DE3939935C2

DE3939935C2 -

Info

Publication number: DE3939935C2
Application number: DE19893939935
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg De Deschler; Hans Dipl.-Ing. Gebhardt (Fh), 8506 Langenzenn, De
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1993-03-18
Also published as: DE3939935A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a Crankshaft according to the preamble of claim 1.

Aus DE-OS 22 05 945 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle bekannt, bei der zunächst die Lagerzapfen auf Übermaß vorbereitet und anschließend die Übergänge von den Lagerzapfen zu den Kurbelwangen auf Endmaß fertig bearbeitet werden. In einem weiteren Arbeitsgang werden zunächst die Übergänge gehärtet. Die noch weichen Lagerzapfen werden in einem abschließenden Arbeitsgang auf Endmaß nachgearbeitet. Durch diese Nacharbeit sollen alle Schlagfehler der Kurbelwelle beseitigt werden. Ein derartiges Herstellungsverfahren umfaßt zahlreiche, nicht kohärente Arbeitsgänge und ist daher zeit- und kostenintensiv und nicht geeignet für die Massenfertigung von Kurbelwellen. Da nur die Übergänge und nicht die Laufflächen der Kurbelzapfen gehärtet werden, leidet zudem die Güte der Oberflächenbearbeitung durch Schleifen, da die Güte der Oberfläche letztlich eine Funktion der Härte ist und die Oberflächengüte wiederum einen wesentlichen Faktor für die Güte der Lagerung bildet.DE-OS 22 05 945 describes a method for producing a crankshaft known, in which the bearing journal is oversized prepared and then the transitions from the trunnion for the crank webs are finished to their final dimensions. In one The next step is to harden the transitions. The bearing journals are still soft in a final operation Reworked to the final dimension. Through this rework all impact errors of the crankshaft are eliminated. Such a thing Manufacturing processes involve numerous, non-coherent operations and is therefore time and cost intensive and not suitable for mass production of crankshafts. Since only the transitions and the tread of the crank pin does not harden, suffers also the quality of the surface treatment by grinding, since the Surface finish is ultimately a function of hardness and that Surface quality in turn is an essential factor for the quality of storage forms.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Kurbelwelle nach DD-PS 1 42 858 zeigt die gleichzeitige Bearbeitung von Lauffläche und seitlichen Anlaufflächen eines Kurbelzapfens mittels eines spanabhebenden Werkzeuges. Die Lauffläche des Kurbelzapfens erhält eine Schleifzugabe, so daß nach beendeter spanabhebender Bearbeitung die Laufläche durch Schleifen auf Endmaß gebracht werden kann. Ein Herstellungsverfahren genannter Art zeigt weder Eindrehungen am Übergang vom Kurbelzapfen zu den Anlaufflächen, noch wird dieser Übergangsbereich einer Härtung unterzogen. Die fehlenden Eindrehungen erschweren das Schleifen der Lauffläche auf Endmaß enorm, da die Schleifscheibe der Form der Übergangsradien von Laufflächen zu den Anlaufflächen angepaßt sein muß und die Schleifscheibe ständig nachzurichten ist. Die fehlende Härtung des kritischen Übergangsbereiches erfordert eine Überdimensionierung der Kurbelzapfen, um den Einfluß der Kerbwirkung zu kompensieren.A method for producing a crankshaft according to DD-PS 1 42 858 shows the simultaneous processing of tread and side Thrust surfaces of a crank pin by means of a cutting Tool. The tread of the crank pin receives a grinding allowance, so that the tread after machining can be brought to the final dimension by grinding. A manufacturing process does not show any indentations at the transition from the crank pin to the contact surfaces, this transition area is still subjected to hardening. The missing twists make it extremely difficult to grind the tread to the final dimension, because the Grinding wheel in the form of the transition radii from the treads to the Contact surfaces must be adapted and the grinding wheel constantly is to be notified. The lack of hardening of the critical transition area requires oversizing the crank pin to to compensate for the influence of the notch effect.

Aus DE 29 13 865 A1 ist eine Kurbelwelle bekannt, bei der der Übergangsbereich vom Kurbelzapfen zu den Anlaufflächen und Teile der Lauffläche gehärtet sind. Der Bereich in der Mitte des Kurbelzapfens wird durch Anlassen in seiner Härte vermindert, um ein Nachrichten der Kurbelwelle am Ende der Bearbeitung zu ermöglichen. Da die Übergangsbereiche vom Kurbelzapfen zu den seitlichen Anlaufflächen keine Eindrehungen aufweisen, kann das Schleifen der Lauffläche auf Endmaß nur durch einen Formschleifer erfolgen, der in kurzen Abständen nachgerichtet werden muß, was einer kostengünstigeren Serienfertigung sehr abträglich ist. Die Weichzone in der Mitte des Kurbelzapfens verschlechtert die Oberflächengüte der Lauffläche, da die Oberflächengüte von der Härte mitbestimmt ist. Außerdem verringert sich die Tragfähigkeit des Kurbelzapfens, wenn die Zone höchsten Biegemomentes in der Randzone eine geringe Festigkeit aufweist.From DE 29 13 865 A1 a crankshaft is known in which the Transition area from the crank pin to the contact surfaces and parts the tread are hardened. The area in the middle of the crank pin is reduced in hardness by tempering to a Enable crankshaft messages at the end of machining. Since the transition areas from the crank pin to the side Contact surfaces have no indentations, that can Grinding of the tread to the final dimension only with a form grinder take place, which must be refocused at short intervals, what cost-effective series production is very detrimental. The Soft zone in the middle of the crank pin deteriorates the surface quality the tread, since the surface quality depends on the hardness is involved. In addition, the load capacity of the Crank pin when the zone of maximum bending moment in the peripheral zone has a low strength.

Ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sowohl die Anzahl der erforderlichen Fertigungsschritte, als auch den Materialverbrauch des Werkstücks zu minimieren. Starting from a method according to the generic term, the Invention based on the object, both the number of required To minimize manufacturing steps, as well as the material consumption of the workpiece.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriffsmerkmalen.This task is solved by the characteristic features of claim 1 in conjunction with its preamble features.

Durch die auf Fertigmaß gebrachten Eindrehungen bei gleich zeitiger Bearbeitung der Anlaufflächen wird eine nachträg liche Bearbeitung der Anlaufflächen durch Schleifen über flüssig, was durch Einsparung eines Arbeitsganges zu einer Reduzierung der Fertigungskosten führt. Dadurch, daß die Lauf flächen des Kurbelzapfens und der Bereich der Eindrehungen induktiv oberflächengehärtet werden ergibt sich trotz der Eindrehung kein Verlust an Dauerfestigkeit, da die Spannung an der Eindrehung durch die Kerbwirkung zwar um den Faktor der Formzahl erhöht wird, von der Erhöhung der zulässigen Spannung als Folge der Härtung jedoch überkompensiert wird.Thanks to the screwed-in dimensions at the same time early processing of the contact areas will be a retrospective processing of the contact surfaces by grinding over liquid, which can be achieved by saving one operation Reduction of manufacturing costs leads. Because the barrel surfaces of the crank pin and the area of the turns are inductively surface hardened despite the Screwing in no loss of fatigue strength because of the tension at the indentation by the notch effect by a factor the number of forms is increased by the increase in the permissible However, tension as a result of the hardening is overcompensated.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das spanabhebende Werkzeug ein Formfräser oder Formdrehstahl ist.Another feature of the invention is characterized by this from that the cutting tool is a form cutter or Forming tool is.

Mit derartigen Werkzeugen wird die Eindrehung des Radius und zugleich die Bearbeitung der Anlaufflächen in axialer Richtung vorgenommen.With such tools, the turning of the radius and at the same time machining the contact surfaces in the axial Direction.

Eine Kröpfung einer Kurbelwelle hergestellt nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren ist in einer Zeichnung dargestellt.A crankshaft crank made according to the inventions The method according to the invention is shown in a drawing.

Die Kröpfung wird gebildet aus den beiden Kurbelwangen 1, einem Kurbelzapfen 2 und seitlichen Anlaufflächen 3. Bei der Herstellung der Kurbelwelle wird der Kurbelzapfen 2 des Rohlings mit einem spanabhebenden Werkzeug 6 bearbeitet. Dieses Werkzeug kann ein Formdrehstahl oder ein Formfräser sein. Erfindungsgemäß muß das Werkzeug definierte Schneiden aufweisen, welche in einem Arbeitsgang die Eindrehungen 4 und eine Lauffläche 5 herstellen und die seitlichen Anlaufflächen 3 bearbeiten. Während die Eindrehungen 4 und die Anlaufflächen 3 mit dem Werkzeug 6 auf Fertigmaß bearbeitet werden, läßt man auf dem Kurbelzapfen 2 eine Schleifzugabe für die Lauffläche 5. Nach der Bearbeitung mit dem spanabhebenden Werkzeug 6 - bei spielsweise ein Formfräser oder Formdrehstahl - erfolgt eine Oberflächenhärtung der Lauffläche 5 und der Eindrehungen 4. Anschließend wird nur noch die Lauffläche 5 geschliffen.The crank is formed from the two crank webs 1 , a crank pin 2 and lateral contact surfaces 3 . In the manufacture of the crankshaft, the crank pin 2 of the blank is machined with a cutting tool 6 . This tool can be a form turning tool or a form cutter. According to the invention, the tool must have defined cutting edges, which produce the indentations 4 and a running surface 5 and machine the lateral thrust surfaces 3 in one operation. While the indentations 4 and the contact surfaces 3 are machined to the finished dimension with the tool 6 , a grinding allowance for the contact surface 5 is left on the crank pin 2 . After machining with the cutting tool 6 - for example a form cutter or form turning tool - the surface of the tread 5 and the indentations 4 is hardened. Then only the tread 5 is ground.

Durch die Oberflächenhärtung wird die durch die Eindrehungen 4 hervorgerufene Spannungserhöhung durch erhöhte Festigkeit über kompensiert.Due to the surface hardening, the increase in tension caused by the indentations 4 is compensated for by increased strength.

Durch die Eindrehungen wird die Bearbeitung des Übergangsradius von der Lauffläche 5 zur Anlauffläche 3 überflüssig, so daß besonders bei Reparaturen den Werkstätten die Nacharbeit der Laufflächen 5 wesentlich erleichtert wird. Die Anlaufflächen 3 werden nur noch durch den Formfräser oder den Formdrehstahl bearbeitet, ein Schleifen hat sich als nicht notwendig erwiesen.Due to the screwing in, the machining of the transition radius from the tread 5 to the thrust surface 3 is superfluous, so that the repair of the treads 5 is made considerably easier, particularly in the case of repairs. The contact surfaces 3 are only machined by the form cutter or the turning tool, grinding has not proven to be necessary.

Da die Eindrehungen 4 kleiner sind als die üblicherweise ver wendeten Übergangsradien ist die tragende Lauffläche 5 breiter, was sich durch geringere Flächenbelastung der Lauffläche und damit durch geringeren Verschleiß bemerkbar macht.Since the indentations 4 are smaller than the usually used transition radii, the load-bearing tread 5 is wider, which is noticeable by lower surface loading of the tread and thus by less wear.

Claims

1. A method for producing a crankshaft, in which the crankpins are subjected to machining with grinding allowance on the tread after the forging and subsequent tempering of the crankshaft, and in which radial recesses are made to the finished dimensions at the transitions from the crankpin to the lateral thrust surfaces are then hardened, characterized in that the running surfaces ( 5 ), the crank pins ( 2 ), the radial, very small-sized indentations ( 4 ) and the adjoining contact surfaces ( 3 ) of the crank webs ( 1 ) in a common operation by means of a cutting tool ( 6 ) are machined with defined cutting edges, so that in this machining process the recesses ( 4 ) and the contact surfaces ( 3 ) are brought to the finished dimension, that the contact surfaces ( 5 ), the recesses ( 4 ) and the contact surfaces ( 3 ) are surface hardened and that finally the tread n ( 5 ) can be brought to their final dimensions by grinding.

2. The method according to claim 1, characterized in that machining by a form cutter or a turning tool is made.