DE2455285B2 - Haerteverfahren fuer kurbelwellen - Google Patents

Description

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 Kurbelwangen 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 Sprödigkeit 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 1284981).

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 ur.d insbesondere bei einer Nachbearbeitung im Reparaturfall mindestens an den Stirnseiten der Kurbel-" > wangen 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 i⁽> erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination folgender, an sich bekannter Verfahrensschritte gelöst:

a) induktive Härtung aller Lagerstellen und Ausrundungszonen der Kurbelwelle mit großer Harri tetiefe,

b) Anlassen der gehärteten Stellen der Kurbelwelle auf einen Härtewert, der ein nachträgliches Richten der Kurbelwelle an den Ausrundungszonen gstattet, jedoch eine beträchtliches Erhö-

:ii hung der Dauerwechselfestigkeit gegenüber den

ungehärteten Abschnitten der Kurbelwelle bewirkt,

c) induktive Härtung der Lagerstellen ohne Beeinflussung der Ausrundungszonen mit einer ge-

2") ringeren Härtetiefe gegenüber Verfahrensschritt a),

d) Entspannen der gesamten Kurbelwelle so, daß an den Lagerstellen eine hohe Härte- und Verschleißfestigkeit verbleibt und gleichzeitig innere

j<> Spannungen abgebaut werden.

Durch die Erfindung werden gegenüber den bekannten Verfahren folgende Vorteile erzielt:

Genaue Bestimmbarkeit der Dauerwechselfestigkeit in den Ausrundungszonen. Gegenüber dem Ni-

s> triervorgang 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 La-

4) gerzapfen werden durch die Kurbelwangen 13 verbunden. An den Übergangsstellen zwischen Zapfen und Kurbelwangen befinden sich jeweils Ausrundungszonen 14, um die dort auftretenden hohen Dauerbiegewechselbeanspruchungen so weit wie möglich

■>n abzusenken.

Erfindungsgemäß wird bei der Härtung der Kurbelwelle als erster Verfahrensschritt eine induktive Härtung aller Lagerstellen und Ausrundungszonen mit großer Härtetiefe entsprechend einer Zone 15

■>5 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 entspre-

bo chend 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

b5 hohe Härte und Verschleißfestigkeit der Lagerstelle erhalten bleibt. Durch die geringere Härtetiefe wird die Nichtbeeinflussung der Ausrundungszonen 14 durch den zweiten Härtevorgang besser gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. 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 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,

   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.