JPH0310022A - ピストン機関に用いられるクランク軸の耐久性を高める方法 - Google Patents

ピストン機関に用いられるクランク軸の耐久性を高める方法

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JPH0310022A
JPH0310022A JP2125618A JP12561890A JPH0310022A JP H0310022 A JPH0310022 A JP H0310022A JP 2125618 A JP2125618 A JP 2125618A JP 12561890 A JP12561890 A JP 12561890A JP H0310022 A JPH0310022 A JP H0310022A
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roughness
crank
radius
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JP2125618A
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Gerhard Deschler
ゲルハルト・デシユラー
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • 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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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ピストン機関、特に内燃機関に用いられるク
ランク軸のクランクビンがら隣接のクランクアームへの
移行半径に特別な処理を施して、前記クランク軸の耐久
性を高める方法に関する。
［従来の技術１ 内燃機関における出力上昇は過給によって得られるが、
このことはピストン駆動機構全体の機械力を高める結果
となる。他面、構成シリーズにおいてコスト節約のため
に構成部分の新たな構造および新たな見積りをできるだ
け回避することが望まれている。
この目的のために、構成部分の耐久性を表面熱調質によ
って高めることが試みられている。
材料力学の公知の法則によれば、表面の精密研削および
研摩、ひいては粗さ、つまり微小切欠きの低減によって
構成部分の耐久性を高めることができる。しかしながら
、表面の精密研削および研摩は比較的費用がかかる。
［発明が解決しようとする課題１ したがって、本発明の課題は、ジオメトリを変えず、か
つ不経済な表面加工を施すことなくクランクピンからク
ランクアームへの移行部の範囲でクランク軸の耐久性を
高めることである。
［課題を解決するための手段１ この課題を解決するために、本発明の方法では、前記移
行半径の範囲に２〜３顛の焼入れ深さで焼入れ処理を施
し、この場合、支承個所と移行半径との間の切削縁を起
点として接触つばの端部までの表面を６．３　μｍより
も大きい粗さ「ＲＺ」で加工するようにした。
［発明の効果］ 本発明によれば、より大きな粗さに基づく耐久性の低減
は移行半径の焼入れによって過剰補償される。すなわち
、耐久性はクランクピンからクランクアームへの移行範
囲において局部的な焼入れにより、比較的粗い表面加工
に基づく比較的大きな粗さによって低減した分よりもさ
らに多く増大する訳である。焼入れは、６．３μｍより
も下の粗さにまで表面を精密研削しかつ研摩することよ
りもコスト面で著しく有利な処理である。
本発明による方法により、規定の構成シリーズにおいて
たとえば過給によって出力を高めることが可能となり、
しかも常に高い構造コストおよび加工機械の組換えを伴
なうようなりランク軸ジオメトリの変更を甘受する必要
はない。
他面において、ピストン駆動機構の負荷上昇によってク
ランク軸に起こる応力上昇を、表面品質を適当な程度を
越えて改善して微小切欠き作用の影響を低減させること
によって受は止めることは不要となる。本発明による方
法は、法外な製作技術コストをかけることなくクランク
軸のジオメトリを維持するための確実な手段である。
本発明による方法の有利な実施態様では、粗さが６．３
　　ｔｔｍ≦「ＲＺ」≦２５．ｕｎの範囲内を変動する
。
このような表面品質は採算の合うコストで製造すること
ができるので、焼入れにかかる超過コスト・プラス・低
減された表面品質にかかるコストは、６．３　　ｐｍよ
りも下の粗さで表面を加工するためにかかるコストより
も著しく低いことが明らかになる。
本発明による方法の別の有利な実施態様は、粗さ「ＲＺ
」が移行半径の範囲と接触つばの範囲とで等しい大きさ
であることに認められ得るこのような手段によって加工
は簡単になる。
その理由は、移行半径と接触つばとを１つの作業工程で
加工することができるからである。
【実施例］ 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
第１図には、クランクピンｌと、隣接したクランクアー
ム２ど、接触つば３とを備えたクランク軸の１区分が示
されている。クランクピンから隣接のクランクアームへ
の移行は移行半径４を用いて行なわれる。この移行半径
は、１つの直径から別の直径へのいかなる移行において
もそうであるように、応力集中によって特徴づけられて
いる。たとえば過給による機関の出力上昇時にクランク
軸の耐久性がこの領域で迅速に超過されるが、しかしコ
ストの理由から新たな寸法設定をできる限り回避したい
ので、補助手段を考えなければならない。このために、
公知技術では、移行半径の表面品質が精密研削および研
摩によって６．３　μｍよりも小さい粗さに、まで改善
され、これにより微小切欠き作用が低減するので、耐久
性は高まる。しかしながらこのことは経験によれば高価
な手段である。
このような手段の代わりに、本発明による方法では、移
行半径における表面品質を６．３〜２５ｐｍの粗さ「Ｒ
Ｚ」にまで低減させ、これに対するバランスにおいて移
行半径４の範囲に焼入れを施す。
焼入れ藝さは、約２〜３頗であると望ましい。表面範囲
における加熱は通常、誘導的に行なうことができ、急冷
のために水で冷却される。
移行半径４は第２図に拡大されて示されている。移行半
径４はクランクピンｌの支承個所１ａと接触つば３への
移行部との間の切削縁６を起点とする。クランクピン１
からクランクアームの接触つば３への前記移行半径は２
〜３顔の深さにまで誘導的に焼入れされている。粗さは
６．３　μｍ〜２５μｍであり、したがって手間のかか
り過ぎるあらゆる表面処理をも不要とする。たんに支承
個所ｌａだけが、支承機能を保証するために、さらに６
．３　μｍよりも小さな粗さで加工される。前記加工に
とって特に有利なのは、移行半径４と接触つば３とに対
して等しい粗さを設定することができるので、画部分の
加工を１つの作業工程で行なうことができることである
。２〜３ｎの深さを有する焼入れ領域５は斜線で示され
ている。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第１図はク
ランク軸の１区分を示す図、第２図はクランクピンから
クランクアームへの移行範囲を拡大して示す図である。 ｌ・・・クランクピン、２・・・クランクアーム、３・
・・接触つば、４・・・移行半径、５・・・焼入れ領域
、６・・・切削縁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ピストン機関に用いられるクランク軸のクランクピ
    ストンから隣接のクランクアームへの移行半径に特別な
    処理を施して、前記クランク軸の耐久性を高める方法に
    おいて、前記移行半径の範囲に２〜３ｍｍの焼入れ深さ
    で焼入れ処理を施し、この場合、支承個所（ｌａ）と前
    記移行半径（４）との間の切削縁（６）を起点として接
    触つば（３）の端部までの表面を６．３μｍよりも大き
    な粗さ「ＲＺ」で加工することを特徴とする、ピストン
    機関に用いられるクランク軸の耐久性を高める方法。 ２、粗さ「ＲＺ」が６．３μｍ≦「ＲＺ」≦２５μｍの
    範囲内を変動する、請求項１記載の方法。 ３、粗さ「ＲＺ」が移行半径の範囲と接触つばの範囲と
    で等しい大きさである、請求項１または２記載の方法。
JP2125618A 1989-05-19 1990-05-17 ピストン機関に用いられるクランク軸の耐久性を高める方法 Pending JPH0310022A (ja)

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