WO1990002885A1 - Verfahren zum löten einer hohlen kurbelwelle aus einzelstücken - Google Patents

Verfahren zum löten einer hohlen kurbelwelle aus einzelstücken Download PDF

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WO1990002885A1
WO1990002885A1 PCT/DE1989/000563 DE8900563W WO9002885A1 WO 1990002885 A1 WO1990002885 A1 WO 1990002885A1 DE 8900563 W DE8900563 W DE 8900563W WO 9002885 A1 WO9002885 A1 WO 9002885A1
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soldering
individual pieces
gap
single piece
axle
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Theodor Cyron
Johannes Lohe
Ulrich MÜLLER-FRANK
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Interatom Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • 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
    • F16C3/10—Crankshafts assembled of several parts, e.g. by welding by crimping

Definitions

  • the present invention relates to a method for soldering a crankshaft from individual pieces, each comprising a cheek and part of an axle and a crank pin.
  • crankshafts hollow and to build them from welded individual parts e.g. B. in DE-C-498 170.
  • crankshaft To split the crankshaft into individual pieces so that each crank arm with at least one of the subsequent bearing or crank pin are made in one piece. Since the intention here is to provide the pins with special material properties, they are designed as pipe pieces to be welded or soldered between the cheek pieces; if this point of view is omitted, the pin parts can of course be connected directly to one another.
  • soldering gap in the order of magnitude between 0.05 and 0.15 mm is then to be provided between the individual pieces, in which the liquefied solder, which was previously introduced into a deposit in the soldering gap or at one end thereof, is distributed as a result of the capillary action of the narrow gap.
  • the amount of soldering material is of course measured so that it is sufficient to fill the entire gap. It expediently has an excess at least at one end of the soldering gap emerges and the optical assessment of the quality of the
  • Solder connection can serve. It goes without saying that for this purpose the relevant end of the soldering gap must be visible, i.e. is expediently placed on the outside of the pieces to be joined together.
  • the cited documents do not contain any explanations as to how the adjacent pieces of the crankshaft are brought into the correct position in relation to one another before welding or soldering and are held in this position during the connection process. However, it can be assumed that this is done by special devices, ie holding the individual pieces in the correct axial and angular position to one another. Such an outlay on equipment makes production more expensive and is also suitable for complicating the connection process itself. In order to be able to solder the crankshafts in a furnace, holding devices made of an expensive super alloy or ceramic, for example, would be required because of the high temperature.
  • the object of the present invention is to provide a method for joining crankshafts from individual pieces, which is optimized for soldering technology and meets the following criteria:
  • the first two requirements are met according to the invention by egg process, which is characterized in that the parts of an axle or crank pin belonging to different individual pieces are plugged together on one part of their U circumference with an interference fit and on another part of their circumference with the release of a soldering gap, and then be soldered together.
  • the individual pieces pressed into one another in the correct orientation then no longer change their position, so that the crankshaft blank can be placed on a base or lying in a soldering furnace without the need for special holding devices.
  • the depot for the solder material which is approximately in the form of a ring, is preferably arranged at the inner end of the strength-bearing soldering gap. With an optical inspection of the outside of the soldered crankshaft, the fact that the soldering overflows from the gap can be ascertained on the basis of the gap end located there and distant from the depot. If the solder depot is not arranged at the inner end of the entire gap (e.g. to ensure a clear fixation of the solder material ring), the part of the gap extending from here to the inside of the crankshaft is not considered to be load-bearing, since its correct filling also Solder material cannot be checked from the outside.
  • pairs of individual pieces are used, in each of which one partner (because of the easier workability usually the inner one) is provided with at least a part of its contact surface with the other piece with an alternating surface structure having elevations and depressions, the elevations exceed the fit of the other piece, and the recesses fall below this fit.
  • one partner because of the easier workability usually the inner one
  • the elevations exceed the fit of the other piece, and the recesses fall below this fit.
  • the one part is preferably provided with knurling on its surface which comes into contact with the other individual piece; this process is not very complex and is completely sufficient to produce the required surface structure with a roughness depth of a few tenths of a millimeter.
  • connection point of the one piece can be provided with a straight or a spiral knurling according to alternative embodiments of the invention become; cross knurling is of course also possible.
  • Joining can be finished as a partner for the axle or connecting rod bearings.
  • the outer end of the soldering gap is preferably placed outside the machined surfaces of the pins , so that the said surfaces cannot reach from this flowing solder.
  • the unprocessed transition area which is present between the crank webs and the subsequent pin parts anyway, usually a flute that is as flat as possible, can be used to absorb the excess solder by placing the outer end of the soldering gap in this flute.
  • the movement is continued until a stop is reached which is formed by two surfaces which are inclined more or less strongly against the crankshaft axis.
  • the gap of indefinite width remaining between them due to machining inaccuracies and surface roughness etc. is referred to as a "zero gap".
  • This zero gap is to be arranged so that it does not come to lie between the soldering depot and the defined solder outlet and then acts as a soldering brake.
  • parts of the surfaces of the connection points between the individual pieces that are not provided with elevations and depressions are arranged at the outer end of the soldering gap.
  • a crankshaft joined by means of the method according to the invention is characterized in that the parts of an axle or crank pin belonging to different individual pieces are connected to one another by soldering extending over part of their circumference.
  • Figure 1 shows part of a crankshaft in longitudinal axial section.
  • Figures 2 to 7 show alternative ways of arranging the soldering deposit.
  • FIG. 8 shows a cross section along the line VIII-VIII of FIG. 1.
  • a crankshaft consists of a number of cheeks 1,
  • the section shown is made up of four individual pieces A, B, C, D, which are identified by different hatching. Each of these pieces comprises a cheek 1 and a part of both an axle pin 2 and a crank pin 3.
  • the individual pieces are hollow to lighten the weight, insofar as the required strength permits and are provided with finished bearing surfaces 4. They are inserted into one another before soldering, the inner part in each case (B in FIG. 8) having been knurled on its outer surface; the knurling process has deformed the surface (see FIG. 8) in such a way that elevations 5 and depressions 6 have arisen, the distance between them being a few tenths of a millimeter.
  • the elevations initially go beyond the internal dimension of the outer part (C in FIG. 8), but are partially deformed back when pressed in. Since the outer diameter of the inner part in the non-knurled state is smaller than the inner diameter of the outer part, the depressions 6 remaining between the elevations 5 are also not filled in again when the pieces are pressed in and remain as a soldering gap. Due to the press-in process individual pieces A, B, C, D immovable in the right
  • solder 7 Orientation connected to each other and can be brought into the soldering furnace immediately and without the aid of support structures after introducing solder material 7 at a suitable location. There, the solder 7 liquefies and, due to the capillary action, pulls into the gap 6, filling it. Because of a certain oversizing of the amount of solder, the excess finally flows out of the outer end of the solder gap 6 (in the example i a fillet 8). This excess is visible during an optical inspection of the crankshaft and indicates that the soldering in the entire area of the soldering gap 6 has been carried out correctly.
  • the adjacent parts of the bearing surfaces 4 are covered with a layer 9 (shown in an exaggerated thickness) of a solder-repellent material (e.g. a metal oxide ceramic).
  • a solder-repellent material e.g. a metal oxide ceramic.
  • Copper and nickel-based solders are suitable as solders known to the person skilled in the art and appear suitable for carrying out the process.
  • FIGS. 2 to 7 show different possibilities of how the ring-shaped solder is expediently arranged in relation to the pieces to be connected to one another.
  • the pieces A, B, C, D to be inserted into one another are expediently provided with conical stop faces 10, by means of which the parts are automatically centered on one another during assembly and the insertion is facilitated. If the surfaces 10, as shown in FIG. 1, also form the stops that limit the introduction, it is advisable to provide these surfaces with knurling 5, 6 at one of the partners, in spite of the zero gap that arises on these surfaces the solder can reach the extreme end of the gap 6.
  • FIGS. 2 and 3 offer the possibility of using the solder 7 only after the parts have been joined.
  • the embodiment according to FIG. 2 is the simplest, while in the case of that according to FIG. 3 it must be ensured that the part of the
  • soldering gap 6 is not designed as a zero gap, since otherwise the flow of solder at this point would be severely impeded and possibly would not fill the entire remaining gap 6.
  • the solder ring 7 must be introduced before parts A, B, C, D are joined; on the other hand, there is the advantage that it cannot be lost when the crankshaft blank is subsequently handled.
  • care must again be taken to ensure that the gap part denoted by 61 does not form a zero gap or is otherwise also provided with knurling. If, in the embodiment according to FIG. 6, the solder is arranged at the upper position shown in dashed lines, it must be taken into account that the part of the soldering gap 6 designated by 62 has to be eliminated when assessing the strength of the connection, as a result of a lack of

Abstract

Es wird ein für die Anwendung des Lötverfahrens optimiertes Verfahren für die Herstellung einer hohlen Kurbelwelle angegeben, bei der die Einzelstücke (A, B, C, D) jeweils eine Wange (1) und einen Teil des Achs- (2) bzw. Kurbelzapfens (3) umfassen. Um einerseits die Einzelstücke (A, B, C, D) vor dem Einbringen in einen Lötofen in ihrer Endlage zueinander fixieren zu können, andererseits aber das erforderliche Lötspaltvolumen bereitzustellen, werden die Einzelstücke unter Preßpassung zusammengefügt, wobei eines derselben mit einer gerändelten Oberfläche (5, 6) versehen ist; die Vertiefungen der Rändelung bilden den Lötspalt (6). Das Lötdepot (7) wird so angeordnet, daß ein einwandfreies Einziehen in den Lötspalt (6) gewährleistet ist. Das Ende des Lötspaltes befindet sich auf der Außenseite der Zapfen, so daß eine optische Qualitätskontrolle möglich ist. Die Zapfen können mit bereits fertig bearbeiteten Lagerflächen (4) gefügt werden.

Description

_ _
Verfahren zum Löten einer hohlen Kurbelwelle aus Einzelstücken
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Löten einer Kurbelwelle aus Einzelstücken, die jeweils eine Wange und einen Teil eines Achs- und eines Kurbelzapfens umfassen.
Um gegenüber den im Motorenbau üblichen, als Guß- oder Schmiedeteil hergestellten und anschließend fertigbearbeiteten Kurbelwellen eine Gewichtsersparnis zu erzielen und die Fertigung zu vereinfachen ist bereits verschiedentlich versucht worden, Kurbelwellen hohl auszuführen und aus miteinander verschweißten Einzelteilen aufzubauen, z. B. in der DE-C-498 170.
Aus der DE-C-848 728 ist es darüber hinaus bekannt, die
Aufteilung der Kurbelwelle in Einzelstücke so vorzunehmen, daß jeweils eine Kurbelwange mit zumindest einem der anschließenden Lager- bzw. Kurbelzapfen einstückig ausgeführt werden. Da hier beabsichtigt ist, die Zapfen mit besonderen Werkstoffeigenschaften auszustatten, werden sie als zwischen die Wangenstücke einzuschweißende oder -lötende Rohrstücke ausgeführt; bei Verzicht auf diesen Gesichtspunkt lassen sich die Zapfenteile selbstverständlich unmittelbar miteinander verbinden.
Die genannten Konstruktionen berücksichtigen freilich nicht genug die bei einem Lötverfahren zu stellenden Anforderungen an die Gestaltung der Einzelstücke. Danach ist zwischen den Einzelstücken ein Lötspalt in der Größenordnung zwischen 0,05 und 0,15 mm vorzusehen, in dem sich das verflüssigte, zuvor in einem im Lötspalt oder an dessen einem Ende gelegenen Depot eingebrachte Lot infolge der Kapillarwirkung des engen Spaltes verteilt. Dabei wird die Menge an Lötmaterial selbstverständlich so bemessen, daß sie ausreicht, um den ganzen Spalt auszufüllen. Es weist zweckmäßigerweise einen Überschuß auf, der zumindest am einen Ende der Lötspaltes austritt und der optischen Begutachtung der Qualität der
Lötverbindung dienen kann. Es versteht sich von selbst, daß zu diesem Zwecke das betreffende Ende des Lötspaltes einsehbar sein muß, d.h. zweckmäßigerweise auf die Außenseite der miteinander zu verbindenden Stücke gelegt wird. Die genannten Druckschriften enthalten keine Ausführungen darüber, wie die angrenzenden Stücke der Kurbelwelle vor dem Schweißen bzw. Löten in die richtige Lage zueinander gebracht und während des Verbindungsvorganges in dieser gehalten werden. Doch ist anzunehmen, daß dies durch besondere Einrichtungen erfolgt, di die Einzelstücke in der richtigen axialen und Winkelstellung zueinander halten. Ein solcher Einrichtungsaufwand verteuert die Fertigung und ist darüber hinaus geeignet, den Verbindungsprozeß selbst zu erschweren. Um die Kurbelwellen in einem Ofen löten zu können, wären beispielsweise wegen der dor herrschenden hohen Temperatur Halteeinrichtungen aus einer teuren Superlegierung oder aus Keramik erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Angabe eines Verfahrens zum Fügen von Kurbelwellen aus Einzelstücken, das für die Löttechnik optimiert ist und folgende Kriterien erfüllt:
1. Bereitstellung eines Lötspaltvolumens, das zur ausreichend festen Verbindung der Einzelstücke miteinander ausreicht; 2. eine Vormontage der Einzelstücke durch einfaches
Ineinanderstecken, wobei die dann hergestellte Orientierung während des Lötvorganges auch ohne Hilfe äußerer
Halteeinrichtungen bestehen bleibt;
3. eine optische Kontrollierbarkeit der Qualität der Lötverbindung;
4. Anordnung von Lötspalt und -depot so, daß eine Kerbwirkung minimiert wird;
5. Verhinderung des Benetzens von zweckmäßigerweise bereits vor dem Fügen fertiggestellten Lagerflächen durch das Lotmaterial. Weiterhin soll eine aus miteinander verlöteten Einzelstücken aufgebaute Kurbelwelle angegeben werden, deren Fügequalität optisch zuverlässig kontrollierbar ist.
Die ersten beiden Forderungen werden erfindungsgemäß durch ei Verfahren erfüllt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die zu verschiedenen Einzelstücken gehörenden Teile eines Achs- oder Kurbelzapfens auf einem Teil ihres U fangs mit Preßpassung und auf einem anderen Teil ihres Umfanges unter Freilassung eines Lötspaltes zusammengesteckt und anschließend miteinander verlötet werden. Die in der richtigen Orientierung zueinander ineinander gepreßten Einzelstücke verändern danach ihre Lage nicht mehr, so daß der Kurbelwellenrohling auf einer Unterlage stehend oder liegend in einen Lötofen eingebracht werden kann, ohne daß besondere Haltevorrichtungen benötigt werden. Zur
Herstellung der kraftschlüssigen Verbindung reicht ein Teil de Umfanges der Berührungsfläche zwischen den Einzelstücken aus; der andere Teil (der zweckmäßigerweise gleichmäßig über den Umfang verteilt ist) liegt hohl und bildet den Lötspalt.
Das Depot für das etwa in Form eines Ringes vorliegende Lotmaterial wird bevorzugt am inneren Ende des festigkeitstragenden Lötspaltes angeordnet. Damit kann bei einer optischen Inspektion der Außenseite der gelöteten Kurbelwelle anhand des dort gelegenen, vom Depot entfernten Spaltendes durch das Überfließen des Lotes aus dem Spalt die Tatsache einer einwandfreien Lötung festgestellt werden. Sofer das Lotdepot nicht am inneren Ende des Gesamtspaltes angeordne wird (z. B. um eine eindeutige Fixierung des Lotmaterialringes zu gewährleisten), ist der von hier nach der Innenseite der Kurbelwelle sich erstreckende Teil des Spaltes als nicht tragend anzusehen, da seine vorschriftsmäßige Füllung mit Lotmaterial nicht von außen kontrolliert werden kann.
Zur Erleichterung des vorläufigen Zusammenfügens der
Einzelteile sind gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung die miteinander zu verbindenden Stücke eines Achs- oder
Kurbelzapfens in an sich bekannter Weise (z. B. durch die
Anordnung aufeinander bezogener Kegelflächen), selbstzentrierend ausgestattet. Auch ohne erhöhte Präzision zueinander ausgerichtete Einzelstücke gelangen so beim
Zusammenfügen selbsttätig in die richtige Lage.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden Paare von Einzelstücken verwendet, bei denen jeweils ein Partner (wegen der leichteren Bearbeitbarkeit üblicherweise der innere) an mindestens einem Teil seiner Berührungsfläche mit dem anderen Stück mit einer abwechselnd Erhebungen und Vertiefungen aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird, wobei die Erhebungen das Paßmaß des anderen Stückes überschreiten, und die Vertiefungen dieses Paßmaß unterschreiten. Die Erhebungen werden bei dem gewaltsamen Ineinanderschieben der Stücke weitgehend auf das Paßmaß zurückverformt und sorgen für den festen Kraftschluß zwischen den Stücken.
Bevorzugt wird das eine Teil an seiner mit dem anderen Einzelstück in Berührung kommenden Oberfläche mit einer Rändelung versehen; dieses Verfahren ist wenig aufwendig und reicht völlig aus, um die geforderte Oberflächenstruktur mit einer Rauhtiefe von wenigen Zehntelmillimetern herzustellen.
Je nachdem, wie groß die zur Übertragung der Kräfte erforderliche Lötfläche sein muß und je nachdem, wie diese Fläche im Bereich der ineinandergesteckten Zapfenteile unterzubringen ist, kann nach alternativen Ausgestaltungen der Erfindung die Oberfläche der Verbindungsstelle des einen Stück mit einer geraden oder einer gewendelten Rändelung versehen werden; dabei ist selbstverständlich auch eine Kreuzrändelung möglich. Fügen als Partner für die Achs- bzw. Pleuellager fertig bearbeitet sein kann. Um diesen Bearbeitungszustand zu erhalten und eine Benetzung durch das aus dem Spalt austretende überschüssige Lot zu verhindern (dessen Abarbeiten infolge der großen Härte mancher dem Fachmann für diesen Zweck bekannter Lotwerkstoffe sehr aufwendig wäre) wird das äußere Ende des Lötspaltes bevorzugt außerhalb bearbeiteter Flächen der Zapfen gelegt, so daß aus diesem fließendes Lot die genannten Flächen nicht erreichen kann.
Ist eine solche Ausgestaltung nicht möglich, so empfiehlt sich eine Abwandlung des Verfahrens, bei der die dem äußeren Ende des Lötspaltes benachbarten Flächen eine die Benetzung durch das Lot verhindernde Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.
Der aus Fertigungsgründen ohnehin zwischen den Kurbelwangen und den anschließenden Zapfenteilen vorhandene unbearbeitete Übergangsbereich, üblicherweise eine möglichst flache Hohlkehle, kann erfindungsgemäß dazu benutzt werden, das überschüssige Lot aufzunehmen, indem das äußere Ende des Lötspaltes in diese Hohlkehle gelegt wird. Damit das Ineinanderstecken der Stücke definiert erfolgt, wird die Bewegung bis zum Erreichen eines Anschlages fortgesetzt, den zwei mehr oder minder stark gegen die Kurbelwellenachse geneigte Flächen bilden. Der zwischen ihnen verbleibende, durch Bearbeitungsungenauigkeiten und die Oberflächenrauhigkeit usw. hervorgerufene Spalt unbestimmter Breite wird als "Nullspalt" bezeichnet. Zwar ist damit zu rechnen, daß sich über zumindest einen Teil desselben das Lot ebenfalls verteilen wird, jedoch besteht keine Gewähr hierfür. Dieser Nullspalt ist so anzuordnen, daß er nicht zwischen Lötdepot und definierten Lotaustritt zu liegen kommt und dann als Lotbremse wirkt. Dazu werden erfindungsgemäß nicht mit Erhebungen und Vertiefungen versehene Teile der Oberflächen der Verbindungsstellen zwischen den Einzelstücken am äußeren Ende des Lötspaltes angeordnet. Eine vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gefügte Kurbelwelle ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschiedenen Einzelstücken gehörenden Teile eines Achs- bzw. Kurbelzapfens durch eine sich auf einen Teil ihres Umfanges erstreckende Lötung miteinander verbunden sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Figur 1 zeigt einen Teil einer Kurbelwelle im Langsaxialschnitt Die Figuren 2 bis 7 zeigen alternative Möglichkeiten der Anordnung des Lötdepots.
Die Figur 8 schließlich zeigt einen Querschnitt entsprechend der Linie VIII-VIII der Figur 1.
Eine Kurbelwelle besteht aus einer Anzahl von Wangen 1,
Achszapfen 2 und Kurbelzapfen 3. Der dargestellte Abschnitt ist aus vier Einzelstücken A, B, C, D aufgebaut, die durch unterschiedliche Schraffur kenntlich gemacht sind. Jedes dieser Stücke umfaßt eine Wange 1 und einen Teil sowohl eines Achszapfens 2 als auch eines Kurbelzapfens 3. Die Einzelstücke sind zur Gewichtserleichterung hohl ausgeführt, soweit es die erforderliche Festigkeit zuläßt und sind mit fertig bearbeiteten Lagerflächen 4 versehen. Sie werden vor dem Löten ineinander gesteckt, wobei das jeweils innere Teil (B in Figur 8) auf seiner Außenoberfläche mit einer Rändelung versehen worden ist; der Rändelungsvorgang hat die Oberfläche so verformt (vgl. Fig. 8), daß Erhebungen 5 und Vertiefungen 6 entstanden sind, wobei der Abstand zwischen ihnen wenige Zehntelmillimeter beträgt. Die Erhebungen gehen zunächst über das Innenmaß des außen liegenden Teiles (C in Figur 8) hinaus, werden aber beim Einpressen teilweise zurückverformt. Da der Außendurchmesser des inneren Teiles im ungerändelten Zustand kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Teiles ist, werden die zwischen den Erhebungen 5 verbleibenden Vertiefungen 6 auc beim Einpressen der Stücke nicht wieder ausgefüllt und verbleiben als Lötspalt. Durch den Einpreßvorgang sind die einzelnen Stücke A, B, C, D unverrückbar in der richtigen
Orientierung miteinander verbunden und können nach Einbringen von Lötmaterial 7 an geeigneter Stelle unmittelbar und ohne Zuhilfenahme von Stützkonstruktionen in den Lötofen verbracht werden. Dort verflüssigt sich das Lot 7 und zieht infolge der Kapillarwirkung in den Spalt 6, diesen ausfüllend. Wegen einer gewissen Überbemessung der Lotmenge fließt schließlich der Überschuß aus dem äußeren Ende des Lotspaltes 6 (im Beispiel i eine Hohlkehle 8). Dieser Überschuß ist bei einer optischen Inspektion der Kurbelwelle sichtbar und deutet darauf hin, daß die Lötung im ganzen Bereich des Lötspaltes 6 ordnungsgemäß erfolgt ist.
Um eine Beeinträchtigung der Lagerflächen 4 durch überfließendes Lot zu verhindern (falls das Volumen der Hohlkehle 8 zu dessen Aufnahme nicht ausreicht), sind die benachbarten Teile der Lagerflächen 4 mit einer (übertrieben dick dargestellten) Schicht 9 aus einem lotabweisenden Stoff (z. B. einer Metalloxidkeramik) versehen. Als dem Fachmann bekannte Lote, die für die Durchführung des Verfahrens geeigne erscheinen, bieten sich Kupfer- und Nickelbasislote an.
In den Figuren 2 bis 7 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie das in Ringform vorliegende Lot zweckmäßigerweise im Verhältnis zu den miteinander zu verbindenden Stücken angeordnet wird. Die ineinander zu steckenden Stücke A, B, C, D sind zweckmäßigerweise mit kegelförmigen Anschlagsflächen 10 versehen, durch die beim Zusammenbau eine selbsttätige Zentrierung der Teile aufeinande erfolgt und das Einführen erleichtert wird. Bilden die Flächen 10, wie in der Figur 1 dargestellt, zugleich die die Einführun begrenzenden Anschläge, so empfiehlt es sich, auch diese Flächen bei einem der Partner mit einer Rändelung 5, 6 zu versehen, damit trotz des an diesen Flächen an sich entstehenden Nullspaltes das Lot bis an das äußerste Ende des Spaltes 6 gelangen kann. Die in den Figuren 2 bis 7 dargestellten Alternativen der Anordnung des üblicherweise in Ringform vorliegenden Lotes 7 sind im Prinzip gleichwertig, wenn bestimmte Punkte berücksichtigt werden; die Gestaltung der Lötverbindung läßt sich so den verschiedensten konstruktiven Erfordernissen anpassen. Die beiden Ausführungsformen nach den Figuren 2 und 3 bieten die Möglichkeit, das Lot 7 erst nach dem Fügen der Teile einzusetzen. Dabei ist die Ausführungsform nach der Figur 2 am einfachsten, während bei derjenigen nach der Figur 3 darauf geachtet werden muß, daß der mit 61 bezeichnete Teil des
Lötspaltes 6 nicht als Nullspalt ausgebildet wird, da sonst der Fluß des Lotes an dieser Stelle stark behindert und möglicherweise nicht den gesamten restlichen Spalt 6 ausfüllen würde. Bei den Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 7 muß der Lotring 7 bereits vor dem Fügen der Teile A, B, C, D eingebracht werden; andererseits ergibt sich der Vorteil, daß er beim anschließenden Handhaben des Kurbelwellenrohlings nicht verloren gehen kann. Bei den Lösungen nach den Figuren 5 und 7 ist wiederum darauf zu achten, daß das mit 61 bezeichnete Spaltteil keinen Nullspalt bildet oder anderenfalls ebenso mit einer Rändelung versehen ist. Wird bei der Ausführung nach der Figur 6 das Lot an der oberen, gestrichelt gezeichneten Stelle angeordnet ist zu berücksichtigen, daß der mit 62 bezeichnete Teil des Lötspaltes 6 bei der Beurteilung der Festigkeit der Verbindung auszuscheiden hat, da infolge mangelnder
Beobachtungsmöglichkeit des inneren Endes des Lötspaltes 6 eine Qualitätskontrolle hier nicht möglich ist.

Claims

Patentansprüche 9
1. Verfahren zum Löten einer Kurbelwelle aus Einzelstücken (A, B, C, D) die jeweils eine Wange (1) und einen Teil eines Achs- (2) und eines Kurbelzapfens (3) umfassen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zu verschiedenen Einzelstücken gehörenden Teile eines Achs- (2) bzw. Kurbelzapfens (3) auf einem Teil ihres Umfanges (5) mit Preßpassung und auf einem anderen Teil ihres Umfanges unter Freilassung eines Lötspaltes (6) zusammengesteckt und anschließend miteinander verlötet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Lötdepot (7) am inneren Ende des festigkeitstragenden Lötspaltes (6) angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die miteinander zu verbindenden Einzelstücke (A, B, C, D) eines Achs- (2) bzw. Kurbelzapfens (3) selbstzentrierend (10) ausgestaltet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das eine der miteinander zu verbindenden Einzelstücke an mindestens einem Teil seiner Berührungsfläche mit dem anderen Einzelstück mit einer abwechselnd Erhebungen (5) und Vertiefungen (6) aufweisenden Oberflächenstruktur versehen wird, wobei die Erhebungen das Paßmaß des anderen Einzelstückes überschreiten, und die Vertiefungen dieses Paßmaß unterschreiten.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die mit dem anderen Einzelstück (C) in Berührung kommende Oberfläche des einen Einzelstücks (B) mit einer Rändelung (5, 6) versehen wird*.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die mit dem anderen Einzelstück (C) in Berührung kommende Oberfläche des einen Einzelstücks (B) mit einer geraden Rändelung (5, 6) versehen wird .
7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die mit dem anderen Einzelstück (C) in Berührung kommende Oberfläche des einen Einzelstücks (B) mit einer gewendelten Rändelung (5, 6) versehen wird .
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das äußere Ende des Lötspaltes (6) außerhalb bearbeiteter Flächen (4) der Zapfen (2, 3) gelegt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die dem äußeren Ende des Lötspaltes (6) benachbarten Flächen (4) eine die Benetzung durch das Lot verhindernde Oberflächenbeschaffenheit (9) aufweisen.
10. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das äußere Ende des Lötspaltes (6) in eine Hohlkehle (8) zwischen Wange (1) und Zapfen (2, 3) gelegt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Anspruch 4 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nicht mit Erhebungen (5) und Vertiefungen (6) versehene Teile der Oberflächen der Verbindungsstellen (10) zwischen den
Einzelstücken (A, B, C, D) am äußeren Ende des Lötspaltes (6) angeordnet werden.
12. Aus Einzelstücken (A, B, C, D) gelötete Kurbelwelle, wobei jedes der Einzelstücke eine Wange (1) und einen Teil eines
Achs- (2) und eines Kurbelzapfens (3) umfaßt, d a d u c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zu verschiedenen Einzelstücken gehörenden Teile eines Achs- (2) bzw. Kurbelzapfens (3) durch eine sich auf einen Teil ihres Umfanges (5) erstreckende Lötung (6) miteinander verbunden sind.
PCT/DE1989/000563 1988-09-07 1989-08-28 Verfahren zum löten einer hohlen kurbelwelle aus einzelstücken WO1990002885A1 (de)

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