Home Werkstoffgerechte Randschichtkonzepte für die Festigkeitsgestaltung von Kurbelwellen
Article
Licensed
Unlicensed Requires Authentication

Werkstoffgerechte Randschichtkonzepte für die Festigkeitsgestaltung von Kurbelwellen

  • G. Conradt

    Dipl.-Ing. Götz Conradt, geb. 1938, Beratender Ingenieur, bis 2003 bei BMW Group München zuständig für Technologie Wärmebehandlung Motorenbau.
Published/Copyright: April 1, 2013
Become an author with De Gruyter Brill
Submit Manuscript Author Information
HTM Journal of Heat Treatment and Materials
From the journal HTM Journal of Heat Treatment and Materials Volume 59 Issue 5

Kurzfassungen

Unsicherheit und mangelnde Kooperation der Fachgebiete kann bei der Festigkeitsgestaltung zu überhöhter Bauteilfestigkeit und damit zu hohen Fertigungskosten führen. Für eine ausreichende aber nicht überhöhte Bauteilfestigkeit leistet die Werkstofftechnik einen wichtigen Beitrag u.a. durch werkstoffgerechte Verfahren zur Randschichtverfestigung. Die Kriterien zur Bemessung der Dauerschwingfestigkeit von Kurbelwellen – wie Lastverhältnis, Kompatibilität von Werkstoff und Randschichtkonzept, Gestaltung der Form von Lagerhohlkehlen sowie werkstofftechnische Potenziale für nachträgliche Steigerung der Bauteilfestigkeit – werden erläutert. Bei der Auswahl von Rohteil und dessen Wärmebehandlung ist besonders auf Fertigungsrisiken und Lebensdauerprognose zu achten. Die Werkstoffpalette für Kurbelwellen wird unter vorgenannten Gesichtspunkten untersucht und es werden neue Werkstoffe vorgestellt. Der Erfolg der gängigen Verfahren zur Randschichtverfestigung – wie Randschichthärten, Festwalzen, Nitrieren oder Kugelstrahlen – hängt entscheidend von Lastverhältnis und Geometrie der Lagerhohlkehlen ab. Fertigungsrisiken und Herstellkosten können durch effiziente Vorgaben für Technologie und Prüftechnik gesenkt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass Fehlentscheidungen an interdisziplinären Schnittstellen (Kompetenzlücken) zu ungewollten Veränderungen der Bauteilfestigkeit führen können.

Summary

Over dimensioning by ignorance or missing interdisciplinary cooperation leads to increasing manufacturing costs. The materials technology is of enormous importance to a fatigue strength configuration as well as necessary. With reference to crankshafts fatigue strength the most important features as load rate, materials suitability to strength increasing procedures, design configuration of fillets, and also the possibilities of later strengthening of existing parts are described in detail. Rough materials and correspondent pre-treatments have to be selected mainly regarding to manufacturing risks and possibility of evaluation of fatigue endurance. New crankshaft materials are mentioned. The work shows that the strengthening effect of case hardening, deep rolling, nitriding or shot peening depends essentially on load rate and design configuration of fillets. Efficient technology and gauging features leads to low manufacturing risks and costs. Examples of possible faults on competence interfaces of design process are mentioned.

About the author

Dipl.-Ing. G. Conradt

Dipl.-Ing. Götz Conradt, geb. 1938, Beratender Ingenieur, bis 2003 bei BMW Group München zuständig für Technologie Wärmebehandlung Motorenbau.

Literatur

1 Lang, O. R.: Formzahlen von Kurbelwellen. MTZ 29 (1968) 3, S. 91-95Search in Google Scholar

2 Sonnenschein, T. u. a.: Gegossene Kurbelwellen. MTZ 30 (1969) 9, S. 329-338Search in Google Scholar

3 Eberhard, A.: Einfluss der Formgebung auf die Spannungsverteilung von Kurbelkröpfungen mit Längsbohrungen, Teil 2. MTZ 34 (1973) 9, S. 303-308Search in Google Scholar

4 Albrecht, K.-H.; Emanuel, H.; Junk, H.: Optimierung von Kurbelwellen aus Gusseisen mit Kugelgraphit. MTZ 47 (1986) 7/8, S. 277-283Search in Google Scholar

5 Schütz, W.: Kugelstrahlen zur Verbesserung der Schwingfestigkeit von Bauteilen. Zeitschrift für Werkstofftechnik 17 (1986), S. 53-6110.1002/mawe.19860170206Search in Google Scholar

6 Sonsino, C. M. u. a.: Schwingfestigkeit von festgewalzten, induktionsgehärteten sowie kombiniert behandelten Eisen-Graphit-Gusswerkstoffen unter konstanten und zufallsartigen Belastungen. Gießereiforschung 42 (1990) 3, S. 110-121Search in Google Scholar

7 Staudinger, H. P.; Dreher, H.: Lagerverhalten von Gusskurbelwellen – optimierte Feinstbearbeitung der Lagerzapfen durch Fertighonen. konstruieren + giessen 15 (1990) 2, S. 13-25Search in Google Scholar

8 Steigerung der Schwingfestigkeit von Bauteilen aus Gusseisen mit Kugelgraphit. Hausmitteilung der Georg Fischer AG, Schaffhausen, Schweiz, 1992Search in Google Scholar

9 Hempel, M.: Dauerschwingfestigkeit. In: Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen, Blatt D 11; Verlag Stahleisen Düsseldorf, 1965Search in Google Scholar

10 Bergmann, J. W.; Heuler, P.: Übertragbarkeit – ein zentrales Problem der Lebensdauervorhersage schwingbelasteter Bauteile. Mat.-wiss. u. Werkstofft. 25 (1994) 1, S. 3-1010.1002/mawe.19940250105Search in Google Scholar

11 Panknin, W.; Marke, E.: Kaltumformbarkeit. In: Werkstoff-Handbuch Stahl und Eisen, Blatt E 5; Verlag Stahleisen Düsseldorf, 1965Search in Google Scholar

12 Kaufmann, H.; Ziemann, M.; Klemz, R.; Sonsino, C. M.: Einfluss von Härtungsparametern auf die Schwingfestigkeit von Gesenkschmiedeteilen. HTM 49 (1994) 6, S. 378-38310.1515/htm-1994-490604Search in Google Scholar

13 Sonsino, C. M.; Grubišič, V.: Hochwertige Gussbauteile – Forderungen zur Betriebsfestigkeit. konstruieren + giessen 20 (1995) 3, S. 27-41Search in Google Scholar

14 Hausmitteilung der Maschinenfabrik Alfing Kessler, Aalen-Wasseralfingen, 1996Search in Google Scholar

15 Kloos, K. H.; Kaiser, B.; Jung, U.: Festwalzen hebt Kerbwirkung auf. MTZ-Sonderheft Fertigungstechnik, 1994/95Search in Google Scholar

16 Rasser, M. W.; Resch, T.; Priebsch, H. H.: Berechnung der gekoppelten Axial-, Biege- und Torsionsschwingungen von Kurbelwellen und der auftretenden Spannungen. MTZ 61 (2000) 10, S. 694-70010.1007/BF03227307Search in Google Scholar

17 Bauer, W.: Einfluss der Gusshaut auf das Biegewechselverhalten von Werkstücken aus Gusseisen mit Kugelgraphit. konstruieren + giessen 26 (2001) 4, S. 4-15Search in Google Scholar

18 Conradt, G.: Wärmebehandlungskriterien bei der Werkstoffauswahl von Kurbelwellen. MTZ 64 (2003) 2, S. 134-13910.1007/BF03226686Search in Google Scholar

19 Conradt, G.: Kostenbewusste Auswahl des Anlassverfahrens nach Randschichthärtung. ZWF 98 (2003) 4, S. 183-18810.3139/104.100632Search in Google Scholar

20 Chatterley, T. C.; Murrell, P.: ADI Crankshafts – An Appraisal of Their Production Potential. Proc. SAE International Congress & Exposition, 23.-26.02.1998, Detroit, USA, S. 17-3910.4271/980686Search in Google Scholar

21 Röhrig, K.: 2. Europäische ADI-Entwicklungskonferenz – Eigenschaften, Bauteilentwicklung und Anwendungen. konstruieren + giessen 28 (2003) 1, S. 2-14Search in Google Scholar
Published Online: 2013-04-01
Published in Print: 2004-10-01

© 2004 Carl Hanser Verlag, München

Articles in the same Issue

  1. Contents
  2. Einladung zu folgendem Seminar: Werkstoffe und Wärmebehandlung
  3. Hinweis zu folgenden Veranstaltungen der Technischen Akademie Esslingen (TAE)
  4. Zum 60. Härtereikolloquium
  5. Nitrieren
  6. Nitrieren von Fe-Cr-Legierungen
  7. Untersuchungen zur Ermittlung des Anwendungspotenzials für das Nitrieren von TiAl6V4 in einer intensivierten Glimmentladung
  8. Buchbesprechungen
  9. Buchbesprechung
  10. Beschichten
  11. Standzeitverbesserung durch Einsatz vanadincarbidhaltige Nickelbasis-Schutzschichten
  12. Buchbesprechungen
  13. Buchbesprechung
  14. Werkstoffe
  15. Stickstofflegierte Stähle für geschmiedete Schneidwaren
  16. Veranstaltungen
  17. Einladung zu folgenden AWT-Seminaren
  18. Wärmebehandlungsverfahren
  19. Eine einfache Methode zur Beurteilung von Abschrecksystemen
  20. Buchbesprechungen
  21. Buchbesprechung
  22. Wärmebehandlungsverfahren
  23. Verzugskompensation mittels Gasabschreckung in flexiblen Düsenfeldern*
  24. Buchbesprechungen
  25. Buchbesprechung
  26. Werkstoff- und Bauteilfestigkeit
  27. Werkstoffgerechte Randschichtkonzepte für die Festigkeitsgestaltung von Kurbelwellen
  28. Buchbesprechungen
  29. Buchbesprechung
  30. Werkstoff- und Bauteilfestigkeit
  31. Wälzermüdung
  32. Buchbesprechungen
  33. Buchbesprechungen
  34. 1st International Conference on Distortion Engineering (IDE) 2005
  35. HTM-Praxis
https://doi.org/10.1515/htm-2004-0015

Articles in the same Issue

  1. Contents
  2. Einladung zu folgendem Seminar: Werkstoffe und Wärmebehandlung
  3. Hinweis zu folgenden Veranstaltungen der Technischen Akademie Esslingen (TAE)
  4. Zum 60. Härtereikolloquium
  5. Nitrieren
  6. Nitrieren von Fe-Cr-Legierungen
  7. Untersuchungen zur Ermittlung des Anwendungspotenzials für das Nitrieren von TiAl6V4 in einer intensivierten Glimmentladung
  8. Buchbesprechungen
  9. Buchbesprechung
  10. Beschichten
  11. Standzeitverbesserung durch Einsatz vanadincarbidhaltige Nickelbasis-Schutzschichten
  12. Buchbesprechungen
  13. Buchbesprechung
  14. Werkstoffe
  15. Stickstofflegierte Stähle für geschmiedete Schneidwaren
  16. Veranstaltungen
  17. Einladung zu folgenden AWT-Seminaren
  18. Wärmebehandlungsverfahren
  19. Eine einfache Methode zur Beurteilung von Abschrecksystemen
  20. Buchbesprechungen
  21. Buchbesprechung
  22. Wärmebehandlungsverfahren
  23. Verzugskompensation mittels Gasabschreckung in flexiblen Düsenfeldern*
  24. Buchbesprechungen
  25. Buchbesprechung
  26. Werkstoff- und Bauteilfestigkeit
  27. Werkstoffgerechte Randschichtkonzepte für die Festigkeitsgestaltung von Kurbelwellen
  28. Buchbesprechungen
  29. Buchbesprechung
  30. Werkstoff- und Bauteilfestigkeit
  31. Wälzermüdung
  32. Buchbesprechungen
  33. Buchbesprechungen
  34. 1st International Conference on Distortion Engineering (IDE) 2005
  35. HTM-Praxis
Sign up now to receive a 20% welcome discount
Institutional Access
How does access work?
Have an idea on how to improve our website?
Please write us.
© 2025 De Gruyter Brill
Downloaded on 25.10.2025 from https://www.degruyterbrill.com/document/doi/10.1515/htm-2004-0015/pdf
Scroll to top button