserung der wahrnehmbaren oder scheinbaren Ermüdungsgrenze des behandelten Werkstückes begünstigen. Da bei einer Kurbelwelle für Brennkraftmaschinen die Anläufe an den Kurbelarmen an gewissen Stellen dynamische Spannungen konzentriert sind, ist es angebracht, an diesen Spannungszentren eine Kalthärtung vorzunehmen.It is well known that certain metals and especially steels acquire a significant amount after cold hammering Tensile strenght. If the cold hammering is carried out correctly, appropriately selected results will result Zones of internal stresses that improve the perceptible or apparent fatigue limit favor the treated workpiece. Since with a crankshaft for internal combustion engines the starts If dynamic stresses are concentrated at certain points on the crank arms, it is appropriate to to carry out cold hardening at these stress centers.

Es ist bekannt, die Kaltverfestigung an Hohlkehlen und Rillen von Motorwelkn mittels einer sogenannten Glättrolle durchzuführen. Dieses Werkzeug gestattet aber keine wirtschaftliche Bearbeitung und eignet sich deshalb nicht für größere Stückzahlen.It is known that the work hardening on fillets and grooves of motor shafts by means of a so-called Perform smoothing roll. However, this tool does not allow economical machining and is suitable therefore not for larger quantities.

Versuche zwecks Bestimmung der scheinbaren Ermüdungsgrenze bei Drehbiegungsbeanspruchungen einer in der Masse behandelten Chrom-Nickel-Stahlprobe für R — etwa 100 kg haben folgende Vergleichsergebnisse ergeben:Tests for the purpose of determining the apparent fatigue limit in the case of torsional bending loads on a chromium-nickel steel sample treated in the mass for R - about 100 kg have shown the following comparative results:

Scheinbare Ermüdungsgrenze in kg/mm2 Apparent fatigue limit in kg / mm 2

1. Probe ohne Rille, ohne mechanische Bearbeitung 461. Sample without groove, without machining 46

2. Probe mit Rille, ohne mechanische
Bearbeitung 22
2. Sample with groove, without mechanical
Processing 22

3. Probe mit gekörnter Rille 223. Sample with grained groove 22

4. Probe mit Rille und thermischer Oberflächenbehandlung (induktive Erhitzung4. Sample with groove and thermal surface treatment (inductive heating

der Rille und Härtung) 30the groove and hardening) 30

5. Probe mit gehämmerter Rille 32,55. Sample with hammered groove 32.5

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, die das Behämmern der Kurbelwellen im Großbetrieb durch die gleichzeitige Behandlung der beiden Anläufe eines .Kurbelzapfens trotz ihrer schwierigen Zugänglichkeit für einen gewöhnlichen Stemmeißel gestattet.The object of the invention is to create a simple device that hammering the crankshafts in large-scale operations through the simultaneous treatment of the two approaches of a crank pin despite their difficult accessibility for an ordinary chisel.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen rittlings auf den Kurbelzapfen aufschiebbaren Werkzeughalter, in dem unter der Schlagwirkung eines Preßlufthammers od. dgl. eine Stange beweglich ist, deren dem Hammer abgekehrtes Ende auf die beiden Hammermeißel einwirkt, die V-förmig in einer Halterung in der Weise angeordnet sind, daß sie an den beiden Anläufen des Kurbelzapfens ruhen.The device according to the invention is characterized by a one that can be pushed astride the crank pin Tool holder in which od under the impact of a pneumatic hammer. Like. A rod is movable, whose end facing away from the hammer acts on the two hammer bits, the V-shaped are arranged in a holder in such a way that they rest on the two approaches of the crank pin.

In der Zeichnung stellen dar:In the drawing show:

Vorrichtung zum Kalthämmern von Kurbelwellen für BrennkraftmaschinenDevice for cold hammering of crankshafts for internal combustion engines

Anmelder:Applicant:

Regie Nationale des Usines Renault, Billancourt, Seine (Frankreich)Directed by Nationale des Usines Renault, Billancourt, Seine (France)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt, Göggingen bei Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10Representative: Dr.-Ing. E. Liebau, patent attorney, Göggingen near Augsburg, Von-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 15. Februar 1956Claimed priority: France of February 15, 1956

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung in Ansicht auf der Kurbelwelle,Fig. 1 shows an embodiment of a device according to the invention in view of the crankshaft,

Fig. 2 das in der Arbeitsstellung an einem Kurbelzapfen befindliche Werkzeug im Schnitt entsprechend der Linie a-b in Fig. 1,FIG. 2 shows the tool located in the working position on a crank pin in a section corresponding to the line ab in FIG. 1,

Fig. 3 die Einzelansicht eines Stemm- oder Hammermeißels, Fig. 3 is a detailed view of a chisel or hammer chisel,

Fig. 4 die in Fig. 2 dargestellte Antriebsstange für die Hammerwerkzeuge.Fig. 4 shows the drive rod shown in Fig. 2 for the hammer tools.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Support oder Träger 30 mit U-förmigem Querschnitt auf,, dessen Schenkel nach unten in zwei gebogenen Armen 35 auslaufen, die in der Arbeitsstellung den Umfang des Kurbelzapfens 21 der teilweise in Fig. 2 dargestellten Kurbelwelle umgreifen. Diese ist mit den Kurbelarmen 22 und 23 und dem Kurbelzapfen 24 versehen.The device shown in FIGS. 1 and 2 has a support or carrier 30 with a U-shaped cross section on ,, whose legs run down in two curved arms 35, which are in the working position encompass the circumference of the crank pin 21 of the crankshaft partially shown in FIG. 2. These is provided with the crank arms 22 and 23 and the crank pin 24.

Innerhalb der Halterung 30 ist eine Stange 31 mit Spiel gelagert. Sie wird auf drei Seiten von der Halterung 30 und auf der vierten Seite von den bei den Bolzen 33 geführt, die die Schenkel der Halterung durchsetzen und durch Vorstecksplinte 38 gesichert sind. Ein Vorsprung 27 und ein Bund 26 begrenzen die Längsbewegung der Stange 31 in der Halterung 30.Within the holder 30, a rod 31 is mounted with play. It is on three sides of the Bracket 30 and, on the fourth side, guided by the bolts 33 that form the legs of the bracket enforce and are secured by split pins 38. A projection 27 and a collar 26 limit the longitudinal movement of the rod 31 in the holder 30.

Am unteren Ende der Stange 31 sind zwei kleine Stemm werkzeuge 32 a, 32 δ V-förmig angeordnet und werden in einem Ring 25 und einem Steg 41 ausAt the lower end of the rod 31 are two small caulking tools 32 a, 32 δ V-shaped and arranged are made in a ring 25 and a web 41

809 730/255809 730/255

Claims (1)

3 43 4 Gummi oder einem ölbeständigen, elastischen Kunst- Moment in m kg stoff am Platz gehalten. a) bei einer Kurbelwelle aus Gußstahl ohneRubber or an oil-resistant, elastic synthetic moment in m kg of material held in place. a) for a cast steel crankshaft without Der Ring 25 wird um die Halterung 30 und die die übliche Behandlung 53,8The ring 25 is around the bracket 30 and the usual treatment 53.8 Stange 31 herum gespannt gehalten, zu welchem b) bei einer Kurbelwelle aus Gußstahl nachRod 31 held taut, to which b) after a crankshaft made of cast steel Zweck in der Halterung 30 auch die Auskehlungen 36 5 Kalthämmern 97,5Purpose in the holder 30 also the grooves 36 5 cold hammering 97.5 und 37 vorgesehen sind. Ein Stift 34, der die beiden c) bei einer Kurbelwelle aus Gußstahl mitand 37 are provided. A pin 34, the two c) with a crankshaft made of cast steel Arme 35 der Halterung 30 durchsetzt, dient zum Fest- Hinterschneidung 58,1Arms 35 of the holder 30 penetrated, is used for the fixed undercut 58.1 halten des Steges 41. d) bei einer Kurbelwelle aus Gußstahl mithold the web 41. d) with a crankshaft made of cast steel Diese elastische Befestigung hat lediglich den gehämmerter Hinterschneidung 116,7This elastic fastening only has the hammered undercut 116.7 Zweck, die beiden Stemm werkzeuge derart festzuhal- ioPurpose, the two caulking tools so firmly io ten, daß diese sich gegeneinander, frei verstellen und, Patentansprüche:
wie Fig. 2 zeigt, in die Anläufe 28 und 29 des Kurbelzapfens 21 der Kurbelwelle einschieben können. 1. Vorrichtung zum Kalthämmern der Anläufe
ten that these can be adjusted against each other, freely and, patent claims:
as FIG. 2 shows, can slide into the approaches 28 and 29 of the crank pin 21 of the crankshaft. 1. Device for cold hammering the approaches
Jedes Stemmwerkzeug besteht aus einem Hartstahl an den Kurbelzapfen von Kurbeiwellen für Brennvon der Art der Meißelstähle und hat einen keilähn- 15 kraftmaschinen zwecks Erzielung einer erhöhten liehen Querschnitt mit abgerundeten Kanten, wie Ermüdungsfestigkeit durch Steigern der örtlichen Fig. 3 veranschaulicht. Das eine Ende 42 hat einen Festigkeit, gekennzeichnet durch einen rittlings Krümmungshalbmesser, dessen Wert dem des zu be- auf den Kurbelzapfen aufschiebbaren Werkzeughandelnden Anlaufs sehr nahe kommt, und die beiden halter (30), in d<em unter der Schlagwirkung eines Flächen 39 und 40 haben eine Abrundung mit großem 20 Preßlufthammers od. dgl. eine Stange (31) be-Krümmungshalbmesser. Die Winkel, die die einzelnen weglich ist, deren dem Hammer abgekehrtes Ende Flächen miteinander bilden, sind derart bestimmt, daß auf die beiden Hammermeißel (32 a, 32 b) eindie Resultanten F1 und F2 der von den Stemmeißeln wirkt, die V-förmig in einer Halterung in Richübertragenen Kräfte senkrecht zur Krümmung des zu tang auf die beiden Anläufe des Kurbelzapfens bearbeitenden Anlaufs verlaufen. Das Ende 44 der 35 (21) geführt sind.Each caulking tool is made of a high carbon steel on the crank pins of crankshafts for cutting of the chisel steel type and has a wedge-cutting power tool for the purpose of obtaining an increased borrowed cross-section with rounded edges, as illustrated by the increase in fatigue strength of the local Fig. 3. One end 42 has a strength, characterized by a radius of curvature astride, the value of which comes very close to that of the tool-handling approach that can be pushed onto the crank pin, and the two holders (30), in d <em under the impact of a surface 39 and 40 have a rounding with a large 20 air hammer or the like. A rod (31) be-curvature radius. The angles which the individual can move, whose ends facing away from the hammer form surfaces with one another, are determined in such a way that the resultants F 1 and F 2 of the chisels act on the two hammer bits (32 a, 32 b), the V- shaped in a holder in Rich transmitted forces run perpendicular to the curvature of the tang to the two approaches of the crank pin machined approach. The end 44 of the 35 (21) are guided. Stange 31 dient zur Aufnahme der Schläge eines 2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gePreßlufthammers oder jeder anderen Vorrichtung, die kennzeichnet, daß die Halterung aus einem Ring dieselbe Wirkung hat. An ihrem entgegengesetzten (25) und einer Strebe (41) aus Gummi oder elasti-Ende hat die Stange 31 eine ebene Fläche 43, die die schem Kunststoff besteht.
Stemmwerkzeuge beaufschlagt. 30 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Rod 31 is used to receive the blows of a 2. Device according to spoke 1, characterized gePreßlufthammers or any other device which indicates that the holder from a ring has the same effect. At its opposite (25) and a strut (41) made of rubber or elastic end, the rod 31 has a flat surface 43, which consists of the Schem plastic.
Mortising tools acted upon. 30 3. Device according to one of the preceding
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jederThe operation of the device is as follows: Claims, characterized in that each Der Apparat wird rittlings auf den zu bearbeiten- Hammermeißel (32 a, 32 b) aus einem keilförmi-The apparatus is astride the hammer chisel to be machined (32 a, 32 b) from a wedge-shaped den Kurbelzapfen aufgeschoben, und die beispiels- gen Stahlstück mit abgerundeten Kanten besteht,the crank pin pushed on, and the example piece of steel with rounded edges is made, weise von einem Preßlufthammer ausgeübten Schläge bei dem das eine Ende (42) einen Krümmungs-wise blows exerted by a jackhammer in which one end (42) has a curvature treffen das Ende 44 der Stange 31. Diese überträgt die. 35 radius oder -haibmesser hat, der annähernd demhit the end 44 of the rod 31. This transmits the. 35 radius or shark knife that approximates the Schläge mit ihrem anderen Ende 43 auf die zylin- Krümmungshalbmesser des zu bearbeitenden An-Strikes with their other end 43 on the cylindrical curvature radius of the workpiece to be machined drische Rückseite 39 der Stemmeißel, die sich mit laufs entspricht, während das andere Ende zweidrical back 39 of the chisel, which corresponds to the barrel, while the other end two ihrer anderen zylindrischen Rückseite 40 aneinander Flächen (39, 40) mit großen Krümmungshalb-their other cylindrical back 40 against each other surfaces (39, 40) with large curvature semi- abstützen. Diese Stemmeißel ihrerseits übertragen die messern aufweist, wobei die beiden Werkzeugeprop up. These chisels in turn transfer the knives, with the two tools Schläge durch ihre Nasen 42 auf die Anläufe 28 und 40 (32 a, 32 V) mit einer der Flächen (40) aneinanderStrikes through their lugs 42 on the approaches 28 and 40 (32 a, 32 V) with one of the surfaces (40) against each other 29, deren Harthämmern gewünscht wird. abgestützt sind und die andere Fläche (39) an der29 whose hard hammering is desired. are supported and the other surface (39) on the Um eine gleichmäßige Hammerwirkung in den Schlagstange (31) anliegt.In order to achieve an even hammer effect in the striker rod (31). Richtungen der Resultanten P1 und F2 zu erzielen, ge- To achieve directions of the resultants P 1 and F 2, nügt es, die Kurbelwelle und das Werkzeug während In Betracht gezogene Druckschriften:
der Bearbeitung gleichmäßig gegeneinander zu 45 Deutsche Patentschriften Nr. 743 647, 287 853,
drehen. 151486;
it is sufficient to remove the crankshaft and the tool during the documents considered:
the processing evenly against each other to 45 German patent specifications No. 743 647, 287 853,
turn. 151486;
Die Vergleichsversuche mit auf Flachbiegungs ■ USA.-Patentschriften Nr. 1849 078, 1468 507;The comparative tests with flat bending ■ USA. Patents Nos. 1849 078, 1468 507; ermüdung geprüften Kraftwagenkurbelwellen haben »Werkstattstechnik und Maschinenbau« vomVehicle crankshafts that have been tested for fatigue have "Workshop Technology and Mechanical Engineering" from zu folgenden Ergebnissen geführt: August 1952, S. 340.led to the following results: August 1952, p. 340. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 730/256 1 59© 809 730/256 1 59
DER19360A 1956-02-15 1956-08-01 Device for cold hammering of crankshafts for internal combustion engines Pending DE1049197B (en)

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