DE2823799C3 - Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist ein Verfahren zum Formen von Kürbeikröpfungen, welches auf beiderseitigem Stauchen eines Stababschnittes bei gleichzeitigem Biegen des Mittelteils dieses Abschnittes beruht. Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens ist es nicht möglich, Kurbelkröpfungen herzustellen, die umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangen seitlich von den Kurbelwellcnzapfen aufweisen. Solche Vorsprünge werden bis jetzt am Rohstab durch Drehen jener Stellen ^M hergestellt, die in der fertigen Kurbel die Wellenzapfen und die Kurbelzapfen bilden sollen. So ein Drehen ist kostspielig und bewirkt Materialverlust. An den gedrehten Stellen sind Metallfasern durchgeschnitten, was die Festigkeit des Schmiedestückes ungünstig beeinflußt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Schmieden der Kurbelkröpfungen zu ermöglichen, bei welchem seitlich der Kurbelwellenzapfen umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangen entstehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Erfindungsgemäß wird somit in einer ersten Fertigungsphase der geschmiedete Stababschnitt angestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil quer zur Stauchbewegung durchgesetzt, wonach in einer zweiten Fertigungsphase der Stababschnitt weiter gestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil in zum Durchsetzen entgegengesetzter Richtung gebogen wird.

Der aus den bisherigen Verfahren bekannten Arbeitsstufe des beiderseitigen Stauchens eines Stabes mit gleichzeitigem Biegen seines die Kurbel bildenden Mittelteiles ist im erfindungsgemäßen Verfahren eine zusätzliche Arbeitsstufe vorgeschaltet, in welcher der Stab beiderseitig angestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil in zum endgültigen Biegen der Kurbel entgegengesetzter Richtung durchgesetzt wird.

Durch die Anstauchung des Stabes mit gleichzeitiger Durchsetzung seines Mittelteiles wird in der weiteren Stufe des Schmiedens eine Anfertigung praktisch beliebig langer Vorsprünge ermöglicht, welche sich an den Kurbelwangen in zur Kurbel entgegengesetzter

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55 Richtung über den Umriß der Wellenzapfen erstrecken.

Es kann vorteilhaft sein, die in der ersten Fertigungsphase stattfindende Durchsetzung mit einem Durchdrücken des für den Kurbelzapien bestimmten Stababschnittes zu verbinden. Während dieses Durchdrückens wird das für den Kurbelzapfen bestimmte Material in ein gabelförmiges Kaliber im Biegewerkzeug eingeführt. Während und nach dem Einführen in das Kaliber wird das Material in Längsrichtung des Biegewerkzeuges gepreßt. Das Durchdrücken verringert den Kurbelzapfenquerschnitt in horizontaler Richtung, das Pressen verjüngt diesen Querschnitt in vertikaler Richtung. Das Durchdrücken und Pressen ermöglicht also die Gestaltung eines Kurbelzapfens, dessen Querschnitt kleiner ist als der Wellenzapfen. Im Schmiedestück bleibt dabei die Kontinuität der Metallfasern erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen bekannten Vorrichtungen nach einer gewissen Anpassung der Werkzeuge und Ausrüstung durchgeführt werden.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer, in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Vorrichtung im offenen Zustand, ohne Weikzeugeinlagen, in der Seitenansicht teilweise geschnitten,

F i g. 2 die Vorrichtung im geschlossenen Zustand am Ende des Arbeitshubes,

F^: g. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A von F i g. 1,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig.2 (linke Seite) und einen Schnitt längs der Linie C-C von F i g. 1 (rechte Seite),

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D-Dvon Fig. 1,

F i g. 6 bis 9 im Schnitt Werkzeugeinsätze für die Vorrichtung von F i g. 1 und 2 und das geschmiedete Material in vier aufeinanderfolgenden Formungsphasen,

Fig. 10 bis 13 die Werkzeugeinsätze und das geschmiedete Material im Schnitt jeweils längs der Linien E-E, F-F, G-C und H-Hvon F i g. 6 bis 9,

Fig. 14 im Schnitt die Werkzeugeinsätze und die geschmiedete Kurbelkröpfung nach dem Abheben von den Matrizen mittels der Abziehvorrichtung und

Fig. 15 Werkzeugeinsätze und die Kurbelkröpfung im Schnitt längs der Linie /-/von F i g. 14.

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Baugruppen, nämlich einer unteren und einer oberen.

Die untere Baugruppe hat als Untergestell zwei Balken 1, deren Umriß einem langgestreckten Buchstaben H ähnlich ist. Diese Balken sind mit Distanzschrauben miteinander verbunden. Diese Balken 1 sind auf einer Platte 2 abgestützt. Jeder Balken 1 hat auf der oberen Fläche zwei Vorsprünge la und auf der unteren Fläche zwei weitere Vorsprünge ib. An den unteren Vorsprüngen Io sind zwei Querbalken 3 gehalten. An jedem dieser Balken 3 sitzt eine Lagerwalze 4. An jeder Lagerwalze 4 ist ein Gelenkhebel 5 angelenkt, der gabelförmig bzw. U-förmig gestaltet ist, was aus Fig. 5 sichtbar ist. Die untere Lagerfläche des Gelenkhebels 5 ist konkav-zylindrisch, dagegen sind die oberen Lagerflächen des Gelenkhebels 5 konvex-walzenförmig. Jeder Gelenkhebel ist mit zwei Verbindungsgliedern 6 mit den Lagerwalzen verbunden und gesichert (Fi g. 3). Die Verbindungsglieder haben die Gestalt von Überlaschungen, deren Vorsprünge in entsprechende Ausnehmungen in den Lagerwalzen und den Gelenkhebeln eingreifen. An den oberen Armen 5a jedes Gelenkhe-

bels 5 ist der untere Matrizenhalter 7 angelenkt. Der Anlenkpunkt jedes Matrizenhalters 7 am Gelenkhebel 5 befindet sich unterhalb der Matrizenteilungsebene. Der Matrizenhalter ist am Gelenkhebel 5 mittels Bolzen 8 (Fi g.5) gesichert Zu jedem unteren Matrizenhalter 7 ist oberhalb der Matrizenteilungsebene beiderseitig je eine Lagerwalze 9 befestigt Analoge Lagerwalzen 10 sind auf der oberen Fläche des Balkens 1 und am oberen Vorsprung \a vorgesehen. Zwischen den Lagerwalzen 9 und 10 ist je ein Gelenkhebel 11 angeordnet In der ιυ Vorrichtung ist also jeder untere Matrizenhalter an zwei Gelenkhebeln 11 und einem gabelförmigen Gelenkhebel 5 angelenkt und bildet mit ihnen und den Balken eine Parallelogrammführung.

An den Balkcnenden sind hydraulische Zylinder 13 befestigt, die mittels Zugseile mit den Matrizenhaltern 7 verbunden sind. Diese Zugseile werden durch Rollen 12 geführt Die Zylinder 13 dienen zum Rückführen der Matrizenhalter in die Ausgangsstellung bis zum Anschlag 15.

Die obere Baugruppe der Vorrichtung besteht aus zwei oberen Balken 16, die mit Distanzschrauben miteinander verbunden sind. Die Balken 16 sind mit zwei schrägen Führungsstücken 16a ausgerüstet, an welchen mittels Leisten 17 zwei obere Matrizenhalter 18 gleitend befestigt sind. Diese Matrizenhalter liegen in ihrer Ausgangsstellung an Anschlägen 19 an. Die Matrizenhalter weisen Vorsprünge 18a auf, weiche als Mitnehmer dienen und während des Arbeitshubes mit den Vorsprüngen 7a des unteren Matrizenhalters 7 gekoppelt werden. Auf diese Weise werden die Matrizenhalter 7 und 18 gekoppelt. In die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 werden die Werkzeugeinsätze eingebaut, welche in Fig.6 bis 13 dargestellt sind. In die unteren Matrizenhalter 7 werden die Werkzeugeinsätze 20, in die oberen Matrizenhalter 18 die Werkzeugeinsätze 21 eingebaut An dem an der Platte 2 angeordneten Halter 22 wird das Biegewerkzeug 23 befestigt An dem Halter 24, welcher an dem Balken 16 angeordnet ist, ist der Amboß 25 zusammen mit dem abnehmbaren Schmiedesattel 26 befestigt.

Außer diesen Werkzeugen werden beim Schmieden von Kurbelwellen, die mehrere Kurbelkröpfungen aufweisen, noch weitere, in der Zeichnung nicht gezeigte Einsätze verwendet, welche die gegenseitige Winkelstellung der einzelnen Kurbelkröpfungen festlegen.

In der Vorrichtung wird das erfindungsgemäBe Verfahren folgendermaßen durchgeführt. Im offenen Zustand legt man das zu schmiedende Material 27 in Form eines Stabes auf die unteren Werkzeugeinsätze 20 und setzt die Presse in Gang. In der Zeichnung ist der Pressetisch mit 28 und der Pressestößel mit 29 bezeichnet Während des Arbeitshubes pressen die oberen Matrizenhalter 18 auf die unteren Matrizenhalter 7. Wegen der Lotabweichung der Gelenkhebel 5 und 11 in Richtung der vertikalen Symmetrieebene und wegen der beweglichen Anordnung der oberen Matrizenhalter 18, werden die linken und die rechten Matrizen in waagerechter Richtung gegeneinander bewegt Der zwischen den Stirnflächen der zwei Werkzeugeinsatzpaare 20, 21 befindliche Stababschnitt wird gestaucht. Wegen der schrägen Stellung der Führungsstücke 16a der oberen Matrizenhalter 18 nähert sich der Schmiedesattel während des Arbeitshubes der Achse des Materials 27, was eine Durchsetzung in Richtung des Biegewerkzeuges 23 bewirkt. Der Mittelabschnitt des durchgesetzten Materials wird in ein gabelförmiges Kaliber im Biegewerkzeug 23 durchgedrückt Dieses Kaliber verjüngt sich nach unten, und seine Breite im unteren Teil ist kleiner als der Durchmesser des geschmiedeten Ausgangsmaterials. Diese Durchdrückung bewirkt also eine Verjüngung des betreffenden Abschnittes in horizontaler Richtung. Während des Abfülleiis des gabelförmigen Kalibers mit dem durchgedrückten Material und nach dieser Abfüllung wird das Material während des Arbeitshubes weiter von oben gepreßt Das Material fließt teilweise aus dem Kaliber heraus und bildet zusammen mit dem weiter gestauchten Material an beiden Seiten des Biege werkzeuges Ans tauchungen 27a. So entsteht ein Rohteil der Kurbelkröpfung. Nun wird der Arbeitshub unterbrochen und der Schmiedesattel 26 nach einem kleinen Anheben des Pressestößels entfernt Dann wird die Presse wieder in Gang gesetzt. Während des weiteren Arbeitshubes wird der Rohteil in zum Durchsetzen entgegengesetzter Richtung durch das Biegewerkzeug gebogen und weiter beiderseitig gestaucht. Der Schmiedevorgang endet, wenn die unteren Matrizenhalter 7 an den Balken 1 anliegen. Durch die Anstauchungen 27a entstehen an den Kurbelwrngen 33 umfangreiche Vorsprünge 33a, welche über die Wellenzapfen in zur Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.

Die fertige Kurbelkröpfung wird während der Rückbewegung des Pressestößels aus den Werkzeugeinsätzen gezogen. Dazu dient die Abziehvorrichtung, deren Arme 30 das Biegewerkzeug 23 beiderseitig umfassen, in diesen Armen befinden sich Ausnehmungen 31, welche zur Formung der Kurbelwangen 33 seitlich des Wellenzapfens dienen. Die Arme 30 der Abziehvorrichtung sind mittels Zugstangen mit dem Balken 16 verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfun- :gen, bei welchem ein Stababschnitt beiderseitig gestaucht und sein Mittelteil senkrecht zur Stauchrichtung gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Stauchens vor dem Biegen des Mittelteiles dieser Teil in zum Biegen entgegengesetzter Richtung durchgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Durchsetzens der Mittelteil des geschmiedeten Stabes in ein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt wird, dessen Breite kleiner ist als der Durchmesser des Ausgangsstabes.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während und nach dem Durchdrücken das sich im Kaliber befindende Material so lange gepreßt wird, bis ein Teil dieses Materials aus dem Kaliber ausfließt.

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