DE2455285A1 - Haerteverfahren fuer kurbelwellen - Google Patents

Haerteverfahren fuer kurbelwellen

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DE2455285A1 DE19742455285 DE2455285A DE2455285A1 DE 2455285 A1 DE2455285 A1 DE 2455285A1 DE 19742455285 DE19742455285 DE 19742455285 DE 2455285 A DE2455285 A DE 2455285A DE 2455285 A1 DE2455285 A1 DE 2455285A1
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
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Description

MOTOREN- UND TURBINE-UNION 2455285
FRIEDRICHSHAFEN GMBH
Friedrichshafen
Harteverfahren für Kurbelwellen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Oberflächenhärten von Kurbelwellen und hat den Zweck, eine hohe Verschleißfestigkeit aller Lagerstellen der Kurbelwelle verbunden mit einer ausreichenden Dauerwechselfestigkeit an den Ausrundungszonen am Übergang der Lagerzapfen in die KurbeIwangen zu erzielen.
Die induktive Oberflächenhärtung der Lagerstellen von Kurbelwellen ist seit vielen Jahren bekannt und hat sich in Bezug auf die damit zu erzielende Verschleißfestigkeit der Lagerzapfen-Oberfläche bei Beibehaltung eines zähen Kernes gut bewährt.
Zur Erzielung einer ausreichenden Dauerwechselfestigkeit an den Ausrundungszonen am Übergang der Lagerzapfen in die Kurbelwangen ist es ebenfalls bekannt, diese Zonen in die induktive Oberflächenhärtung mit einzubeziehen. Dabei entsteht jedoch ein großer Verzug an der Kurbelwelle, der durch Richten wegen der eintretenden Sprö'digkeit der gehärteten Oberflächen nicht mehr korrigiert werden kann und eine hohe Materialzugabe vor der Wärmebehandlung mit anschließender entsprechender Materialabtragung notwendig macht.
Es ist weiterhin bekannt, die Dauerwechselfestigkeit in den Ausrundungszonen durch eine Nitrierhärtung zu erzielen (DT-PS 1 284 981).
19.11.1974 7481
gm-se 60982270500 .-/.
.,'.-.,■ ORIGlMAL INSPECTED
- ε - 2455286
Durch den geringen Härteverzug beim Nitrieren ist ein nachträgliches Richten der Kurbelwelle überflüssig.
Der die Dauerwechselfestigkeit ergebende Nitriervorgang erfordert jedoch einen großen Aufwand, weil die nicht zu härtenden Oberflächen der Kurbelwelle vor dem Nitrieren abgedeckt werden müssen, um die hohe Sprödigkeit, die bei jedem weiteren Transport der Kurbelwelle bei den anschließenden Bearbeitungsvorgängen und bei der Montage im Motor die Kurbelwelle gefährdet, zu vermeiden. Die Nitrierschicht ist außerdem sehr dünn und es besteht die Gefahr, daß sie beim Fertigschleifen der Kurbelwelle und insbesondere bei einer Nachbearbeitung im Reparaturfall mindestens an den Stirnseiten der Kurbelwangen entfernt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die notwendigen Härte- und Dauerwechselfestigkeitswerte an den genannten Stellen der Kurbelwelle ohne die den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile zu erzielen.
Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender, an sich bekannter, Verfahrensschritte gelöst:
a) induktive Härtung aller Lagerstellen und Ausrundungszonen der Kurbelwelle mit großer Härtetiefe,
b) Anlassen der gehärteten Stellen der Kurbelwelle auf einen Härtewert, der ein nachträgliches Richten der Kurbelwelle an den Ausrundungszonen gestattet, jedoch eine beträchtliche Erhöhung der Dauerwechselfestigkeit gegenüber den ungehärteten Abschnitten der Kurbelwelle bewirkt,
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sm"se 609822/0500
INSPECTED
-5 - 245528S
c) induktive Härtung der Lagerstellen ohne Beeinflussung der Ausrundungszonen mit einer geringeren Härtetiefe gegenüber Verfahrensschritt a),
d) Entspannen der gesamten Kurbelwelle so, daß an den ■ Lagerstellen eine hohe Härte-und Verschleißfestigkeit verbleibt und gleichzeitig innere Spannungen abgebaut werden.
Durch die Erfindung werden gegenüber den bekannten Verfahren folgende Vorteile erzielt:
Genaue Bestimmbarkeit der Dauerwechselfestigkeit in den Ausrundungszonen. Gegenüber dem Nitriervorgang in wesentlich kürzerer Zeit und damit wirtschaftlicher herstellbare, eine ausreichende Dicke aufweisende, Dauerwechselfestigkeitszone, die ein Richten der Kurbelwelle nach dem Härten erlaubt. Anwendbarkeit des Verfahrens für eine grosse Anzahl von legierten und unlegierten Stahlsorten.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser Zeichnung ist ein Teilabschnitt der Kurbelwelle bestehend aus einem Hubzapfen 11 und einem Lagerzapfen 12 dargestellt. Hub- und Lagerzapfen werden durch die Kurbelwangen 1.3 verbunden. An den Übergangsstellen zwischen Zapfen und Kurbelwangen befinden sich jeweils Ausrundungszonen 14, um die dort auftretenden hohen Dauerbiegewechselbeanspruchungen so weit wie möglich abzusenken.
Erfindungsgemäß wird bei der Härtung der Kurbelwelle als erster Verfahrensschritt eine induktive Härtung aller Lagerstellen und Ausrundungszonen mit großer Härtetiefe ent-
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gm-se ./.
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sprechend einer Zone 15 durchgeführt. Durch diese Härtetiefe ist die Gewähr gegeben, daß die Härteschicht beim Fertigbearbeiten und beim Nachbearbeiten im Reparaturfall nicht abgetragen wird. Nach dem Anlassen der gehärteten Stellen erfolgt die Härtung der Lagerstellen entsprechend einer Zone 16, wobei darauf zu achten ist, daß die Ausrundungszonen 14 nicht beeinflußt werden. Die Härtetiefe der Zone 16 ist dabei geringer als die Härtetiefe der Zone 15* jedoch immer noch so bemessen, daß bei Nachbearbeitung im Reparaturfall die hohe Härte und Verschleißfestigkeit der Lagerstelle erhalten bleibt. Durch die geringere Härtetiefe wird die Nichtbeeinflussung der Ausrundungsζonen 14 durch den zweiten Härtevorgang besser gewährleistet.
19.11-197^ 7481
gm-se ./.
609822/0500

Claims (1)

  1. -5- 24552B5
    Patentanspruch
    Verfahren zum induktiven Oberflächenhärten der Lagerstellen und Ausrundungszonen am Übergang der Lagerzapfen in die Kurbelwangen von Kurbelwellen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, an sich bekannter, Verfahrensschritte:
    a) Induktive Härtung aller Lagerstellen (11, 12) und Ausrundungszonen (14) der Kurbelwelle mit großer Härtetiefe,
    b) Anlassen der gehärteten Stellen der Kurbelwelle auf einen Härtewert, der ein nachträgliches Richten der Kurbelwelle an den Ausrundungszonen (14) gestattet, jedoch eine beträchtliche Erhöhung der Dauerwechselfestigkeit gegenüber den ungehärteten Abschnitten der Kurbelwelle bewirkt,
    C-): induktive Härtung der Lagerstellen (11, 12) ohne Beeinflussung der Ausrundungszonen (14) mit einer geringeren Härtetiefe gegenüber Verfahrensschritt a),
    d) Entspannen der gesamten Kurbelwelle so, daß an den Lagerstellen (11, 12) eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit verbleibt und gleichzeitig innere Spannungen abgebaut werden.
    19.11.1974 7 4 8
    609822/05D0
    Le e rs e ι te
DE19742455285 1974-11-22 1974-11-22 Haerteverfahren fuer kurbelwellen Ceased DE2455285B2 (de)

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IT52051/75A IT1052143B (it) 1974-11-22 1975-11-03 Procedimento d indurimento per alberi a manovella
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FR7535435A FR2292046A1 (fr) 1974-11-22 1975-11-20 Procede pour le traitement de vilebrequins
JP50138777A JPS5174918A (de) 1974-11-22 1975-11-20
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