DE1936012C2

DE1936012C2 - Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelhüben in einer vertikal wirkenden Schmiedepresse

Info

Publication number: DE1936012C2
Application number: DE1936012A
Authority: DE
Inventors: Gabriel St. Etienne Ruget
Original assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Current assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS FR
Priority date: 1968-07-19
Filing date: 1969-07-15
Publication date: 1984-06-14
Also published as: DE1936012A1; DK146499B; NL6911154A; JPS4924337B1; SE371589B; GB1229539A; US3650143A; CS184303B2; DK146499C; NL159301B

Description

und Flanschen, als dies mit gatlungsgleichen bekannten Vorrichtungen der Fall war.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbcispidder Erfindung anhand der Zeichnung in einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine leilgeschniltene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelwellen in geöffnetem Zustand;

F i g. 2 die Vorrichtung nach I- i g. 1 in geschlossenem Zustand;

F i g. 3 ein Vektordiagramm der Kräfteverteilung an den Gleitflächenpaaren.

Bei der dargestellten Schmiedevorrichtung ist auf einem Preßsockel 42 einer Schmiedepresse eine untere Traverse 41 mit zwei Gleitschienen 44,44' befestigt, auf denen zwei Schlitten 43, 43' gegeneinander verschiebbar geführt sind. Mit dem Preßstößel 46 der Schmiedepresse ist eine obere Traverse 45 fest verbunden, an der zwei zueinander weisende schräge Gleitflächen 47, 47' ausgebildet sind. Zwei Stauchgesenkträger 63, 63' sind an dieser oberen Traverse 45 über zwei Kolbenzylinderantriebe 64, 64' aufgehängt und weisen schräge Gegenflächen 65,65' auf, die an den Gleitflächen 47,47' parallel anliegen. An den beiden Stauchgesenkträgern 63,63' sind die oberen Gesenkhälften 55, 57 zweier Stauchgesenke montiert, deren untere Hälften 54,56 auf je einem der Schlitten 43,43' befestigt sind. Zwischen den beiden Stauchgesenken befindet sich ein Durchsetzgesenk zum Schmieden des Kurbelzapfens, dessen beide Gcsenkhälften 50,51 mit je einem Kolbenzylinderantricb 53,52 jo fest verbunden sind. Ein Stauchzylinder 58 ist in einem Schlitten 43 eingebaut und erzeugt eine zusätzliche horizontale Stauchkraft.

Vor dem Schmiedevorgang befindet sich die Vorrichtung in der geöffneten Stellung nach Fig. 1. Die Stauch- j-> gesenkträger 63,63' sind durch Ausfahren der Kolbcnzylinderantriebe 64,64' aus ihrer Schließstellung jeweils um eine den Stauchhub für eine Kurbelwange entsprochende Länge auseinandergefahren und dabei gegenüber der oberen Traverse 45 an den Gleitflächen 47,47' auch nach abwärts vorgeschoben. Nicht dargestellte Anschläge bestimmen die untere Stellung der Stauchgesenkträger 63, 63' gegenüber der oberen Traverse 45. Die Kolbenzylinderantriebe 64,64' halten die Stauchgesenkträger 63,63' zu Beginn des Schmiedevorgangs gegen die Anschläge gepreßt. Vor dem Schmiedevorgang sind auch die Schlitten 43, 43' aus ihrer geschlossenen Stellung gemäß V i g. 2 um die gleiche Länge wie die Stauchgesenkträger 63, 63' auseinandergefahren, was ebenfalls durch Anschläge bestimmt wird. In dieser olfcnen Stellung wird der zuvor auf Schmiedetemperatur erwärmte Kurbelwellen-Rohling 48 auf den unteren Stauchgesenkhälften 54, 56 genau ausgerichtet positioniert.

Während des Schließvorgangs der Vorrichtung wird der Preßstößel 46 abgesenkt und nimmt den oberen Teil A der Vorrichtung mit, bis die oberen Stauchgesenkhälften 55, 57 mit den unteren Stauchgesenkhälfien 54, 56 wirkungsmäßig in Kontakt kommen und sich um den Rohling 48 schließen. Gleichzeitig gelangen die Stauch- t>o gesenkträger 63,63' mit den Schlitten 43,43' in Eingriff und auch die beiden Gesenkhälften 50, 51 des Durchsetzgesenks kommen wirkungsmäßig miteinander in Kontakt. Eine Verriegelung 70, 71 verhindert jede horizontale Relativbewegung zwischen den Schlitten 43,43' b5 und den Stauchgesenkträgern 63,63'. In diesem Zustand reicht der Druck der Kolbenzylinderantriebe 64,64' auf die Stauchgesenkträger 63, 63' aus, um die oberen Stauchgesenkhälften 55, 57 fest gegen d<e unteren Stauchgesenkhälften 54, 56 anzudrücken. Da die obere Traverse 45 weiter abgesenkt wird, kann danach die Wirkung der Kolbenzylinderantriebe 64, 64' fortfallen. Der Vertikalschub der Traverse 45 auf die Schrägfliichen 65, 65' sorgt allein für den ausreichend hohen Schließdruck der Stauchgesenke, um ein Auspressen des Werkstoffes zu verhindern. Die Verriegelung 71 der Stauchgesenkirägcr63, 63' mit den Schlitten 43.43' bewirkt die Mitnahme der Schlitten während der Stauchbewegung.

Gleichzeitig mit Beginn der .Stauchbewegung beginnt die Versetzung des später den Kurbelzapfen bildenden Rohling-Abschnittes. Über den mittels nicht gezeigter Ventile einstellbaren Druck in den Kolbenzylinderantriebe 52,53 übt die untere Gesenkhälfte 51 des Durchsetzgesenks nach oben eine Kraft F₁ und die oberen Hälfte 50 des Durchsetzgesenks nach unter eine Kraft Fj aus. Die den beiden Kolbenzylinderantrieben 52, 53 zugeordneten Ventile sind so eingestellt, daß die Kraft Fi der erforderlichen Schließkraft entspricht, mit der die Gesenkhälften 50 und 51 den Kurbelzapfen zusammenspannen. Die Kraft F) ist geringfügig größer als die Summe der Kraft Fi und der für die Durchsetzung des Wellenzapfens erforderlichen Kraft. Geht die obere Traverse 45 weiter nach unten, dann dringt der mit der unteren Durchseizgesenkhälfte 51 verbundene Kolben in die Koiben/.ylindcreinheii 52 ein, während der mit der oberen Durchsetzgesenkhälfte 50 verbundene Kolben gegenüber der oberen Traverse 45 unbeweglich ist. Dabei wird der Kurbelzapfen nach unten versetzt. Während die Stauchbewegung fortgesetzt wird, schlägt die untere Durehsetzgcsenkhälfte 51, nachdem sie um eine dem Radius des herzustellenden Kurbelzapfens gleiche Strecke angesenkt wurde, gegen nicht dargestellte Anschläge an, was die Bewegung der oberen Durchsetzgesenkhälfte 50 beendet. Die Versetzung ist dann abgeschlossen und etwa -V₄ des Stauchweges sind ausgeführt. Die Presse hat die für den bisher erfolgten Stauchvorgang und die für die gesamte Versetzung notwendigen Kräfte geliefert.

Sobald die untere Durchsetzgesenkhälfte 51 sich im Anschlag befindet, steigt der Druck im Kolbenzylinderantrieb 53 der oberen Durchseizgesenkhälfte 50 bis zu dem im Auslaßventil eingestellten Wert an. Während des folgenden Teils des Pressenhubes wirkt die um die Kraft Fi verminderte Kraft der Presse. Die Horizontalkomponente zuzüglich der vom Stauchzylinder 58 erzeugten Kraft wirken als Stauchkraft auf die Gesenke. Mit dieser Gesaintkraft wird der Stauchvorgang beendet, bis die beiden Statichgcscnke gegen das mittlere Durchsetzgesenk in Anschlag kommen. Damit ist ein Schniicdevorgang abgeschlossen und die obere Traverse fährt in ihre angehobene Ausgangslage gernäß F i g. 1 zurück, wobei durch Einziehen der beiden Kolbenzylinderantricbe 64, 64' die beiden Stauchgesenkträger 63, 63' in ihre in F i g. 1 dargestellte obere Ausgangslage zurückbewegt werden. Durch die Anhebebewegung der oberen Traverse 45 und durch Einziehen der beiden Kolbenzylinderantriebe 64,64' lösen sich die Stauchgesenkträger 63, 63' von den Schlitten 43, 43' und die oberen Gesenkhälften 50, 55, 57 von den zugeordneten unteren Gesenkhälften 51,54,56, woraufhin der KurbelwellenRohling herausgezogen werden kann.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ergibt sich durch die Wirkung einer Schrägfläche 47 der oberen Traverse auf die schräge Gegcnflächc 65 des zugeordneten Siauchgesenkträgers 63 ein resultierender Kraftvektor F. dessen

Horizontalkoinponerue // den jeweiligen Schlitten 43 verschiebt. Die Vertikalkomponenie V wirkt über den Schlitten 43 auf die untere ortsfeste Traverse 41. Der Betrag dieser Vertikalkomponente liegt in der gleichen Größenordnung wie derjenige der Horizontalkomponente und hatte bei bekannten Schmicdevorrichlungen keinerlei brauchbare Funktion. Gemäß der Erfindung wird diese Vertikalkomponenie nun zur Frzeugung der hohen Schließkräfte während des Stauchvorganges ausgenutzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum aufeinanderfolgenden axialen Schmieden winkelversetzter Kurbelhübe in einer vertikal wirkenden Schmiedepresse, mit zwei waagerecht gegeneinander bewegbaren, aus je einer oberen und unteren Gesenkhälfte bestehenden Stauchgesenken für jeweils einen Kurbelhub,
bei der die beiden unteren Gesenkhälften an zwei an der unteren Traverse waagerecht geführten Schlitten befestigt sind — die ggf. von horizontalen Stauchzylindern unterstützt sind —,
bei der die oberen Gesenkhälften zum Einspannen des Werkstückes über an der oberen Traverse angeordneten Kolbenzylinderantrieben betätigbar sind, bei der die obere Traverse zwei schräge, gegeneinander gerichtete Gleitflächen trägt, die gegcrr Gegenflächen an den Stauchgesenken drücken, und
bei der ferner zwischen den beiden Stauchgesenken ein Durchsetzgesenk für den Kolbenzapfen vorgesehen ist, dessen obere und untere Hälfte über je einen an der oberen und unteren Traverse angeordneten Zylinderantrieb zusammendrückbar und gemeinsam verschiebbar sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Gegenflächen (65,65') an den beiden oberen Gesenkhälften (55,57) ausgebildet sind, und jo

daß die Verschiebung des Durchsetzgesenkes (50, 51) vor der Verschiebung der Stauchgesenke (54,55; 56,57) beendet ist.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um aufeinanderfolgenden axialen Schmieden winkelverset/tcr Kurbelhübe in einer vertikal wirkenden Sehmiedepresse der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung.

Aus der FR-PS 61 415 (Zusatz zu FR-OS 9 94 026) ist eine derartige Schmiedevorrichtung für Kurbelwellen bekannt. Diese weist zwei, je aus einer oberen und unteren Hälfte bestehende Stauchgesenke auf. Die unteren Hälften der Stauchgesenke sind an Schlitten montiert, die ihrerseits auf der unteren ortsfesten Traverse waagerecht gegeneinander verschiebbar sind. Die Schlitten besitzen gegeneinander gerichtete nach oben w weisende schräge Gleitflächen. An der oberen vertikal bewegbaren Traverse sind an Blöcken nach unten weisende Gleitflächen von gleicher Neigung ausgebildet, die gegen die Gleitflächen an den Schlitten drücken. Ferner befinden sich in der oberen Traverse Kolbenzyl- y, inderantriebe, die in spitzen Winkeln zur Vertikalen geneigt sind und über Keile auf die oberen Gesenkhälften wirken. Diese Kolbenzylinderant.iebe dienen während des Preßvorganges als Schlicßzylindcr für die Stauchgesenke. Des weiteren sind an den oberen Hälften der wi Siauehgesenkc und der oberen Traverse angreifende Rüekziigzylinder /um Öffnen der Stauchgesenke nach jedem Preßvorgang vorgesehen.

Zwischen beiden Siauchgesenken befindet sich ein Durchselzgosenk /.um Schmieden des Kurbcl/apl'ens. ir> dessen beide Gesenkhiilflcn über gesonderte Kolben-/ylinderantricbe an der oberen und der unteren Traverse befestigt sind. Zur Steigerung der Stauchkrälte beim Formen der Kurbelwangen greifen an den beiden Schlitten zusätzliche horizontale Stauchzylinder an. Beim Absenken der oberen Traverse während des Preßvorganges werden durch das Zusammenwirken der beiden Gleitflächen an der oberen Traverse und den beiden Gegenflächen an den Schlitten die beiden Stauchgesenke zusammen mit ihren Schlitten horizontal aufeinanderzubewegt, um das Werkstück zu beiden Seiten des Durchsetzgesenkes zu stauchen und dabei die Kurbelwangen zu formen. Dieser Vorgang wird durch die an den beiden Schlitten angreifenden Stauchzylinder unterstützt. Gleichzeitig wird durch entsprechende Verschiebung der Durchsetzgesenke der Kurbelzapfen exzentrisch versetzt. Während des Preßvorganges müssen sowohl die Stauchgesenke über die Schließzylinder als auch die beiden Durchsetzgesenkhälften durch entsprechende Druckbeaufschlagung ihrer Zylinder geschlossen gehalten werden. Bei der bekannten Vorrichtung werden der Stauchvorgang und der Durchsetzvorgang gleichzeitig beendet, was einen erheblichen Anstieg der erforderlichen Preßkraft gegen Ende des Preßvorganges bedeutet. Zusätzlich wird durch die erforderliche Schließkraft für die Stauchgesenke ein Teil der Kraft der Presse verbraucht, da die die schließkrafterzeugenden Kolbenzylinderantriebe sich an der oberen Traverse abstützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schmiedevorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei welcher ein möglichst großer Anteil der Preßkraft der Schmiedepresse im letzten Stauchabschnitt 7.ur Formgebung der Kurbelwangen zur Verfügung steht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Die Anordnung der sich an den schrägen Gleitflächen der oberen Traverse abstützenden schrägen Gegenflächen an den oberen Gesenkhälften bzw. an deren Trägern bewirkt, daß nach der gegenseitigen Anlage und Verriegelung der oberen und unteren Gesenkhäll'ten jedes Siauchgesenkes durch die Relativbewegungen zwischen den jeweiligen Gleit- und Gegenflächen gleichzeitig mit dem horizontalen Zusammenfahren der beiden Stauchgesenke die durch die Neigung der schrägen Fläehcnpaarc hervorgerufene vertikale Kraftkomponentc als Schließkrafi ausgenutzt wird. Da ferner die Verschiebung des Durchsetzgesenkes vor den horizontalen Verschiebebewegungen der Stauchgesenke beendet ist, stehen danach die für diesen Durchsetzvorgang benötigten Kräfte der Schmiedepresse ebenfalls zum Stauchen und Ausformen der Kurbelwellenwangen zur Verfügung.

Die Erfindung bietet somit gegenüber gattungsgleichen Vorrichtungen den Vorzug, daß aufgrund der zur Verfugung stehenden hohen Stauchkräfte am Ende des Stauchvorganges die Kurbelwellenwangen auch in Form-Stauchgesenken ausgeformt werden können. Diese Ausformung der Kurbelwellenwangen in geschlossenen Formgesenken vermeidet die beim bisher üblichen freien Ausformen notwendige Überdimensionierung und vermindert wesentlich die spanende Nachbearbeitung, weil die Form der Kurbelwellenwangcn bereits durch die Formgesenke festgelegt ist. Da die beim Schmieden gebildete Fasersiniktur in ilen Kurbelwellenw anteil praktisch vollständig erhallen bleibt, ergibt sich eine hohe Festigkeit. Darüber hin.uis können die /ur FiY.eugung der SehlieHkrüfle bisher notwendigen Kolbcnzvlimlereiiiheueu weglallen.

Die crfindungsgcmälk Schmiedevorrichtung ermöglicht auch das Schmieden von größeren Kurbclwangcn