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DE1951063B - Process for the production of heavy-duty large crankshafts - Google Patents

Process for the production of heavy-duty large crankshafts

Info

Publication number
DE1951063B
DE1951063B DE1951063B DE 1951063 B DE1951063 B DE 1951063B DE 1951063 B DE1951063 B DE 1951063B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
crank
crankshafts
strokes
forged
welding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Johannes 4630 Bochum; Oehler Hans Hermann 4640 Wattenscheid Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fried Krupp Huettenwerke AG
Original Assignee
Fried Krupp Huettenwerke AG

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Description

hergesellt wird, daß zwei halbe Kurbelhübe vorzugsweise mit dem Unterpulver-Schweißverfahren zum Kurbelhub verbunden werden, der dann vergütet und die Gesamtkurbelwelle spannungsfrei geglüht wird.it is made that two half crank strokes are preferred be connected to the submerged arc welding process for the crank stroke, which is then remunerated and the entire crankshaft is annealed in a stress-free manner.

Im einzelnen ist zu diesen Verfahrensschritten und ihren Kombinationen empfehlend folgendes zu erwähnen: In detail, the following is recommended for these process steps and their combinations:

Der Rohblock soll bei der Verformung zum Rundstab eine mindestens zweifache vorzugsweise eine drei- bis vierfache Verschmiedung erfahren. Dadurch tritt eine gleichmäßige Bündelung der FasernThe raw block should be at least twice, preferably one, when it is deformed into a round bar Experience three to fourfold forging. Through this an even bundling of fibers occurs

Es ist vorteilhaft, die vier TeUe eines Hubes aus dem Rundstab auf dieselbe Gestalt und dieselben Abmessungen warmzuverformen. Dabei kann man mit nur einem Gesenk auskommen. Bei dieser Warmverformung kann man am Übergang vom Zapfenteil zum Wangenteil eine stark ausgerundete, taschenförmige Vertiefung in das Wangenteil eindrücken. Diese Herstellung einer die Beanspruchbarkeit außerordentlich steigernden Gestaltung ist bei den gegebenen Verhältnissen der Teilstücke besonders einfach, so daß eine Herstellung z. B. durch Zerspanen, die an sich nicht ausgeschlossen sein soll, sich vermeiden läßt.It is advantageous for the four parts of a stroke from the round rod to have the same shape and shape Dimensions to be thermoformed. You can get by with just one die. At this At the transition from the pin part to the cheek part, a strongly rounded, Press the pocket-shaped indentation into the cheek part. This manufacture one of the strength An extraordinarily enhancing design is special in the given proportions of the sections simply, so that a production z. B. by machining, which in itself cannot be ruled out should, can be avoided.

Zweckmäßig werden die Verbindungsflächen der Zapfenteile vor ihrem Verschweißen mit einer Pufferschicht belegt. Das Auftragen solcher Pufferschichten mittels einer oder mehrerer Lagen von Schweißwerkstoff ist an sich bekannt. Die Dicke der Pufferschicht soll im vorliegenden Fall ausreichen, um thermische Auswirkungen auf den Zapfenwerkstoff bei der folgenden zur Verbindung der Zapfenteile miteinander vorgenommenen Schweißung zu verhindern. Das Zusammenschweißen von Einzelteilen ist auf dem Gebiet der Anmeldung bekannt.The connecting surfaces of the journal parts are expediently provided with a buffer layer before they are welded together proven. The application of such buffer layers by means of one or more layers of welding material is known per se. In the present case, the thickness of the buffer layer should be sufficient to thermal effects on the journal material in the following for connecting the journal parts to prevent welds made to one another. The welding together of individual parts is known in the field of registration.

Die Qualität der Kurbelwelle wird wesentlich gesteigert, wenn nach dem Zusammenschweißen die Zapfenteile und/oder Übergangsstellen der Zapfenteile zu den Wangen mit geeigneten Auftragsschweißungen versehen werden. Dabei kann es von Vorteil sein, die Auftragsschweißung im Zapfenteil unterschiedlich tief in den Stahl des Zapfenteils hineinreichen zu lassen. Das Auftragsschweißen ist insbesondere für Reparaturzwecke auf dem Gebiet der Anmeldung bekannt.The quality of the crankshaft is significantly increased if the Pin parts and / or transition points of the pin parts to the cheeks with suitable build-up welds be provided. It can be of advantage to have the build-up weld in the journal part to reach different depths into the steel of the journal part. The build-up welding is known in particular for repair purposes in the field of application.

Die Wärmebehandlung, insbesondere ein Verguten, wird im Falle der vorliegenden Erfindung zweckmäßig auf die Einzelhübe vor dem Zusammenfügen der Welle vorgenommen. Nach der Verbindungsschweißung der Hübe untereinander sollte lediglich eine thermische Nachbehandlung unterhalb der Anlaßtemperatur vorgenommen werden. Das Wärmebehandeln nach dem Schweißen gehört auf dem Gebiet der Anmeldung zum Stand der Technik.The heat treatment, particularly tempering, is used in the case of the present invention expediently made on the individual strokes before joining the shaft. After the joint weld the strokes between each other should only be subject to thermal post-treatment below the tempering temperature. Heat treatment after welding is a thing of the past the field of prior art registration.

Es empfiehlt sich besonders, für die Schweißverbindung der Wangenteile und/oder Hübe einen Zusatzwerkstoff zu verwenden, der in seinen technologischen Eigenschaften, vorzugsweise in der Streckgrenze, dem Grundwerkstoff überlegen ist. Als ein solcher Zusatzwerkstoff für die Verbindungsschweißung hat sich insbesondere ein solcher mitIt is particularly advisable to use one for the welded connection of the cheek parts and / or strokes To use filler material which, in its technological properties, preferably in the yield point, is superior to the base material. As such a filler material for joint welding in particular has one such with

0,05 bis O,6O°/o Kohlenstoff, 0,20 bis 1,0°/o Mangan, ■;'■ 0,30 bis 1,0% Silizium,0.05 to O, 6O ° / o carbon, 0.20 to 1.0 ° / o manganese, ■; '■ from 0.30 to 1.0% silicon,

0.50 bis 2,0"/ο Chrom,0.50 to 2.0 "/ ο chrome,

0,30 bis 2,5 %> Molybdän,
0,20 bis 0,70 Vo Vanadium,
0,30 bis 1,0% Wolfram.
Rest Eisen,
erwiesen.
0.30 to 2.5%> molybdenum,
0.20 to 0.70 Vo vanadium,
0.30 to 1.0% tungsten.
Remainder iron,
proven.

Für die Auftragsschweißung werden bevorzugt solche Werkstoffe verwendet, die plastischer und verfestigungsfähiger sind als der Grundwerkstoff. Insbesondere ist dies ein Stahl mitMaterials that are more plastic and are preferably used for build-up welding are more solidifiable than the base material. In particular, this is a steel with

o 0,05 bis 0,30·/. Kohlenstoff,o 0.05 to 0.30 · /. Carbon,

η 70 hi- Λβ/Β
JgJ Jg $ *
η 70 hi- Λβ / Β
JgJ Jg $ *

0,30 tos 1.9
eisen.
0.30 tons 1.9
iron.

Zur weiteren Gütesteigerung kann ein an sich bekanntes Prägepolieren angewendet werden, das hier auf den Zapfen und/oder den Übergangsbereich ao vom Zapfen zum Wangenleil angewendet wird. Be< den Übergangsflächen (Taschen) kann das Prägepolieren auch mit Vorteil durch ein punktförmiges Oberfiächenveidichten, insbesondere mit feinen Stahlkugeln, ersetzt werden.To further increase the quality, a known type of burnishing can be used is applied here to the pin and / or the transition area ao from the pin to the cheek part. Be < The burnishing can also be done with advantage by means of a punctiform polishing process on the transition surfaces (pockets) Surface sealing, especially with fine steel balls, can be replaced.

Das neue Verfahren hat eine große Anzahl von Vorteilen, von denen einige nachstehend angegeben werden.The new process has a large number of advantages, some of which are given below will.

Vorteile des Verfahrens bestehen darin, daß für die Herstellung eroßer Kurbelwellenschmiedungen nicht mehr übergroße Blockformate herangezogen werden müssen, ferner hohe, vorzugsweise drei- bis vierfache Verschmiedungsgrade vorliegen, wodurch optimale technologische Eigenschaften gewährleistet sind. Der Vorteil kleinerer Blockformate bringt bekanntlich günstigere Kristallisations- und Seigerungsverhältnisse mit sich und damit bessere dynamische Eigenschaften der ganzen Welle im Endzustand. Ferner ist die Gewähr gegeben, daß durch das Gesenkschmiedeverfahren, welches bevorzugt angewendet wird, eine bessere Lage der Faser im Wangenteil sichergestellt ist.Advantages of the process are that for the production of large crankshaft forges Oversized block formats no longer have to be used, as well as high, preferably three to fourfold degrees of forging are present, which guarantees optimal technological properties are. The advantage of smaller block formats is known to result in more favorable crystallization and segregation ratios with itself and thus better dynamic properties of the entire shaft in the final state. Furthermore, there is a guarantee that the drop forging process, which is preferred is applied, a better position of the fiber in the cheek part is ensured.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, zur Verbindung einzelner Hubteile zu Hüben bzw. ganzer Hübe zu Hubgruppen hochwertige Zusatzwerkstoffe einzusetzen, die völlig seigerungsfrei und faserlos den Eigenschaften des Grundwerkstoffes in technologischer Hinsicht erheblich überlegen sind. Falls vor der Wärmebehandlung der einzelnen Hubteile eine Pufferung der Stirnflächen erfolgt bzw. die thermische Beeinflussung der Ubergangsbereiche durch die Wärmebehandlung völlig aufgehoben wird, ist es möglich, über die gesamte Verbindung hinweg die Gütewerte des Grundwerkstoffes immei zu gewährleisten und in der Nahtstelle, beding1 durch den hochwertigeren Zusatzwerkstoff, gegebenenfalls überlegene Daten zu erzielen.Another advantage is the possibility of using high-quality additional materials for connecting individual lifting parts to form strokes or entire strokes to form lifting groups, which are technologically superior to the properties of the base material, completely free of segregation and fiber. If the end faces are buffered before the heat treatment of the individual lifting parts or the thermal influence of the transition areas is completely eliminated by the heat treatment, it is possible to guarantee the quality values of the base material over the entire connection and in the seam, due to 1 the higher quality filler material, possibly to achieve superior data.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in de Tatsache, daß der gesamte Lager- und Hubzapfen bereich einschließlich des Übergangsgebietes zu Wange hin in breiter Fläche eine in sich geschlossen Deckschweißung unter Verwendung eines Sonder Werkstoffes erfährt. Dieser Werkstoff läßt sich her vorragend verdichten, kommt zu hohen Verfesti gungen im Bereich kritischer dynamischer Be lastungszonen und bietet damit eine Gewähi für di weitestgehende Unempfindlichkeit gegen Dauei anrisse. Durch unterschiedlich aufzubringend Schichtstärken in den dynamisch besonders hocAnother advantage of the method consists in the fact that the entire bearing and crank pin area including the transition area towards the cheek in a wide area closed in on itself Experience top welding using a special material. This material can be found here Compacting excellently results in high consolidation in the area of critical dynamic compaction load zones and thus offers a choice for the greatest possible insensitivity to long-term exposure cracks. Due to the different layer thicknesses to be applied in the dynamic, particularly hoc

beanspruchten Gebieten vom Zapfen zur Wange und die Verbindungsschweißungen 8 und dann 7stressed areas from the pin to the cheek and the connection welds 8 and then 7

können entsprechend dieser Notwendigkeit beson- durchgeführt. Alsdann wurden die Stirnflächen 9can be specially designed according to this need. Then the end faces 9

ders tiefgehende Verfestigungen durch Prägepolieren und 10 der äußeren Hubteile 3 und 4 mit Puffer-ders deep hardening by stamping and polishing and 10 of the outer lifting parts 3 and 4 with buffer

od. dgl. erzielt werden. zonen versehen, deren Stärke 10 bis 20 mm betrug.or the like. Can be achieved. Zones provided, the thickness of which was 10 to 20 mm.

Wesentliche Vorteile liegen auch in der gewähl- 5 Ein derart zusammengebauter Hub wird der vorten Gestaltung der zusammenzuschweißenden Teile geschriebenen Vergütungsbehandlung unterworfen der Hübe, da sich daraus die Möglichkeit einer ein- und dann auf seine Fehlerfreiheit und technologifachen und sicheren Herstellung mit einem opti- sehen Eigenschaften hin überprüft. Der Zusammenmalen Faserverlauf ergibt. bau der so vorgefertigten und vergüteten Hübe zuSignificant advantages also lie in the selected 5 A hub assembled in this way is the advantage Design of the parts to be welded together subject to written remuneration treatment of the strokes, as this gives the possibility of a one-and-a-half degree of accuracy and technology and safe production with an optical see properties checked. The painting together Fiber orientation results. construction of the prefabricated and tempered strokes

Zur Sicherung des technischen Erfolges sind io ganzen Welleneinheiten wird durch die Verbin-Werkstoffe entwickelt, die einmal von sich aus hohe dungsschweißung 11 im Bereich der Zapfenflächen 9 dynamische Eigenschaften besitzen und daher als und 10 vorgenommen. Hieran anschließend erfolgte Grundwerkstoffe für Kurbelwellen eingesetzt wer- die thermisch besonders gesteuerte Entspannungsden. Als Pufferwerkstoff für die späteren Verbin- behandlung unterhalb der Anlaßtemperatur auf indungsschweißungen sind Legierungen vorgesehen, 15 duktivem Wege. Durch Prägepolieren werden in den die eine gute Verträglichkeit zum Grundwerkstoff vorgesehenen Gebieten 12 und 13 der F i g. 2 hohe besitzen, darüber hinaus von sich aus nach einer plastische Verformungen aufgebracht, die einmal die auf den Grundwerkstoff abgestimmten Wärme- gesamte Oberfläche verfestigen, verdichten und behandlung technologische Eigenschaften aufweisen, darüber hinaus ausreichende Druckspannungen in die, komplex betrachtet, denen des Grundwerkstoffes ao den Gebieten erzeugen, in denen beim Vorhandennoch überlegen sind. Eine weitere Eigenschaft dieser sein von Zug- oder Wechselbeanspruchungen AnStähle ist die Fähigkeit, bei ihrer erneuten Auf- risse zu erwarten und Dauerbrüche zu befürchten Schmelzung und der Zufuhr artgleichen Zusatz- sind.To ensure the technical success, io whole shaft units are made by the connection materials developed, the once inherently high seam weld 11 in the area of the pin surfaces 9 have dynamic properties and are therefore made as and 10. This was followed by The base materials used for crankshafts are the specially thermally controlled stress relievers. As a buffer material for the subsequent treatment of the joint below the tempering temperature on indentation welds alloys are provided, 15 ductile ways. By burnishing, the the areas 12 and 13 of FIG. 2 high own, in addition, applied by itself after a plastic deformation that once the Warmth, matched to the base material, solidify, compact and treatment have technological properties, in addition, sufficient compressive stresses in which, viewed in a complex way, produce those of the base material in the areas in which, when present, are superior. Another property of this is that it is exposed to tensile or alternating loads on steels is the ability to expect renewed cracks and to fear fatigue fractures Melting and feeding are of the same type.

stoffes ohne Vergütungsbehandlung optimale Güte- Werkstoffmäßig geben die F i g. 3 bis 6 Auskunft werte zu liefern, die die des vergüteten Zustandes 25 über einen als Beispiel gewählten Stahl, einen dazu hinsichtlich der Streckgrenze und Festigkeit über- passenden Schweißzusatzwerkstoff und die zur Beragen. Auch die Kerbschlagzähigkeit dieses Werk- einflussung beider gewählten Behandlungsmaßstoffes ist der des Grundwerkstoffes überlegen. nahmen.material without tempering treatment optimal quality. 3 to 6 information To deliver values that correspond to those of the tempered condition 25 for a steel chosen as an example, one too With regard to the yield point and strength, the welding filler material that is unsuitable and that for Beragen. Also the notched impact strength of this work influence of the selected treatment material is superior to that of the base material. took.

Unter diesen Gegebenheiten ist mit stark erhöhten Als Grundwerkstoff wird ein Stahl mit 0,45%Under these conditions, a steel with 0.45% is used as a base material.

Dauerfestigkeitswerten des Verbindungswerkstoffes 30 Kohlenstoff, 0,35% Silizium und 0,70% ManganFatigue strength values of the connection material 30 carbon, 0.35% silicon and 0.70% manganese

zu rechnen, und damit sind die Gefahren für An- verwendet. Er besitzt nach der Abkühlung aus derto be expected, and thus the dangers for used. He owns after cooling off from the

risse und Brüche gebannt Neben völliger Seige- Schweißwärme die in F i g. 3 dargestellte Härtespitzecracks and breaks banished In addition to complete seige- welding heat the in Fig. 3 hardness peak shown

rungsfreiheit, äußert feinem Primär- und Sekundär- im thermischen Übergang und ein weitgehend mar-freedom of movement, extremely fine primary and secondary in the thermal transition and a largely mar-

korn ist eine ausreichende Neigung zur Kaltverfesti- tensitisches Gefüge. Die Verschweißung wurde mitgrain has a sufficient tendency to strain hardening. The welding was done with

gung vorhanden. 35 einem Stahl nachstehender Zusammensetzung durch-supply available. 35 a steel with the following composition

Nachdem die Verfahrensschritte bekannt sind, geführt: 0.05% Kohlenstoff, 0,60% Silizium, 0,75%After the process steps are known, performed: 0.05% carbon, 0.60% silicon, 0.75%

können sie einzeln nicht von selbständiger, patent- Mangan, 2,0% Chrom und 1,0% Molybdän. NachThey can not be of independent, patent - manganese, 2.0% chromium and 1.0% molybdenum. To

fähiger Bedeutung sein. Auch die Wahl des Grund- einer Vergütungsbehandlung von 850° öl und 650°able meaning. Also the choice of the basic - a tempering treatment of 850 ° oil and 650 °

Werkstoffes und der Schweiß-Zusatzwerkstoffe bleibt Luft lag in der Verbindung der Zustand gemäßThe material and the welding filler material remains air in the connection according to the state

auf Grund des allgemeinen Standes der Technik 40 Fig. 4 vor. In Zahlen ausgedrückt bedeutet dies,on the basis of the general state of the art 40 FIG. 4. Expressed in numbers this means

außerhalb dessen, was geschützt sein soll. daß die Härtespitzen von 110 kp/mm2 durch dieoutside of what should be protected. that the hardness peaks of 110 kp / mm 2 through the

Zur weiteren Erläuterung wird das erfindungs- Vergütungsbehandlung auf 70 kp/mm2 abgebautFor further explanation, the tempering treatment according to the invention is reduced to 70 kp / mm 2

gemäße Verfahren an Hand der Zeichnungen dar- worden sind und die reine Schweiße eine FestigkeitAppropriate procedures have been shown on the basis of the drawings and the pure welding has a strength

gestellt, und zwar zeigen die Fig. 1, 2 und 7 je eine von 71 kp/mm2 aufweist. Damit ist eine gute Über-1, 2 and 7 each have one of 71 kp / mm 2 . This means that there is a good

teilweise geschnittene Ansicht eines Kurbelhubes, 45 einstimmung der Festigkeiten zwischen Grundwerk-partially sectioned view of a crank stroke, 45 agreement of the strengths between the basic

während die Fig. 3 bis 6 technologische Eigen- stoff und Schweiße vorhanden. Wird nun diewhile FIGS. 3 to 6 present technological intrinsic material and welding. Will now the

schäften der Werkstoffe nach den verschiedenen Schweiße getrennt so daß beiderseits der TrennungShafts of the materials separated after the different welds so that both sides of the separation

durchgeführten Behandlungen erkennen lassen. eine Schicht von 8 mm verbleibt, und werden diethe treatments carried out. a layer of 8 mm remains and become the

Aus einem entsprechenden Rohblock waren mit Trennflächen im Abstand von 20 mm zueinander genügendem Verschmiedungsgrad Rundstäbe für die 50 ausgerichtet einer erneuten Verschweißung und Ent-Hubteile 1, 2, 3 und 4 bei entsprechender Länge Spannungsbehandlung bei 550° unterworfen, so ist auf Untermaß von 5 bis 30mm gebracht worden. ein Härteverlauf gemäß Fig. 5 vorhanden. Die Alsdann erfolgte das Einsetzen eines Stabendes, aus Festigkeit liegt nun um 12 Wmm2 über der des dem ein Zapfenteil 6 werden soll, in ein entspre- Grundwerkstoffes. Ein solcher Zustand ist dann anchendes Gesenk, wobei 30 bis 70% der Stablänge, 55 zustreben, wenn sowohl die Streckgrenze als auch je nach Wangenabmessungen und Form, über das sämtliche Verformungswerte des Zusatzwerkstoffes Gesenk hinausragen können. Alsdann erfolgte das denen des Grundwerkstoffes überlegen sein sollen, Beischmieden des Wangenteiles5 aus diesem über- was auch anzustreben ist Wenn z.B. die höchsten stehenden Stabteil. Nach dem Abkühlen ist eine Kerbschlagzäbigkeitswerte am Grundwerkstoff in sorgfältige Werkstoffkontrolle unter Einsatz aller 60 Längsrichtung 7 kp/mm2 betrugen, wurden sie im entsprechenden Verfahren auf Dichte und Fehler- Schweißgut mit 17 kp/m/cm2 ermittelt Gemäß freiheit durchzuführen. Danach wird eine Auftrags- Fig. 6 ist die Auftragsschweißschicht unter Ausschweißung unter Verwendung eines Sonderwerk- nutzung ihrer Verfestigungsfähigkeit behandelt worstoffes vorgenommen, und zwar in den Bereichen 5 den, so daß ihre Festigkeit auf 92 kp/mm2 gesteigert und 6, die vorher auf Untermaß geschmiedet worden 65 ist, was beispielsweise durch kaltplastische Verforwaren. Nach dem Auftragsschweißen wird das Zu- mung von 10% durch Prägepolieren der Decksammenfügen dieser entsprechend behandelten Hub- schicht erzielt wird. In diesem Zustand befindet sich teile zu einem geschlossenen Hub vorgenommen die gesamte Zapfenoberfläche und der kritischeRound rods from a corresponding raw block with separating surfaces at a distance of 20 mm from each other were forged enough for the 50 aligned a new welding and de-lifting parts 1, 2, 3 and 4 with the appropriate length were subjected to stress treatment at 550 °, so it is on undersize from 5 to 30mm has been brought. a hardness curve according to FIG. 5 is present. A rod end was then inserted, which is now 12 Wmm 2 higher than that of which a journal part 6 is to be, in a corresponding base material. Such a state is then anchendes die, with 30 to 70% of the rod length, 55 striving towards both the yield point and, depending on the cheek dimensions and shape, beyond which all the deformation values of the filler metal die can protrude. Then it was done that should be superior to those of the base material, forging the cheek part5 out of it, which is also to be aimed for if, for example, the highest standing rod part. After cooling, a notched impact strength value on the base material in careful material control using all 60 longitudinal directions was 7 kp / mm 2 , they were determined in the corresponding process for density and defect weld metal with 17 kp / m / cm 2 according to freedom to perform. Then an overlay is carried out, namely in areas 5 den, so that its strength is increased to 92 kp / mm 2 and 6, which was previously on Forged undersize, for example by cold plastic deformation. After the build-up welding, the approximation of 10% is achieved by burnishing the top joint of this correspondingly treated lifting layer. In this state, the entire journal surface and the critical parts are made to a closed stroke

Wangenteil ia einem günstigen Druckvorspannungszustand. Selbst sehr hohe Belastungen des gesamten Wellenquerschnittes werden in der äußeren Zone hinsichtlich der Dauerbiegebeanspruchungen immer als Schwellbelastung im Druckgebiet und nicht als Wechselbelastung mit einem gefährlichen Übergang in das Zuggebiet verbunden sein. Auch hohe Tor-The cheek part is generally in a favorable state of compressive prestress. Even very high loads on the entire shaft cross-section are in the outer zone with regard to the permanent bending stresses, always as a swell load in the pressure area and not as a Fluctuating loads can be associated with a dangerous transition into the migration area. Also high gate

sionsbeanspruchungen können sich nicht schädlich auswirken, da der Druckvorspannungszustand auch hier eine günstige Voraussetzung zur Bruchvermeidung darstelltSion stresses cannot have a harmful effect, since the compressive pre-stress state also here represents a favorable prerequisite for avoiding breakage

Mit 14 sind in F i g. 7 die stark ausgerundeten, eingedrückten, taschenförmigen Vertiefungen bezeichnet. At 14 in FIG. 7 denotes the strongly rounded, depressed, pocket-shaped depressions.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

Bei den höher belastbaren Kurbelwellen hat man Patentansprüche: Einzelhübe geschmiedet, die wie die Stahlgußhübe zu ganzen Wellen zusammengefügt und geschrumpftThe more resilient crankshafts have patent claims: Forged single strokes which, like cast steel strokes, are joined and shrunk to form whole shafts 1. Verfahren zur Herstellung von hochbean- wurden. Um bessere technologische Werte im Werkspruchbaren Großkurbelwellen von 300 bis 5 stoff und damit eine höhere Belastbarkeit ganzer 1000 mm Zapfendurchmesser und darüber, aus- Wellen erzielen zu können, wurde das Faserflußgehend von geschmiedeten Stahleinzelteilen, die schmieden entwickelt und immer mehr verbessert, zu einem Kurbelhub und die Kurbelhübe zur Nach diesem Verfahren werden bekanntlich die in fertigen Kurbelwelle durch Schweißen verbunden großen Blöcken mehr oder weniger stark vorhande- und die Schweißstellen wärmebehandelt werden, io nen Seigerungslinien mit der beim Schmieden sich dadurch gekennzeichnet, daß aus an bildenden Faser den Hubformen entsprechend umsich bekanntem, durchgeschmiedetem, etwa dem gelegt. Hierdurch wird die bekannte Tatsache ge-Zapfendurchmesser entsprechendem Rundmate- nutzt, daß Längswerte in Schmiedestücken den rial, das auch kleiner als der Zapfendurchmessei' Querwerten allgemein überlegen sind.1. Process for the production of highly bean-. To better technological values in the factory claimable Large crankshafts of 300 to 5 material and thus a higher load capacity of entire 1000 mm journal diameter and above, to be able to achieve waves, was the fiber flow going of forged steel parts, which forging developed and improved more and more, to a crank stroke and the crank strokes to After this method is known to be in finished crankshaft connected by welding large blocks more or less strong and the welds are heat-treated, segregating lines with that of forging characterized in that from the forming fiber umsich corresponding to the stroke forms well-known, through-forged, about the laid. This is the well-known fact that the journal diameter is used According to the Rundmate, the fact that longitudinal values in forgings are generally superior to the rial, which is also smaller than the journal diameter, are generally superior to transverse values. sein kann, pro Kurbelhub vier bevorzugt gleich 15 Bei zusammengebauten und geschrumpften Kurbelgroße Einzelteile geschmiedet werden, die je ein wellen stellen die Schrumpfspannungen in den Zapfenteil und ein gestauchtes Wangenteil um- Wangen eine Belastung des Werkstoffes in Querfassen und wobei die Stoßflächen der Wangen- richtung dar, da beim Ausbohren der Wangen die teile schräg liegen, daß ein halber Kurbelhub Faser in Querrichtung angeschnitten werden muß. vorzugsweise mit dem Elektroschlacke-Schweiß- 20 Man trägt diesem Punkt dadurch Rechnung, daß verfahren hergestellt wird, daß zwei halbe man die "Querschnitte in den Wangen entsprechend Kurbelhübe vorzugsweise mit dem Unterpulver- groß und damit die spezifischen Beanspruchungen Schweißverfahren zum Kurbelhub verbunden für den Werkstoff klein hält. Diese aus technowerden, der dann vergütet und die Gesamt- logischer Sicht erforderlichen Notwendigkeiten bekurbelwelle spannungsfrei geglüht wird. a5 dingen jedoch unerwünscht höhere Kurbelwellen-can be, per crank stroke four, preferably equal to 15 When assembled and shrunk crank-sized individual parts are forged, each of which represents a wave, the shrinkage stresses in the pin part and a compressed cheek part around cheeks a load on the material in the transverse direction and the abutment surfaces in the cheek direction , because when drilling out the cheeks, the parts are inclined that half a crank stroke fiber must be cut in the transverse direction. Preferably with the electro-slag welding 20 This point is taken into account by the fact that two half the cross-sections in the cheeks are connected to the crank strokes, preferably with the submerged powder large and thus the specific stresses of the welding process for the crank stroke for the material keeps small. This of techno are then paid and the total logical point of view needs required bekurbelwelle is stress relieved. However, a 5 hire undesirable higher crankshaft 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- gewichte und damit größere Blockeinsatzgewichte, kennzeichnet, daß am Übergang vom Zapfenteil Außerdem können nur Kurbelwellen mit relativ zum Wangenteil eine stark ausgerundete, taschen- langen Hüben geschrumpft werden, da zwischen förmige Vertiefung (14) in das Wangenteil ein- dem Hub- und Lagerzapfen ein ausreichend breiter gearbeitet, bevorzugt warm eingedrückt, wird. 30 und tragender Werkstoffsteg verbleiben muß.2. The method according to claim 1, characterized by weights and thus larger block insert weights, indicates that at the transition from the journal part also only crankshafts with relative a strongly rounded, pocket-length stroke is shrunk to the cheek part, there between shaped recess (14) in the cheek part on the lifting and bearing pin a sufficiently wide worked, preferably pressed warm, is. 30 and supporting material web must remain. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Ein entscheidender Faktor für die Dauerhaltbargekennzeichnet, daß die Verbindungsflächen der keit ganzer Kurbelwellen und damit für ihre Gestalt-Zapfenteile vor ihrem Verschweißen mit einer festigkeit ist der Ausrundungsradius vom Kurbelan sich bekannten Pufferschicht belegt werden. zapfen zur Wange. Hinsichtlich der Zapfendurch-3. The method according to claim 1 or 2, characterized in a decisive factor for the durability, that the connecting surfaces of the speed of entire crankshafts and thus for their shape pin parts Before they are welded to a strength, the radius of the fillet is from the crank known buffer layer are occupied. pin to the cheek. With regard to the journal diameter 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 35 messer sina die Grenzen bei einteilig geschmiedeten bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nacn dem Kurbelwellen allgemein und beim Faserfluß-Zusammenschweißen die Zapfenteile und/oder schmieden im besonderen auch nicht beliebig zu erÜbergangsstellen der Zapfenteile zu den Wangen weitern. Einmal sind es die Blockgewichte und zum mit Auftragsschweißungen versehen werden. anderen die Schmiedeeinrichtungen, die eine Steige-4. The method according to any one of claims 1 35 knife sina the limits of one-piece forged to 3, characterized in that after the crankshafts in general and when welding together the fiber flow the pin parts and / or forge in particular not to be arbitrary transition points of the peg parts to the cheeks. Once there are the block weights and to be provided with build-up welds. others the forging facilities, which 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 40 rung in der Größe ganzer Kurbelwellen oder auch bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen Hübe nicht mehr zulassen. Was die Dauerhaltbar- und/oder der Übergangsbereich vom Zapfen keit anbetrifft, ist der Ubergangsbereich vom Zapfen zum Wangenteil, wie an sich bekannt, präge- zur Wange wegen der hier auftretenden Spannungspoliert werden. spitzen immer als kritisch zu betrachten.5. The method according to any one of claims 1 40 tion in the size of entire crankshafts or else to 4, characterized in that the pins no longer allow strokes. What the durability and / or the transition area from the pin is concerned, is the transition area from the pin to the cheek part, as is known per se, embossed to the cheek because of the tension that occurs here will. always to be regarded as critical. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge- 45 Aufgabe der Erfindung ist es, Großkurbelwellen kennzeichnet, daß das Prägepolieren der Über- zu schaffen, bei denen unter Beibehaltung oder Vergangsbereiche (Taschen) durch ein an sich be- besserung der durch günstigen Faserverlauf gegebekanntes, punktförmiges Oberflächenverdichten nen Vorteile eine gesteigerte Haltbarkeit, höhere ersetzt wird. Beanspruchbarkeit, gedrungenere Bauweise und ein6. The method according to claim 5, characterized in that the object of the invention is to produce large crankshafts indicates that the burnishing of the over-creating, in which while maintaining or past areas (Pockets) through an improvement in the known through favorable fiber flow, punctiform surface compaction have advantages an increased durability, higher is replaced. Resilience, compact design and a 50 im Verhältnis zu den bisherigen »gebauten« Kurbel-50 in relation to the previous "built" crank wellen geringeres Gewicht oder einige dieser Eigenschaften gegeben sind.shafts are lighter or have some of these properties. Bei der Herstellung von hochbeanspruchbarenIn the manufacture of heavy-duty Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Großkurbelwellen von 300 bis 1000 mm Zapfen-Herstellung von hochbeanspruchbaren Großkurbel- 55 durchmesser und darüber, ausgehend von geschmie· wellen von 300 bis 1000 mm Zapfendurchmesser deten Stahleinzelteilen, die zu einem Kurbelhub unc und darüber, ausgehend von geschmiedeten Stahl- die Kurbelhübe zur fertigen Kurbelwelle durcl einzelteilen, die zu einem Kurbelhub und die Kurbel- Schweißen verbunden und die Schweißstellen wärme hübe zur fertigen Kurbelwelle durch Schweißen ver- behandelt werden, wird erfindungsgemäß so verfah bunden und die Schweißstellen wärmebehandelt 60 ren, daß aus an sich bekanntem, durchgeschmiedetem werden. etwa dem Zapfendurchmesser entsprechendem Rund Insbesondere im Schiffbau sind die Einheiten material, das auch kleiner als der Zapfendurch immer größer geworden, womit zwangläufig der Be- messer sein kann, pro Kurbelhub vier bevorzug darf an entsprechenden Kurbelwellen anstieg. Von gleich große Einzelteile geschmiedet werden, die j Seiten der Kurbelwellenhersteller ist man der Ent- 65 ein Zapfenteil und ein gestauchtes Wangente: wicklung gefolgt durch die Fertigung von einzelnen umfassen und wobei die Stoßflächen der Wangenteil Stahlgußhüben, die durch Einschrumpfen von Zapfen schräg liegen, daß ein halber Kurbelhub Vorzugs zu Kurbelwellen zusammengebaut wurden. weise mit dem Elektroschlacke-Schweiß verfahreThe invention relates to a method for producing large crankshafts from 300 to 1000 mm journals of heavy-duty large cranks - 55 diameters and above, based on forged shafts from 300 to 1000 mm journal diameter deten individual steel parts, which are unc and above, starting from forged steel, the crank strokes to the finished crankshaft durcl individual parts that are connected to a crank stroke and the crank welding and heat the welds If strokes are processed to the finished crankshaft by welding, this is the procedure according to the invention bound and the welds heat-treated 60 ren that from known, through-forged will. Round corresponding to the journal diameter In particular in shipbuilding, the units are made of material that is also smaller than the journal diameter got bigger and bigger, which means that the measurer can inevitably be, four per crank stroke are preferred may increase on corresponding crankshafts. Forged from individual parts of the same size, the j On the part of the crankshaft manufacturers, one is the de- 65 a pin part and a compressed cheek part: winding followed by the manufacture of each encompass and the abutment surfaces being the cheek part Cast steel strokes, which are inclined by shrinking in pins, that half a crank stroke is preferred were assembled to crankshafts. Use electroslag welding wisely

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