EP0180855B1

EP0180855B1 - Verfahren zur Steigerung der Dauerfestigkeit von Bauteilen unterschiedlicher Formgebung

Info

Publication number: EP0180855B1
Application number: EP85113475A
Authority: EP
Inventors: Hans Dipl.-Ing. Bäuerle; Hansgeorg Ing. Peste (Grad.); Erwin Pohlner
Original assignee: Maschinenfabrik Alfing Kessler GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik Alfing Kessler GmbH
Priority date: 1984-10-23
Filing date: 1985-10-23
Publication date: 1989-03-08
Also published as: DE3438742C2; DE3438742A1; US4682489A; EP0180855A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung der Dauerfestigkeit von Großkurbelwellen und ähnlichen Werkstücken durch Kalthämmern von höchstbeanspruchten Teilbereichen mit einer mit einem maschinellen Vorschübantrieb ausgestatteten Schlageinrichtung, die durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium oder mit Federkraft betätigbar ist.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise durch die GB-PS Nr. 811 875 bekannt. Hier wird wie bei allen anderen Verfahren dieser Art die Vibrationsbewegung des Werkzeugs während der Drehung der Kurbelwelle um ihre Achse erzeugt. Dadurch kann aber die genaue Stärke des Schlages ebenso wenig genau bestimmt werden wie auch der ausreichend genau bestimmte Schlagabstand zur Vermeidung einer Nachbearbeitung und Erreichung der höchsten Dauerfestigkeit im gehämmerten Bereich.
Durch die DE-AS-1 049 197 ist weiter eine Vorrichtung zum Kalthämmern der Anläufe an den Kurbelzapfen von Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen zwecks Erzielung einer erhöhten Ermüdungsfestigkeit durch Steigerung der örtlichen Festigkeit bekannt, durch die die Kurbelwelle und das Werkstück während der Bearbeitung gleichmäßig gegeneinander gedreht werden. Hierdurch soll eine gleichmäßige Hämmerwirkung erzielt werden, wie es dort heißt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine genaue Abstimmung der Schlagkraft und des Schlagabstandes auf das Werkstück nicht möglich ist, wenn das Werkstück während des Schlages gedreht wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß eine über das bekannte Maß hinausgehende Steigerung der Dauerfestigkeit möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen.
Dadurch wird auch die Anwendung bei großen Bauteilen möglich. Ferner kann das Hämmern örtlich begrenzt erfolgen und zwar auf die am höchsten beanspruchten Bereiche wie Hohlkehlen, Bohrungsmündungen und Querschnittsübergänge.
Schließlich kann wegen der sehr viel größeren Gleichmäßigkeit die Nachbearbeitung der bearbeiteten Bereiche zur Beseitigung von Kerbwirkungseinflüssen entfallen.
Zur Durchführung des Verfahrens sind die Merkmale des Vorrichtungsanspruchs 2 zweckmäßig.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 Gesamtansicht der Vorrichtung
Fig. 2 Einzelheit "A"
Fig. 3 Schnitt I - I von Fig. 2

Wie Fig. 1 zeigt, besteht eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 aus einem Unterteil 2, einem Getriebekasten 3, einer Abstützung 4 und mehreren Schlageinrichtungen 9, welche auf das zwischen Spannscheiben 7 eingespannte Werkstück 1 einwirken. Die Abstützung 4 und Schlageinrichtungen 9 sind längsverschiebbar, um eine Anpassung an das jeweilige Werkstück 1 zu ermöglichen. Die Einzelheiten dieser Eigenschaft können als bekannt angesehen werden, und sind somit nicht weiter beschrieben. Der Getriebekasten 3 beinhaltet Einrichtungen, die ein regelbares schrittweises Weiterdrehen der Spannscheibe 7 mittels eines Drehantriebes 6 bewirken und nach Beendigung des Weiterdrehens mittels einer Steuereinrichtung 8 einen in seiner Stärke regelbaren Schlag der Schlageinrichtung 9 auslösen. Diese Einrichtungen sind in anderer Verwendung ebenfalls bekannt und teils im Handel erhältlich, so daß eine genauere Beschreibung entfallen kann. Die in den Fig. 2 und 3 gezeigte Schlageinrichtung 9 besteht aus einem Grundkörper 10, der entsprechend dem Radius des zu bearbeitenden Werkstücks mit einer prismatischen Anlage 11 versehen ist und in sich Führungen 12 aufweist, die zwei Döpper 13 in deren Abstützebene führen, und ihnen im Abstützwinkel um den Bolzen 15 Freiheit geben, die zur Anpassung an die maßlichen Verhältnisse des Bauteils 1 als erforderlich angesehen wird.
Der Bolzen 15 überträgt die Schlagenergie auf die Döpper 13 und befindet sich deshalb in einer etwas größeren Bohrung, um ein Eindringen der Döpper 13 in das zu bearbeitende Werkstück 1 zu ermöglichen. Ein Zwischenteil 16 stellt die Verbindung her zwischen dem Schlagkolben 17 und dem Bolzen 15, der die Schlagenergie weitergibt an die Döpper 13. Zur Steigerung der Wirksamkeit des Schlages ist auf der Gegenseite des Grundkörpers 10 ein Spannprisma 18 über Federn 19 mit einstellbaren Spannbolzen 20, 21 befestigt. Die Schlageinrichtung 9 ist zur Bestimmung ihrer Lage zum Werkstück 1 in einer Spanneinrichtung 22 justierbar gehalten. Durch Anordnung mehrerer Schlageinrichtungen ist es möglich, alle zentrisch laufenden Bereiche gleichzeitig zu bearbeiten. Wie die Praxis zeigte, ist es nicht erforderlich zum Weiterdrehen des Werkstückes 1 zur Erreichung des Schlagabstands die Klemmung der prismatischen Aufnahme der Teile 10 und 18 zu lösen. Eine einmalige Schmierung mit den handelsüblichen Fetten gestattet die erforderliche Beweglichkeit. Fig. 1 veranschaulicht eine Anwendung des im Anspruch 1 genannten Verfahrens, und zwar die Bearbeitung von zwei Bereichen gleichzeitig, was für diesen Anwendungsfall als besonders wirtschaftlich anzusehen ist. Vorstellbar und für den Fachmann mit ähnlichen Mitteln vollziehbar kann eine Bearbeitung mit nur einem Döpper 13 angesehen werden, wozu allerdings eine Schrägstellung der Schlageinrichtung 9 unter Anbringung einer Abstimmung als Ersatz für den zweiten Döpper 13 zum Auffangen der dabei nicht ausgeglichenen Gegenkräfte als erforderlich erscheint. In ähnlicher Weise sind ebenfalls Vorrichtungsabwandlungen denkbar, die eine Bearbeitung nach dem angegebenen Verfahren an gradlinigen und ebenen Bauteilen ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zur Steigerung der Dauerfestigkeit von Großkurbelwellen und ähnlichen Werkstücken durch Kalthämmern von höchstbeanspruchten Teilbereichen mit einer mit einem maschinellen Vorschubantrieb ausgestatteten Schlageinrichrichtung, die durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium oder mit Federkraft betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zeitpunkt des Schlages keine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück ausgeführt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer mit einem Drehantrieb (6) verbindbaren Einspanneinrichtung (7) für das in einer Abstützung (4) drehbar gelagerte Werkstück (1) und mit mindestens einer Schlageinrichtung (9), die durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium oder mit Federkraft betätigbar ist und an dem Werkstück (1) drehgelagert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (6) als Schrittantrieb ausgebildet ist und eine Steuereinrichtung (8) die Schlageinrichtung (9) nur bei Stillstand des Werkstückes (1) einschaltet.