KR20000064343A - 특히내연기관용커넥팅로드와같은구성부품의파단박리를위한크랙부분의형성을위한방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 내연기관용 커넥팅로드와 같은 구성부품의 파단박리를 위한 크랙부분을 형성하기 위한 방법에 관련된다. 상기 방법이 이루어지는 동안 목표로한 파단작용을 촉발하기 위한 파단박리면내에서 웨브를 가지고 구성부품표면으로 연장구성되는 요홈에 의해 파단박리의 한쪽측면을 따라 크랙발생부분이 형성된다. 정해진 대로 프랙부분들을 형성하기 위해 연성금속의 구성부품내에는 적어도 웨브들이 취성을 가지게 하거나, 파단을 촉발하기 위해 우선 크랙개시를 위해 적어도 단면에 완전히 경화된다.

Description

특히 내연기관용 커넥팅로드와 같은 구성부품의 파단박리를 위한 크랙부분의 형성을 위한 방법
분리된 구성부품의 파단면내에 응력 발생 요홈(stress riser groove)들의 형성방법이 미국특허 제 5 208 979 호에 공지되어 있다. 필수적으로 기저부들에서 칼모양을 형성하는 응력 발생 요홈들을 형성하기 위해 V자형 단면을 가진 요홈들이 구성부품내부에 또는 구성부품상의 적절한 위치들에서 레이저(laser)에 의해 구성부품의 표면내에 형성된다. 요홈의 깊이는 요홈의 폭보다 크다. 공지된 것처럼, 응력 발생 요홈의 바닥면에서 파단과정의 개시때 초기에 형성되는 헤어라인 크랙(hairline crack)들은 파단면의 품질에 매우 중요하며, 상기 크랙은 동력 발생 요홈들의 길이에 대해 구성부품의 이질한(inhomogeneous)구조에 의해 예측할 수 없다.
형성된 공작물 특히 개구(베어링을 위한 개구)를 가지고 직경방향으로 마주보는 플랜지영역들을 가진 커넥팅로드(connecting rod)의 경우에, 독일특허 제 DE-U 295 19 126 호에 따라 상기 문제점이 해결된다.
본 발명은 구성부품 특히 내연기관용 커텍팅로드 파단박리(fracture separation)을 위한 플랜지영역을 형성하기 위한 방법에 관련된다. 플랜지영역은 서로에 대해 분리되어 있고 파단박리면(fracture separation plane)의 하나의 측면을 따라 적어도 구성부품의 표면내에서 부분적으로 배열되는 리브(rib)들 및 오목부(depression)들을 가지는 의도적인 개시 파단(fracture)을 위해 제조된다.
도 1 은 왕복피스톤기관을 위한 커넥팅로드(connecting rod)(이하 "베어링단부")의 베어링단부면 내에 위치한 프랜지영역의 사시도.
도 2 는 도 1 의 플랜지영역에 대한 부분확대도.
도 3 은 도 2 의 플랜지영역에 대한 확대단면도.
도 4 는 커넥팅로드내에 있는 플랜지영역이 종방향으로 확대되고, 고정된 레이저장치를 가진 커넥팅로드의 가공장치.
* 부호설명
1 ... 커넥팅로드 2 ... 크랭크샤프트
3 ... 베어링 단부 5 ... 베어링 캡
6 ... 파괴면 7 ... 베어링개구
8 ... 플랜지영역 10 ... 리브(rib)
11 ... 오목부 12 ... 변형부
13 ... 크랙(crack) 14 ... 레이저유니트
19 ... 장착부 21 ... 제트구멍
연속적이고 직선을 이루며 미국특허 제 5 208 979 호를 따라 레이저(laser)에 의해 형성되는 각각의 V형 요홈 대신에 서로에 대해 선형으로 인접하게 놓여진 복수개의 오목부들이 요홈부로서 작용한다. 요홈의 개구를 위해 손가락모양 또는 원통형 막힌구멍(blind hole)내부로 채용되는 레이저가 지금까지 상기 과정에 의해 부하용량이 감소되었고, 요홈단부의 인접영역내로 가열에 의한 변형(마르텐사이트(Martensite))이 예외적으로 작다. 상기 플랜지영역들이 파단작용을 따라 기계가공될 수 있도록 모든 경우에 있어서, 요홈단부들 사이에 유지되는 리브(rib)들 내에서 연속변형이 일어나는 것을 방지하는 것이 상기 목적이다.
추가로, 제어된 파단(fracture)작용이 이루어 지도록 레이저에 의해 서로에 대해 인접하고 본래 경화상태인 공작물내에서, 일련의 막힌구멍을 형성하는 작업은 "기계공학(Mechanical Engineering)"이라는 미국잡지(1990년 4월호)의 41페이지 좌측 칼럼에 개재된 "Detroit looks to laser"라는 내용에 설명되어 있다.
연성금속(ductile metal)로 제조된 구성부품내에서 크랙(crack)의 예측된 형성을 위한 파단면내에서 의도된 플랜지영역을 형성하고, 개시된 크랙이 얻어지며 각각의 플랜지영역의 길이에 걸쳐서 분포되도록 파단에 의해 분리가능하게 하는 것이 본 발명의 목적이다.
구성부품 특히 내연기관용 커넥팅로드의 파단 박리를 위한 플랜지면 형성방법에 의해 본 발명의 상기 목적이 달성된다. 서로에 대해 분리상태를 이루고 파단박리면의 한쪽측면을 따라 적어도 구성부품의 표면내에 배열된 리브(rib)들과 오목부(depression)들을 가지며 의도된 개시작용이 이루어지는 파단작용을 위해 플랜지 영역이 형성된다. 연성금속으로 제조된 커넥팅로드와 같은 상기 구성부품내에 적어도 구성부품의 표면에 인접한 자유단부면내에 위치한 리브(rib)들은 파단을 촉발하기 위해 초기 개시 크랙(initial starting crack)을 형성하기 위해 관통되게 부서지게 된다. 상기 작용은 리브들의 단면적에 걸쳐 변형(transformation)에 의해 이루어진다. 연성금속의 구성부품의 경우에, 적어도 구성부품의 표면에 인접한 자유단부 세그먼트(free end segment)내에 위치한 리브들이 리브들의 단면적에 걸쳐 재료변형(material transformation)에 의해 관통적으로 부서지게 되어 파단촉발을 위해 초기 크랙현상을 형성한다.
종래 기술을 따르는 연속구조의 요홈분할선(groove parting line) 및 줄을 이루어 배열된 연성재료의 요홈단면과 대조적으로, 연속 요홈 분할선 또는 복수개의 요홈부들과 대조적으로 본 발명에 따라 형성되는 플랜지영역과 함께, 단선 세그먼트(short line segment)를 형성하고 횡방향으로 다수의 리브(rib)들이 유리한 방법으로 부서지게 된다. 상기 조건에 의해 부서진 파단 저항 리브(rib)들내에서 작은 단면에 걸쳐 할당된 파단강도(fracturing severance strength)가 크랙작용(cracking)개시를 촉발하도록 플랜지영역에 걸쳐 형성된다. 각각의 부서지는 공정과 조화를 이루는 리브단면을 선택하여, 본 발명을 따르는 전체 플랜지영역에 대하여 크랙개시가 동시에 유리하게 촉발된다. 따라서 각각의 점(point)마다 크랙개시를 피하게 된다. 다른 구성부품들 중에서 소결 단조 부품(sinter forged parts)내에서 본질적으로 개시되는 크랙(crack)들은 독일특허 제 DE-C 38 06 236 호에 공지되어 있다. 본 발명을 따르는 방법에 따르면 리브(rib)들 사이에 위치한 각각의 기저부내의 그리고 적어도 파단면 영역내에 위치하는 오목부들이 추가로 부서지는 장점이 있다.
리브들의 가장 약한 각각의 단면내에서 크랙들이 리브를 통해 진행함에 따라 계속되는 파단을 형성하기 위해 오목부들사이에 위치한 각각의 기저브에 도착할 때 자체 길이 연장이 이루어지는 개시크랙들은 서로 만나게 된다.
비용이 많이 드는 방법이 필요없이, 약 0.55%탄소함량 내지 약 0.85%탄소함량의 탄소조성을 가진 강(steel)재료의 구성부품의 경우, 본 발명을 따르는 파단점(fracture point)들이 형성될 수 있는데, 리브 및/또는 오목부들의 취성이 변형에 의존하는 온도에 의해 이루어질 수 있기 때문이다. 특히 변형(transformation)을 일으키는 담금질(quenching)에 의한 경화작용(hardening)이 유리하다.
오목부들이 본 발명을 따르는 공정이 이루어지는 동안 형성되고, 즉 방사에너지(radiant energy)에 의해 구성부품의 재료를 용융하는 공지된 방법에 의해 형성된다는 점에서 상기 방법이 유리하다. 방사에너지는 레이저에 의해 가해지고, 용융된 재료는 공기 또는 산소 제트(jet)에 의해 방출되거나 연소된다. 그 결과 적어도 구성부품의 표면에 인접하는 리브의 자유단부 세그먼트(free end segment)내에서 그리고 서로 예각을 이루며 중첩되고 취성을 가진 변형된 영역내에서 초기 개시 크랙(initial starting crack)이 형성된다. 플랜지영역의 면적내에서 연속적으로 이루어지는 최종작업을 피하기 위해, 인접한 오목부들 사이의 리브들이 구성부품의 표면에 대해 더 깊게 배치되거나 깊게 구성되고, 추가로 공기 또는 산소제트가 상기 목적을 실현한다.
본 발명을 따르는 공정에 의해 생산되고 중첩을 이루며 취성을 가지는 영역들이 특히 유리하고 간단하게 형성된다. 가우쓰 분포곡선(Gaussian distribution Curve)를 따라 펄스를 가진 레이저빔의 단면적에 걸쳐 분리되는 빔에너지(beam energy)를 가진 레이저 장치(laser apparatus)에 의해 원추형으로 오목부가 형성된다.
오목부의 형성을 위해 레이저의 상기 유리하게 적용하여, 반 담금질(self-quenching)에 의해 형성된 오목부들의 모든면위에 형성된 통상의 유리 경질 코팅(glass hard coating)이 최소단면내의 리브(rib)들을 통과한다. 그러므로 판단에 민감하고 플랜지영역의 바로 기저부까지 도달하는 형성과정이 이루어진다. 경화공정(hardening process)에 의존하는 상기 형성과정은 개시크랙(starting crack)으로서 즉시 경화하는 크랙을 나타낸다.
구성부품 표면상에서 서로에 인접한 배열의 방향으로 각각의 선택적인 단면내에서 펄스발생 레이저에 의해 유리하게 형성된 오목부들은 약 0.4㎜ 내지 약 0.9㎜사이의 깊이 및 0.4㎜의 폭을 나타낸다. 상대적으로 좁은 상기 플랜지 영역들의 장점은 베어링개구의 최종작업에 의존하여 베어링 부싱(bearing bushing)들 또는 롤러 베어링(roller bearing)들을 구성부품에 추가로 설치한 상태로 상기 플랜지 영역들이 유지된다는 것이다. 본 발명을 따르는 공정의 또다른 특징 즉, 인접하여 원추모양으로 형성된 오목부들의 상측 절단부들로 부터 형성되고 취성을 가진 리브 팁(rib tip)들이 구성부품의 표면에 대해 깊게 구성된 각각의 구간내에서 불변상태를 유지하는 것이 허용된다는 것이 증명된다.
본 발명에 따르는 공정을 수행하기 위해 추가의 실시예들에서 유리하게 단순구조를 가지는 장치가 제공되고, 여기서 서로 관통구조를 이루고 교차하며 동시에 직경방향으로 마주보는 플랜지영역들 내에 구성되고 레이저 빔들을 가지는 구성부품의 개구(베어링 개구)내에 레이저장치들이 구성되고, 레이저 광학 시스템(laser optical system)을 보호하기 위해 고정된 레이저장비에 대해 처리위치에 있는 구성부품은 인접하지만 이격되게 배열된 오목부들을 연속적으로 형성하기 위해 전진이동한다.
본 발명을 따르는 프레임구조물(frame work)내에 공지된 형태의 리브(rib)들 및 오목부(depression)들이 존재하고, 이들은 미국특허 제 3 818 577 호에 공개된 것 처럼 판단 감도(fracturing sensitivity)를 증가시키도록 전자빔(elecron beam)에 의해 담금질된다.
수소취성처리(hydrogen embrittlement)를 설명하는 미국특허 4 970 783 호의 공지된 기술처럼 각각의 구성부품의 금속내에 가스유입을 방해하는 것에 의해 주조 리브(cast rib) 및/또는 오목부들에 의해 및/또는 열처리(thermal process), 가공작업에 의해 취성(embrittlement)이 제공된다.
베어링 개구내에 직경방향으로 마주보는 플랜지 영역들을 가진 구성부품의 실시예에 있어서, 우선 본 발명을 따르는 공정에 의해 우선, 형성된 커넥팅로드 또는 기계 베어링부품의 각각의 베어링개구부를 최종가공하기에 앞서 플랜지영역들이 설치되고, 다음에 캡 스크류(cap screw)들 사이에 위치한 각각의 베어링캡이 가요성을 가지게 제조되며, 예비가공된 베어링 개구에 대해 직경방향으로 0.05㎜ 내지 0.15㎜의 더 작은 직경을 가진 브로우치(broach)를 선택하여 리브(rib) 및/또는 오목부들 내에서 크랙개시를 발생시키는 탄성변형이 발생되는 선호적인 이용방법이 제공된다. 상기 방법의 장점을 보면, 고품질의 파단면이 중요하게 여겨지는 크랙개시의 촉발을 위한 취성 리브(embrittled rib)내에서 높은 인장응력이 파단하중작용 개시때 제공된다.
본 발명의 다른 목적들 및 장점 및 신규특징이 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 다음 상세한 설명으로 명백해진다.
(도면에 도시되지 않은)왕복피스톤기관을 위한 커넥팅로드(connecting rod)(1)가 도 1 에서 부분단면도로 도시된다. 커넥팅로드(1)는 탄소 0.55% 내지 0.85%의 탄소함량을 가지는 강(steel)으로 제조된다. 커넥팅로드(1)는 그 크랭크샤프트(2)상에서 두 개의 베어링 캡(bearing cap)(5)으로 형성되는 베어링단부(3)를 포함한다. 파괴분리가 베어링단부(3)를 두 개로 분리시키고, 이를 위해 베어링개구(7)내에서 예정된 크랙(crack)의 개시를 위한 파괴면(6)내에 직경방향으로 대향된(도면에 한 개만 도시된) 프랜지영역(8)이 본 발명에 따라 제공된다.
목적한 파괴분리를 위해 각각의 파괴영역(8)을 형성하는 예정된 개시점은 플랜지영역의 일부를 구성하는 베어링면(9)으로부터 연장구성되는 각각의 파괴영역(8)이 파괴면(6)의 측면을 따라 배열되고 리브(rib)(10)에 의해 서로 분리되는 오목부(11)에 도입된다. 우수한 파괴분리(fracture separation)에 의해 초기 개시 크랙의 형성을 위해, 본 발명에 따라 적어도 자유로운 상태를 이루고 부분표면 절단 단부들에 인접한 리브(10)들은 변형(마르텐사이트(Martensite))에 의해 리브의 (작은) 단면을 통해 관통되어 부서진다. 상기 부서지는 현상은 공지의 담금질방법(annealing method) 또는 수소 또는 질소에 의한 취성화(embrittlement)에 의해 이루어질 수 있다.
적어도 리브(10) 및/또는 오목부(11)의 면적방향 담금질의 경우, 선호적으로 주변부로 열전달을 이용하여 자기 담금질공정이 이용된다. 이와관련한 가능성으로 기계가공 및/또는 주조 또는 공지된 전자빔공정(electron beam process)의 적용에 의해 제조되고 중첩상태를 이루는 리브(rib)(10)를 가진 오목부(11)를 포함한다. 본 발명에 따라 일반적으로 적어도 부분적으로 취성을 가지는 리브(10)들은 특히 크랙현상(cracking)에 대해 민감하다. 헤어라인 스타터 크랙(hairline starter crack)의 형성을 위해 상기 특성은 유리하게 작용한다. 따라서 파괴시 에너지 소비가 감소되고, 박리시 파괴면의 품질이 높아진다.
공지된 방법을 따르는 처리에 의해 오목부(11)가 형성되고, 상기 처리는 방사에너지(radiant energy) 및 상기 오목부(11)가 용융을 통해 변형부(12)를 나타내는 내식 투입(internal encasement)에 의해 부분재료의 용융/증발로 이루어지며, 상기 공정에는 본 발명을 따르는 추가 공정에 의해 비균질(inhomogeneous) 내부구조를 가진 강(steel)제 커넥팅로드(1)내에 헤어라인 개시 크랙(hairline starting crack)을 형성하기 위한 선호되는 전제조건이 있다. (도 4) 레이저(laser)(14, 14')에 의해 발생되는 방사에너지가 적용되고 용융된 재료가 공기 또는 산소 제트(jet)에 의해 불어지거나 연소되어, 적어도 부분을 구성하고 자유로운 상태를 이루며 표면에 인접하는 리브(10)의 단부들 내부에, 자체 중첩이 이루어지는 취성영역(embrittled zone)(15)들이 초기 개시 크랙작용의 촉발을 위해 내부의 변형부(12)의 날카로운 피크각도(peak angle)하에서 생산된다. 이점에서, 공기 또는 산소제트는 추가로 베어링면(9)에 대해 리브(10)가 깊게 형성되게 한다. 자체담금질(quenching)은 용융된 재료를 날려버리는 작용과 관련된 자체 담금질(quenching)은 오목부(11)내에 내부의 완전한 그리고 경화된 변형부(12)를 형성하고, 상기 변형부는 정점부(16)가 구성된 영역에서 적어도 가장 작은 단면적내부를 관통하며, 따라서 적어도 상기 단면적들을 관통방향으로 부서지게 된다.
변형부(12)의 자체 중복영역(15)들은 오목부(11)들은 펄스(pulse)화된 레이저 빔(laser beam)(17, 17')의 단면에 대해 방출된 에너지의 가우쓰 분포곡선(Gaussian distribution curve)를 가지고 레이저 유니트(14)에 의해 원추형으로 형성된다.
선호적으로 펄스를 형성하는 고상 레이저(solid state laser)는 플랜지영역(8)의 원추형 오목부(11)를 형성하는데 이용하고, 각각 폭(B)이 약 0.2㎜이고 깊이(T)가 약 0.6㎜의 오목부(11)의 가장작은 치수와 관련하여, 부분 즉 커넥팅로드(1)이 베어링개구의 추후 최종가공을 위해 미리 더 크게 제조되도록 제어상태를 이루고 경화된 변형부(12)에 의해 부분(커넥팅로드(1))로 국부결합 열 유입플럭스(heat influx)가 제공된다. 본 발명을 따라고, 상기 방법에 의해 이웃하는 원추모양의 오목부(11)의 상측절단부(top cut-offs)로부터, 부분의 표면과 대조하여 생산되고 취성을 가진 정점부(16)이 깊이가 깊은 간격내에 부포되지 않도록 한다. 상기 정점부(16)가 베어링면(9)에 또는 베어링면(9)에 인접하게 위치하여, 정점부들이 가지는 관통하는 취성에 의해 특히 높이가 높은 정점부들은 노치에 민감하고, 따라서 파단응력이 가해지는 순간 우선 파단이 이루어지고 이어서 하부의 정점부(16)에 크랙(crack)이 형성되는 장점을 가지게 된다.
각각의 플랜지영역(8)에서 약 0.2㎜의 상기 작은 폭 또는 두께가 베어링개구(7)내에서 원주방향으로 배열되기 때문에, 상기 영역들은 베어링 부슁(bearing bushing) 또는 롤러베어링의 설치시 제위치에 유지될 수 있고, 유리하게 각각의 플랜지영역(8)을 제거하기 위한 가공이 생략된다.
본 발명의 기초는 각각의 플랜지영역(8)을 위한 오목부(11)의 갯수가 많다는 것이 아니라 각각의 플랜지영역(8)내에서 크랙발생기구(crack generator)을 개시하는 작용으로서 담금질된 즉 적어도 면적방향으로 취성을 가지는 리브(10)의 개수가 충분하다는데 있다.
플랜지영역(8)당 리브(10)의 갯수는 단면방향으로 그리고 종방향으로 놓여진 오목부(11)의 갯수에 의해 정의 된다. 종래기술을 따르는 연속적으로 발생하는 응력 발생 요홈(미국특허 제 5 208 979 호를 참고) 또는 복수개의 노치세그컨트(notch segment)(독일 특허 문헌 제 DE-U 295 19 126 호를 참고)를 비교하면, 더 짧은 단면방향의 취약하고 취성을 가지는 다수의 상기 리브(rib)들과 반대로 라인 세그머트(line segment)가 형성되고, 라인 세그먼트의 총길이는 사실상 상기 응력 발생 요홈 및 노치세그먼트들보다 더 작고, 추가로 상기 리브들은 파괴발생이 더 큰 경향이 있어서, 다수의 개시크랙을 의도한대로 촉발시키는 장점을 가지며 동시에 가해진 파괴하중은 그 자체로 파괴에 민감하고 취성을 가진 리브(rib)들 사이에서 나누어진다.
추가로 선호적으로 레이저로 형성되고, 경화된 변형부(12)의 완전한 라이닝(lining)을 가진 오목부(11)에 의해 개시되는 크랙(crack)(13)은 각각의 오목부(11)의 기저부에서 시작되어, 플랜지영역(8)의 전체 길이에 대하여 파단 박리가 개시될 때 분리된 개시 크랙은 유극내로 유입되고 파단이 진행중인 과정내에서 공통의 파괴 전면부내로 오목부들을 하나로 만들기 위해, 오목부(11)들 사이에서 리브(10)를 통해 각각의 기저부로 상기 크랙이 진행된다. 유리한 방법으로, 다수의 개시크랙(13)이 플랜지영역(8)의 총 길이에 대해 연장구성될 때 구체화된 파단박리가 고품질의 파단면을 가진 모든 부분 단면내에서 이루어진다.
도 4 는 본 발명을 따르는 선호되는 절차의 수행을 위한 장치(18)를 척도를 기초로 하지 않고 표시된다. 상기 장치는 커넥팅로드(1)의 베어링단부(3)내에서 양쪽의 플랜지 영역(8)들을 동시에 완성시키기 위한 것으로, 서로 교차하고 선호적으로 관통하는 레이저 빔(laser beam)(17, 17')을 가진 두 개의 레이저 유니트(14, 14')로 구성된다. 또한, 장치(18)은 커넥팅로드(1)의 위치설정을 위한 장착부(19)가 구비된다. 민감한 레이저 광학 시스템(20, 20')을 보호하기 위해, 레이저 유니트(14, 14')에 대해 장착부(18)내에서 고정되고, 레이저 유니티(14, 14')에 대해 장착부(18)는 기설정되고 모터로 구동되며 화살표(A)방향으로 부분의 전진운동을 조정가능하게 된다.
도 4 는 추가로 각각의 오목부(11)들로부터 용융된 재료를 불어내기 위해 공기 또는 산소를 공급하도록 레이저 빔(17, 17')은 제트구멍(aperture of jet)(21, 21')들로 부터 유출된다.
두 개의 레이저 유니트 대신에 레이저장치에 빔 스플리터(beam splitter)를 이용해 단지 한 개의 레이저 유니트를 제공하는 것이 가능하다. 또한 오목부들은 요구된 단면모양이 가능하고, 상기 조건을 위해 해당 빔 단면(즉 둔각을 형성하는 단면)을 가진 레이저 빔 장치가 설치될 수 있다.
또다른 장점으로서, 상기 배열에 의해 플랜지영역(8)의 훨씬 더 정확한 배치 및 작업재조정이 제거된 단순 장착부(19)를 가지고 생산속도를 증가시킨다. 또한 레이저 주파수는 상기 장치(18)에 대해 충분하다. 이 문제와 관련한 시험에서 알 수 있듯이 서로에 대해 직경방향으로 마주보는 플랜지영역(8)내에 V자모양으로 배열된 오목부(11)들은 파단 분리 하중의 추가 감소 및 그와 함께 부분의 변형을 감소시킨다.
플랜지영역(8)들이 본 발명에 따라 적어도 면적방향을 향하고 유리경화(glass hard)상태를 이루며 취성을 가진 리브(10)들로 구성되어 종래기술을 따르는 응력 발생 요홈들과 대조하여 일반적인 비 V자형에 의해 파단 분리 하중의 실제적 감소, 적어도 50%에 이르는 하중 감소가 이루어진다. 부분 가공에 의해 적어도 베어링간격을 위한 지지요홈을 포함하며, 베어링개구(7)의 최종가공이 계속된다는 점에서, 상기 구성은 V자형 리브 배열을 가진 강(steel)제 커넥팅로드(1)의 제조시 유용하다. 예비가공된 베어링개구(7)의 직경보다 작은 0.05 내지 0.15㎜의 직경을 가진 브로우치(broach)를 선택하여 오목부(11) 및 리브(10)내에서 개시되는 크랙(13)들을 제조하는 탄성변형(elastic deformation)이 이루어지도록 추가로 캡스크류(4)들 사이의 베어링 캡(5)은 가요성을 가지게 설치될 수 있다.
본 발명에 의해 왕복피스톤기관을 위한 강(steel)제 커넥팅로드의 중량감소 및 상기 기관의 제조를 위한 유리한 방법을 제공한다.
독일특허 제 P 44 42 062 호의 목적과 같이 또한 중앙에 위치하고 반경방향을 향하는 파단박리하중(fracture separation force)가 베어링개구내에 가해진다는 점에서 유용하게 이용된다.
본 발명이 상세히 설명되었을 지라도 본 발명은 상세한 설명 및 예들에 의해 이루어지며 이것은 제한적으로 이루어지지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 정신 및 범위는 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (10)

  1. 서로에 대해 분리되고, 적어도 특히 파단박리면(6)의 한쪽 측면을 따라 베어링면(9)의 표면내에 배열되는 리브(10)들과 오목부(11)들에 의해 의도한 대로 촉발되는 파단을 위해 플랜지영역(8)이 형성되고, 특히 내연기관용 커넥팅로드와 같은 구성부품의 파단박리용 플랜지 영역을 형성하기 위한 방법에 있어서,
    적어도 연성금속의 구성부품(커넥팅로드(1))내에서, 리브들의 단면에 걸쳐서 변형에 의해 구성부품 표면에 인접하고 자유로운 상태에 있는 단면(취성영역(15))내에 위치한 리브(10)들이 파단을 촉발하기 위해 초기 개시 크랙(13)의 형성을 위해 관통되게 부서지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 리브(10)들 사이에 위치하는 각각의 기저부내에 위치하고 적어도 파단면(6)의 영역내에 위치하는 오목부(11)들이 추가로 부서지는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 약 0.5%탄소 내지 0.85%탄소의 탄소함량을 가진 강재료(ferrous material)의 적용시, 리브(10) 및/또는 오목부(11)들의 취성이 온도와 관련된 변형(담금질; 전자빔에 의한 열처리)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 및 제 2 항에 있어서, 리브(10) 및/또는 오목부(11)의 취성은 각각의 재료구조내에 가스유입을 방해(수소 또는 질소 취성처리) 작용에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 3 항에 있어서, 오목부(11)들이 방사에너지에 의해 구성부품 재료의 용융/증발에 의해 형성되고,
    오목부(11)의 내부면 경계층들이 용융에 의한 변형을 나타내는 방법에 있어서,
    레이저(14, 14')에 의한 방사에너지는 상기 방법에 의해 도입되고, 용융된 재료는 공기 또는 산소제트에 의해 날려지고/연소되며,
    적어도 구성부품의 표면에 인접하는 리브(10)들의 자유단부면내에서, 예각을 형성하는 정점부에서 충접구조를 이루고 취성을 가진 취성영역(변형부(12))들이 초기 개시 크랙(13)들의 촉발을 위해 형성되고,
    공기 또는 산소제트가 추가로 구성부품의 베어링면(9)에 대해 리브(10)들이 깊게 구성하는 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 레이저 빔(17, 17')의 단면적에 걸쳐 가우쓰 분포곡선내에서 할달된 방사에너지를 가지는 펄스화된 레이저 빔(17, 17')을 가진 레이저 유니트(14, 14')들에 의해 원추형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항 및 제 6 항에 있어서, 오목부(11)들의 연속배열 방향을 향하는 오목부(11)들은 각각 약 0.4㎜에 이르는 각각의 단면폭과 약 0.4㎜와 0.9㎜사이의 깊이에 이루는 각각의 단면깊이를 나타내고,
    원추모양을 가진 인접한 오목부(11)들의 상측절삭작용으로부터 형성되는 취성의 정점부(16)들이 구성부품의 베어링(9)으로부터 깊게 구성된 간격내에 분포되지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항을 따르는 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,
    레이저 유니트(14, 14')가 개구부(구성부품의 베어링개구(7) 즉 커넥팅로드(1))내에 위치하고 직경방향으로 마주보는 플랜지영역(8)의 동시형성을 위해 서로교차하는 레이저 빔(17, 17')을 가지며,
    만약 필요하다면 레이저 유니트(14, 14')에 대해 장착부(19)의 끼워맞춤 위치설정이 이루어지는 구성부품(커텍팅로드(1))이 전진운동을 위해 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 한 항 또는 여러항을 따르고, 베어링개구(7)내에서 직경방향으로 마주보는 플랜지영역(8)을 가진 장치에 있어서,
    각각의 베어링개구(7)의 최종가공이 이루어지기 전에 커넥팅로드(1) 또는 기계베어링으로서 구성되는 부품내에 플랜지영역(8)들이 배치되고,
    캡스크류(4)들 사이의 각각의 베어링캡(5)이 가요성을 가지고 구성되어,
    가공된 베어링개구(7)의 직경보다 더 작은 약 0.05㎜ 내지 0.15㎜의 직경을 가진 브로우치를 선택하여 리브(10) 및/또는 오목부(11) 내에서 크랙개시를 발생시키는 탄성변형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 한 항 또는 한 개이상의 항에 있어서, 리브(10)들에 의해 분리된 오목부(11)들이 열처리 뿐만아니라 기계금속가공 및/또는 주조에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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