DE1085400B

DE1085400B - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelwellen

Info

Publication number: DE1085400B
Application number: DEM38525A
Authority: DE
Inventors: Adolf Schwartz
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1958-08-06
Filing date: 1958-08-06
Publication date: 1960-07-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieden von mehrhubigen Kurbelwellen, bei dem eine Rundstange mit eingerollten Lagerzapfen und einem zwischen ihnen liegenden Hubstück von der Länge des fertigen Hubstücks im geschlossenen Gesenk in Hubrichtung zu einem Kurbelhub mit fertigen Wangen durchgesetzt wird.

Kurbelwellen, ζ. B. für Großbrennkraftmaschinen, werden in verschiedener Weise, so auch durch Gesenkpressen hergestellt. Bei einem bekannten Verfahren, bei dem die beiden Wangen und der Kurbelzapfen in einem einzigen Durchsetz Vorgang gebildet werden, sind sehr hohe Preßdrücke erforderlich, um die Gesenkform, insbesondere im Bereich des dem Kurbelzapfen abgewandten Endes, auszufüllen. Außerdem ist dabei eine erhebliche Gratbildung nicht zu vermeiden.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird, ausgehend von Rundmaterial mit eingerollten Lager- und Kurbelzapfen und dazwischenliegenden Abschnitten mit dem Volumen der Wangen entsprechenden Längen, ein Hub durch Durchbiegen des zwischen zwei Lagerzapfen liegenden Wellenstückes unter gleichzeitigem Stauchen der die Wangen bildenden Abschnitte zur Hubmitte hin hergestellt. Abgesehen davon, daß für das Durchbiegen und Stauchen auf Wangendicke eine erhebliche Preßkraft erforderlich ist, kann auch hier die Gratbildung nicht vermieden werden, und es ist eine aufwendige Schmiedevorrichtung erforderlich.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren, bei denen ein geschlossenes Gesenk verwendet und das Vormaterial in zwei oder mehr Wärmen verarbeitet wird, besteht darin, daß das Längenmaß durch die nicht gleichmäßig zu haltende Schmiedetemperatur nicht eingehalten werden kann.

Demgegenüber wird beim Schmieden von mehrhubigen Kurbelwellen für Brennkraftmaschinen, ausgehend von einer Rundstange mit eingerollten Lagerzapfen und je einem zwischen ihm liegenden Abschnitt von der Länge des fertigen Hubstückes, der im geschlossenen, nur in Hubrichtung einwirkenden Gesenk zu einem Kurbelhub mit fertigen Wangen und rundem Kurbelzapfen durchgesetzt wird, gemäß der Erfindung ein Abschnitt mit eingerolltem Kurbelzapfen verwendet, an dem die beiden Wangen in einem Arbeitsschritt für sich und vor einem Durchsetzen des Kurbelzapfens durchgesetzt werden. Eine vorteilhafte weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht darin, daß bereits an der Rundstange die Kurbelzapfen exzentrisch winkelgerecht eingerollt werden.

Durch das in jedem Fall für sich erfolgende Durchsetzen der Wangen ist es möglich, mit einer kleineren Presse auszukommen. Außerdem wird der Faserverlauf günstig beeinflußt; es werden Einschnürungen Verfahren und Vorrichtung
zum Schmieden von Kurbelwellen

Anmelder:

Maschinenfabrik
Augsburg-Nürnberg A.-G.,
Augsburg 2, Stadtbachstr. 7

Adolf Schwartz, Stadtbergen über Augsburg,
ist als Erfinder genannt worden

und eine Gratbildung vermieden und ein runder Kurbelzapfen erzielt. Durch das Schmieden gemäß der Erfindung wird auch der Axialdruck beim Pressen wesentlich verringert, wodurch die Gewähr gegeben ist, daß die Maße von Hub zu Hub und die Gesamtlänge genau und ohne zusätzlichen Aufwand einzuhalten sind. Die Wangen werden außerdem an ihrem dem Kurbelzapfen abgewandten Ende voll ausgeformt, weil der Werkstoff in diesen Bereichen beim Eindringen des Stempels nicht in der Hubrichtung fortgedrückt wird. Durch das Einrollen der Kurbelzapfen wird weiter erreicht, daß beliebige Kurbelzapf enlängen hergestellt werden können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Kurbelwelle für einen Mehrzylindermotor mit zentrisch eingerollten Lagerstellen vor dem Pressen der Hübe,

Fig. 2 eine Kurbelwelle für einen Mehrzylindermotor mit exzentrisch eingerollten Kurbelzapfen voi dem Pressen der Hübe,

Fig. 3 eine Kurbelwelle für einen V-Motor,
Fig. 4 eine Vorrichtung zum Herstellen der Hübe, Fig. 5 die Vorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 6 und 7 den Wangen- und Zapfenstempel.
Zum Herstellen der Kurbelwelle wird Rundmaterial von einem Durchmesser D verwendet, der ausreicht, um die spätere Wangenform ganz auszufüllen. Nach örtlicher, vorzugsweise induktiver Erhitzung werden dann die Stellen für die Lagerzapfen 1 und die Stellen für die Kurbelzapfen 2 zentrisch, bekanntlich am zweckmäßigsten mittels aus anpreßbaren Rollen bestehenden Rollierwerkzeugen, eingerollt. Es ist aber auch möglich, wie Fig. 2 zeigt, die Lagerzapfen 1 zentrisch und die Kurbelzapfen 2 exzentrisch, d. h. in der späteren Hubstellung, einzurollen. Bei Kurbelwellen für V-Maschinen mit zwei auf einem Zapfen arbeiten-

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den Pleueln kann, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, in der gleichen Weise vorgegangen werden.

Anschließend wird beim Pressen eines Hubes zunächst, nach vorzugsweise induktiver Erwärmung, mit dem rahmenförmigen Wangenstempel 10 das Durchsetzen der Wangen vorgenommen, wobei der in ersterem geführte Zapfenstempel in der Länge so abgestimmt ist, daß er während dieses Vorgangs den halben Zapfen umschließt, während ein Gegenstempel 7, der auch als Auswerfer dient, von unten zum Anliegen kommt, wobei beide Stempel um das Durchsetzmaß mit nach unten bewegt werden. Nach dem Durchsetzen der Wangen erst wird der Zapfen mit dem Zapfenstempel 11 durchgesetzt, wobei der Wangenstempel beispielsweise durch Bolzen oder eigene Zylinder und Kolben mit dem Oberteil 4 arretiert ist.

Das Auspressen der Hübe kann beispielsweise mit der in Fig. 4 gezeigten Preßvorrichtung ausgeführt werden. Das Pressenunterteil 3 ist dabei in bekannter Weise auf einen verschiebbaren Tisch der Presse aufgebaut und unabhängig vom Oberteil 4 ein- und ausfahrbar. Dadurch wird das Einlegen und Herausnehmen der Welle erleichtert. Das Oberteil 4 ist frei hängend am Pressenquerhaupt 5 befestigt und wird, nachdem die Welle außerhalb der Presse eingelegt und das Unterteil mit der Welle eingefahren und arretiert ist, durch Absenken des beweglichen Querhauptes auf das Unterteil zentriert gelegt und mittels im Unterteil angeordneter Preßzylinder 20 angedrückt. Um dies zu ermöglichen, werden nach dem Aufsetzen des Oberteils 4 zwischen diesem und den Köpfen von Ankerbolzen 21 des Unterteils 3 Laschen 22 eingelegt, die beim Unterdrucksetzen der Zylinder 20 die beiden Teile 3 und 4 aufeinanderpressen. Ihr Anpreß druck ist von der Preßkraft für die Verformung nicht abhängig. Das Unterteil 3 enthält vier Lagerstellen für die Lagerzapfen und in ihm ist die untere Hälfte des Hub- und Zapfenformgesenks befestigt. Zum leichteren Auswechseln und um Spannungsfreiheit zu gewährleisten, besteht das untere Formgesenk aus einem festen Teil 6 und dem schon erwähnten Gegenstempel 7, der mit seinem Kopf den halben Kurbelzapfen umfaßt und sich in der Auswerferstange 8 fortsetzt. Das Oberteil 4 enthält ebenfalls vier Lagerstellen für die Lagerzapfen und weist eine Öffnung 9 für den Wangenstempel 10 auf, der das Formgesenk für die obere Hälfte der Wangen bildet und im Oberteil 4 beweglich geführt ist. Innerhalb des rahmenförmigen Stempels 10 ist der Zapfenstempel 11 geführt. Dieser kann entweder mit dem Wangenstempel fest verbunden oder beweglich am Pressenhaupt 5 sein. Er umfaßt die obere Hälfte des Kurbelzapfens. Im Ober- und Unterteil sind Aussparungen 12,13 zur Aufnahme vorbereiteter bzw. fertiggepreßter Hübe vorgesehen.

Die genaue Winkelstellung der Hübe zueinander wird durch eine teilkopfähnliche Vorrichtung erreicht, in welche das eine Ende der Welle eingespannt wird. Sie gehört nicht zur Erfindung.

Das Anwärmen vor dem Rollen und Pressen erfolgt in bekannter Weise zweckmäßig partiell und induktiv; es kann aber auch insgesamt im Schmiedeofen vorgenommen werden. Bei induktiver Erwärmung werden dabei unabhängig von der Hubzahl gleichzeitig mehrere Wellen in die dafür vorgesehenen Spulen der induktiven Wärmevorrichtung eingelegt, um bei der verhältnismäßig geringen Preßzeit eine hohe Tagesleistung zu erreichen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schmieden von mehrhubigen Kurbelwellen aus Rundstangen, bei dem je ein zwischen eingerollten Lagerzapfen liegender Abschnitt von der Länge des fertigen Hubstücks im geschlossenen, nur in Hubrichtung einwirkenden Gesenk zu einem Kurbelhub mit fertigen Wangen und rundem Kurbelzapfen durchgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Abschnitt mit eingerolltem Kurbelzapfen die beiden Wangen in einem Arbeitsschritt für sich und vor einem Durchsetzen des Kurbelzapfens durchgesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bereits an der Rundstange die Kurbelzapfen exzentrisch winkelgerecht eingerollt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem rahmenartigen Stempel (10) zum Durchsetzen der Wangenteile ein Durchsetzstempel (11) für den Kurbelzapfen geführt bzw. gehaltert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchsetzstempel (11) für den Kurbelzapfen in an sich bekannter Weise mit einem Gegenstempel (7) zusammenwirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 870932;
»Fertigungstechnik«,

6. Jahrgang, Heft 2, Februar 1956, S. 52;

»Machine Moderne«, Oktober 1956, S. 41 und 43 f.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen