[发明专利]用于曲轴的过渡半径的冲击处理的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于曲轴(4)的过渡半径(8)的冲击处理的方法，尤其用于连杆轴承轴颈(5)和曲柄臂(7)之间的过渡半径(8)和/或主轴承轴颈(6)和曲轴(4)的曲柄臂(7)之间的过渡半径(8)。为了沿以环形的方式环绕曲轴(4)的相应过渡半径(8)向至少一个过渡半径(8)施加冲击力(F_S)，限定了位于它们之间的重负荷区域(B_MAX)、轻负荷区域(B_MIN)和中间区域(B_ZW)，然后执行冲击处理，使得引入中间区域(B_ZW)的冲击力(F_S)在朝重负荷区域(B_MAX)的方向上增加。

技术领域

本发明涉及用于曲轴的过渡半径的冲击硬化的方法，特别是用于连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径和/或主轴承轴颈和曲轴的曲柄臂之间的过渡半径的冲击硬化的方法。

本发明还涉及用于执行用于曲轴的过渡半径的冲击硬化的方法的设备。

本发明还涉及曲轴。

背景技术

由于内燃机的不断发展和提高的性能以及对内燃机的严格排放要求，现代的发动机承受了越来越大的负荷。由于这个原因，汽车工业尤其对曲轴施加了强度方面的高要求，曲轴承受高负荷并且对于内燃机的功能是重要的。在此，就结构而言，经常需要重量轻且空间要求小的曲轴。对于曲轴的设计，这意味着不应该通过增大横截面(即借助于曲轴的截面模量)来实现负荷能力的提高，而应尽可能通过局部内部压应力状态来实现。因此，现代的曲轴是使用各种机械加工和热处理方法生产的，使得曲轴可以承受越来越高级的发动机功率。

这种方法的示例是热处理，例如电磁感应和表面硬化、激光硬化或渗氮、以及应变硬化方法(例如深轧、喷丸加工或冲击硬化)的表面硬化方法。这些是常见的，并且在大多数情况下是公认的方法，适用于多种目的。

关于此方法的示例，请参考以下文档：EP1479480A1、EP0788419B1、EP1612290A1、DE102007028888A1以及EP1034314B1。

冲击硬化尤其是用于提高曲轴的疲劳强度、特别是提高曲轴的弯曲疲劳强度和扭转疲劳强度的有利方法。疲劳强度的增加在此通过在冷轧工作中，优选通过特殊的冲击工具锤击将冲击力引入到曲轴中，在横截面过渡和横截面变化的加载区域中实现。作为此方法的示例，参考DE3438742C2和EP1716260B1。

为了防止在局部锤击期间不利地引入剪切应力，在DE3438742C2中已提出，在压力脉冲作用时，不允许在脉冲施加主体与横向地相对于脉冲方向的工具表面之间产生相对运动。为此，在通过冲击工具引入内部压缩应力的过程中，进给运动应逐步执行。

作为此方法的进一步发展，在EP1716260B1中提出，曲轴在机器加工过程中连续旋转，其中，在通过冲击工具的冲击向待加工的曲轴段引入内压缩应力的过程中，在冲击工具作用在曲轴上的时间内，停止曲轴的旋转运动。在此，选择冲击压力，使得通过冲击运动强制地停止曲轴的旋转运动。

然而，为此目的，在驱动装置内需要诸如变速器、离合器和/或弹簧系统之类的复杂部件，以防止驱动装置被“强制停止”损坏。此外，曲轴的定时和内部压缩应力的引入必须在过程方面以可靠的方式同步。在此，确保坚固安装所需的机械部件既复杂又昂贵。

发明内容

本发明的目的是，进一步开发用于冲击硬化以进一步改善曲轴的疲劳强度的方法和设备。

最后，本发明的目的还在于设置曲轴，该曲轴尤其在疲劳强度方面得到改进。

下面描述的特征涉及本发明的有利的实施例和变体。

在根据本发明的用于冲击硬化的方法中规定，曲轴的过渡半径，特别是连杆轴承轴颈和曲柄臂之间的过渡半径、和/或主轴承轴颈和曲轴的曲柄臂之间的过渡半径，是冲击硬化的。