專利名稱：具有組合的驅動齒輪的曲軸以及其制造方法和其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有組合的驅動齒輪的曲軸以及其制造方法和其應用。由DE19517506A1已知此類曲軸。
背景技術：
大功率密度和點火壓力的發動機，例如柴油機，需要帶組合的驅動齒輪的曲軸，它們尤其在其連接區產生高的負荷。因此通常采用鍛造的鋼曲軸，在曲軸上借助材料封閉(焊接)、形封閉(螺釘)或摩擦力封閉(配合)的連接方法固定淬火的齒輪。
例如按DE19517506A1齒輪用螺釘固定在曲軸上。
按JP59129730A也可以通過軸的等溫淬火和其他加工步驟達到提高曲軸負荷能力的目的。
用于制造具有組合的驅動齒輪的曲軸所需工藝步驟的數量需要比較長的生產時間和導致比較高的成本。
發明內容
因此本發明的目的在于提供一種用于制造具有組合的驅動齒輪的曲軸具有較少工藝步驟的方法以及提供一種用此方法生產的曲軸。
本發明通過權利要求1的特征涉及要提供的曲軸。本發明通過權利要求2的特征涉及要提供的方法。權利要求4說明優選的使用。權利要求3包含按本發明的方法有利的進一步發展。
按本發明為達到有關要提供的曲軸方面的目的采取的措施是，曲軸與組合的驅動齒輪鑄成一體。
這種設計的優點在于較低的生產成本，因為略去了連接的步驟，以及在于與鍛造相比短的鑄造時間。此外，在鑄造時存在更大的設計自由度。
特別有利的是，具有組合的驅動齒輪的曲軸由等溫淬火球墨鑄鐵(austempered ductile iron)(ADI)組成。在這里涉及一種球墨鑄鐵，它通過針對性的熱處理(等溫淬火)例如有更好的耐磨性。
在這里有利地一方面減輕了重量。ADI比通常使用的鋼的重量減小約10％。另一方面ADI有杰出的熱和機械參數，尤其高達1600N/mm2的強度值。
由于材料ADI的這些有利的特性，可以完全取消齒輪通常需要的淬火。
按一種特別有利的設計，齒輪的區域有比其余的鑄件更高的硬度。這一點可以在不同的鑄件區域熱處理期間通過適當地控制為不同的溫度達到。通過冷作硬化(所謂的噴丸處理(Festigkeitsstrahlen))可以附加或改變提高硬度。
鑄件，例如齒，局部提高硬度的另一種附加或改變的可能性在于，在熔體內局部加入碳化物。這可以通過含碳化物的鑄型涂料(Schlichten)實現。人們得到一種添加碳化物的ADI微結構(所謂的碳化物ADI＝CADI)。因此淬火的區域有更高的耐磨性。
按本發明為達到有關要提供的用于制造曲軸的方法方面的目的采取的措施是，曲軸和組合的驅動齒輪鑄成一體。
特別有利的是，為了鑄造采用基本合金，它們適用于等溫淬火。因此，具有組合的驅動齒輪的曲軸可以首先形狀完整地制造，以及然后等溫淬火(熱處理)，在這種情況下構成ADI(等溫淬火球墨鑄鐵)有利的熱和機械性質。與之不同，熱處理也可以直接在鑄造后進行，接著實施可能的應用中特殊需要的最終加工。
有利地還對鑄件的部分區例如齒進行淬火。這可以通過局部不同地控制熱處理和/或局部冷作硬化，例如通過噴丸處理，和/或在鑄模內局部施加含碳化物的鑄型涂料實現。
特別有利地，按本發明的方法可在硬模鑄造(永久鑄模)中使用。在這種情況下，一方面齒輪區可以形狀特別準確地鑄造，以及另一方面可以在鑄模內已實施至少部分熱處理。
特別有利的是，在柴油機汽車內使用按本發明的具有組合的驅動齒輪的曲軸，因為它的發動機負荷特別高。
按本發明的具有組合的驅動齒輪的曲軸業已證實特別適合在汽車中使用。但它也可以特別有利地在另一些遭受高負荷的領域中使用。例如可列舉船舶和飛機制造業，但也包括固定式應用，例如發電機。
權利要求
1.具有組合的驅動齒輪的曲軸，兩者鑄成一體，其中曲軸和齒輪具有不同的硬度，其特征為兩者用等溫淬火球墨鑄鐵(adi)制成；齒輪通過噴丸處理具有一種提高的疲勞強度和/或通過加入含碳化物的鑄型涂料具有一種提高的耐磨性。
2.用于制造具有組合的驅動齒輪的曲軸的方法，按此方法將兩者鑄成一體，其特征為使用一種適用于等溫淬火球墨鑄鐵(adi)的基本合金作為鑄造材料并對其進行熱處理，其中，熱處理局部不同地進行控制；局部通過噴丸處理提高疲勞強度和/或局部通過加入含碳化物的鑄型涂料提高耐磨性。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征為此方法在硬模鑄造時使用。
4.按照權利要求1所述的曲軸的應用，它用于柴油機汽車。
全文摘要
本發明涉及一種具有組合的驅動齒輪的曲軸以及其制造方法和其應用。高功率密度和點火壓力的發動機，例如柴油機，需要帶組合的驅動齒輪的曲軸，它們尤其在其連接區產生高的負荷。因此通常使用鑄造的鋼曲軸，在曲軸上借助螺釘或焊接連接淬火的齒輪。本發明的目的在于，提供一種方法和按此方法生產的曲軸，這種方法為制造具有組合的驅動齒輪的曲軸有較少的工藝步驟。為達到此目的，將曲軸和組合的驅動齒輪鑄成一體。作為原材料采用等溫淬火球墨鑄鐵。強度或耐磨性局部通過噴丸處理或施加含碳化物的鑄型涂料而提高。
文檔編號F16C3/08GK1849402SQ200480025885
公開日2006年10月18日 申請日期2004年8月23日 優先權日2003年9月23日
發明者T·貝爾, U·羅爾貝格, T·豪格 申請人:戴姆勒-克萊斯勒股份公司