SK285010B6 - Spôsob výroby podlhovastého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Opísaný je spôsob a zariadenie na výrobu podlhovastých dutých telies, najmä vačkových hriadeľov s väčším počtom vačiek, pri znížených výrobných nákladoch, nižších nákladoch na nástroje, nižšom počte pracovných operácií a zvýšení produktivity. Riešenie spočíva vo vydúvaní častí jednodielneho dutého hriadeľa (5), napríklad do tvaru vačiek (6), pričom vyduté časti môžu byť čo do svojho tvaru a/alebo svojej polohy tvárnené v niekoľkých operáciách.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa, ako i zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Je známy rad spôsobov výroby vačkových hriadeľov. V zásade ich možno rozdeliť do dvoch skupín.

Do prvej skupiny patrí bežným spôsobom vyrobený vačkový hriadeľ, ktorý sa buď kuje alebo odlieva ako polotovar, a to ako plné teleso alebo tiež ako škrupinový odliatok z tvrdenej liatiny, pričom sa potom obidva uvedené polotovary musia ďalej opracovať, najskôr mechanicky trieskovo, a potom je potrebné zošľachtiť ich povrch následným tepelným spracovaním, a nakoniec je treba brúsiť časti uloženia a vačky. Nedostatkom takto vyrobených vačkových hriadeľov je najmä ich vysoká hmotnosť a v dôsledku toho tiež vysoký moment zotrvačnosti, ktoré sa nepriaznivo prejavujú jednak na ložiskách, napríklad pri zmenách krútiaceho momentu, jednak na vysokých nákladoch spojených s opracovaním polotovaru.

Do druhej skupiny patria spájané vačkové hriadele, pri ktorých sa vačky vyrábajú samostatne a potom sa rôznym spôsobom jednotlivo pripájajú k hriadeľu. Tak je napríklad možné vačky navariť, najmä na dutý hriadeľ, alebo ich za tepla nasadiť na rúrku. Pri poslednom uvedenom spôsobe je známe rúrku, prípadne dutý hriadeľ s nasunutými vačkami, zakladať do nástroja zodpovedajúceho tvaru a potom rúrku roztvoriť metódou vnútorného vysokotlakého tvárnenia, čim sa vačky pružne a rúrka plasticky rozšíria, čim sa dosiahne pevné lisované uloženie vačiek na rúrke, prípadne na dutom hriadeli.

Pri rozpínaní rúrky metódou vnútorného vysokotlakého tvárnenia sa tvárnené duté rúrkové teleso súčasne zaťažuje vnútorným tlakom a axiálnou silou pôsobiacou na jeho konce. Ako tlakový prostriedok sú vhodné kvapaliny alebo elastoméry. Axiálna sila sa obvykle uskutočňuje pomocou tuhých nástrojov, ako sú piesty, razníky a podobne, ktoré priamo alebo nepriamo vyvodzujú tlak na konce polotovaru.

Príkladné uskutočnenia uvedeným spôsobom spájaných, prípadne takto uskutočnených hriadeľov, sú známe zo spisov DE 34 09 541 Al a z DE 35 21 206 Al. Spoločné pre oba známe návrhy je, že je treba samostatne zhotovovať upevňované funkčné časti, ktorých výroba, najmä v prípade vačiek, je spojená s vysokými nákladmi, nehľadiac na to, že je nákladný aj celý postup, spojený s ich upevňovaním.

Zo spisu US 2 222 762 je ďalej známy spôsob, podľa ktorého sa rúrkové polotovary najskôr zahrejú a potom sa vložia do formy. Po ohreve sa ľahko tvárniaci polotovar pomocou podporného média, plynu alebo kvapaliny, stabilizuje znútra. Axiálne sily, vyvodzované buď pohyblivo vytvorenou formou alebo pomocou na forme nezávislých razníkov, tlačí súčasne polotovar do formy, pričom podporné médium zabezpečuje, že sa ohriaty polotovar nezrúti. Nedostatkom tohto spôsobu je, že je najskôr potrebné polotovar ohriať, aby materiál získal potrebnú plasticitu a mohol byť zatlačený do formy. Tento ohrev, okrem zmeny štruktúry, predstavuje tiež ďalšiu pracovnú operáciu, ktorou sa zvyšujú náklady výroby. Tento patent špecifikuje spôsob výroby dutých telies s použitím vnútorného tlaku a teleso je pod vysokým osovým tlakom. Postup vydúvania môže byť súčasný alebo samostatný pre dve alebo viaceré časti dutého hriadeľa. Navyše je pracovný tlak vyvodzovaný iba a xiálnymi silami, čo má za následok nerovnomerné tečenie materiálu a tým aj nerovnomerné rozdelenie pnutia v polotovare. Tento patent nerieši charakteristický spôsob tvarovania vačiek, ktorý by začínal v strednej časti a dutého hriadeľa a ďalej postupoval k jeho koncom. Aj keď je tu uvedený všeobecný návod ako podrobiť duté teleso osovému tlaku, nie je tu nič uvedené o podávaní materiálu do všetkých rozšírených miest. Jedným z problémov, ktoré vznikajú pri rozpínaní dutého hriadeľa opísaným spôsobom, je stenčovanie jeho steny.

Zo spisu JP 57 206530 A je známy spôsob výroby vačkového hriadeľa, podľa ktorého sa vopred ohriate duté teleso pomocou tlakovej kvapaliny v jedinej operácii zalisuje do formy. I tuje najskôr treba uskutočniť ohrev; pri tomto spôsobe ďalej nenasleduje žiadny ďalší axiálny posuv, čo taktiež vedie k nerovnomernému tečenie materiálu; okrem toho nie je pri tomto spôsobe žiadny sled tvárniacich operácií, spôsob obsahuje len jedinú tvárniacu operáciu a nie postup, podľa ktorého sa podáva materiál pri použití osových síl dôležitých na odstránenie ztešovania materiálu.

Podstata vynálezu

Problém, riešený vynálezom, spočíva vo vytvorení spôsobu a zariadenia na uskutočnenie tohto spôsobu, ktorým pri znížených výrobných nákladoch, znížených nákladoch na nástroje a zníženom počte pracovných operácií bude možné vyrábať podlhovasté duté telesá so zvýšeným stupňom účinnosti, t. j. pri vyššej produktivite a bez redukcie hrúbky stien.

Tento problém je vyriešený spôsobom zrejmým z význakov hlavného nároku, keď spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, pri ktorom sa dutý hriadeľ, ktorý sa má tvarovať, vkladá do aspoň dvojdielneho nástroja a pomocou súosovo a vnútorne usporiadaných tlakových razníkov s tesniacimi hlavami sa na neho pôsobí osovými silami, pričom do vnútornej časti dutého hriadeľa súosovými kanálikmi v tlakovom razníku a v tesniacej hlave sa privádza tlakové prostredie, pričom tlakové razníky a ich tesniace hlavy majú priemer dovoľujúci ich zasunutie do aspoň dvojdielneho nástroja a vačky sa jednotlivo alebo vo dvojiciach postupne za sebou tvarujú do od stredovej časti dutého hriadeľa smerom k jeho koncom, za postupného osového posuvu materiálu dutého hriadeľa do vytvarovaných vačiek.

Je výhodné, ak tvarovací proces podlhovastého dutého hriadeľa sa začína od aspoň na jednom konci hriadeľa usporiadaného tlakového razníka na najviac vzdialených vačkách v stredovej časti dutého hriadeľa a postupne sa ďalej uskutočňuje smerom k tlakovému razníku.

Je výhodné, ak spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa sa realizuje tak, že vonkajšie vačky sa tvarujú proti tlaku niekoľkých tlakových a/alebo vratne posuvných šmýkadiel buď jednotlivo, alebo v dvojici za sebou.

Je výhodné, ak spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa sa realizuje tak, že jednotlivé výrobné operácie sa uskutočňujú v rôznych častiach aspoň dvojdielneho nástroja.

Je výhodné, ak spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa sa realizuje tak, že miestne smerované tvarovanie vačiek sa riadi pomocou aspoň jedného vnútorného tŕňu, ktorý sa zavedie do dutého hriadeľa, je v ňom pozdĺžne posuvný a prekrýva polohy, v ktorých sa práve netvarujú žiadne vačky.

Je výhodné, ak spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa sa realizuje tak, že sa tvaruje viacstenný dutý polotovar.

Spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, obsahujúci aspoň dvojdielny nástroj na vloženie a tvarovanie dutého hriadeľa, pričom tento aspoň dvojdielny nástroj na vloženie a tvarovanie dutého hriadeľa, je vybavený vybraniami na vkladanie vznikajúcich vačiek, a dva súosové ale protiľahlo usporiadané a jednotlivo na konce dutého hriadeľa pôsobiace tlakové razníky s tesniacimi hlavami vybavenými súosovými kanálikmi na pri privedenie tlakového prostredia do vnútorného priestoru dutého hriadeľa, je realizovaný zariadením, ktoré je charakterizované tým, že obsahuje aspoň jeden v dutom hriadeli a v tlakových razniciach a tesniacich hlavách pozdĺžne pohyblivý a do jednotlivého konca dutého hriadeľa zasúvateľný dutý vnútorný tŕň, ktorý je aspoň na svojom konci, zasahujúcim do dutého hriadeľa, vybavený vždy čelným tesnením dosadajúcim na vnútornú stenu dutého hriadeľa.

Je výhodné, ak zariadenie na uskutočnenie spôsobu výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, obsahuje pohyblivé šmýkadlo pohyblivé kolmo na os dutého hriadeľa aspoň do niektorého z vybratí. Je výhodné, ak zariadenie na uskutočnenie spôsobu výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, obsahuje aspoň jeden aspoň dvojdielny nástroj so sústavou tvárniacich dutín s rozdielny počtom vybratí.

Je výhodné, ak zariadenie na uskutočnenie spôsobu výroby podlhovastého dutého hriadeľa s väčším počtom vačiek, najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, obsahuje aspoň dvojdielny nástroj, ktorý je vybavený sústavou tvárniacich dutín s postupne vzrastajúcim počtom vybratí.

Je výhodné, ak súosové kanáliky v tlakových razniciach a tesniacich hlavách majú priemer umožňujúci zasúvanie vnútorných tŕňov do dutého hriadeľa .

Je tiež potrebné sa zmieniť, že je v rámci vynálezu tiež možné vychádzať z polotovaru, ktorý bol predtvámený napríklad tlačením a/alebo priečnym valcovaním dutého hriadeľa. Tento postup umožňuje na tých miestach dutého hriadeľa, kde sa majú tvarovať vačky, vytvoriť nahromadenie materiálu s cieľom čeliť redukcii steny a možnej nedostatočnej rozťažnosti materiálu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Príkladné uskutočnenia vynálezu sú znázornené na výkresoch, kde obr. 1 predstavuje schematicky základnú konštrukciu nástroja bez prídavných nástrojov, s vloženým polotovarom vo východiskovom a konečnom stave, v pohľade z boku a v reze, obr. 2 nástroj, vzhľadom na obr. 1 s detailmi a s individuálne pomocou hydraulických valcov obojsmeme ovládateľnými šmýkadlami v niekoľkých tvarovacích dutinách, obr. 3 schematicky klinovú lištu na ovládanie razníkov šmýkadiel podľa obr. 2, obr. 4 schematicky v pohľade zhora a v reze polovicu nástroja s niekoľkými úložnými miestami na postupové tvárnenie polotovaru, ktorý je v každom úložnom mieste znázornený v príslušnom stave spracovania, obr. 5 polovica nástroja na ďalšiu variáciu použitia, s uloženým, čiastočne hotovým polotovarom, t. j. dutým hriadeľom, a s vnútornými tŕňmi čiastočne prekrývajúcimi vnútornú stenu dutého hriadeľa, a to schema ticky v reze a v pohľade zhora, obr. 6 predlisovaný dutý hriadeľ, ktorý môže slúžiť ako východiskový polotovar na ďalšie tvarovanie napríklad v nástroji podľa obr. 1.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Skôr než budú podrobne opísané obrázky na pripojených výkresoch, je potrebné uviesť k nim niektoré základné poznámky. Tak je najskôr treba venovať pozornosť tomu, že na hornej časti obr. 1 a 2 je znázornený polotovar v svojom konečnom tvare, zatiaľ čo v ich dolných častiach je znázornený jeho východiskový stav, prípadne na obr. 6 je znázornený jeho počiatočný medzioperačný stav. Pre obr. 1 až 5 je navyše spoločné, že schematicky znázorňujú nástroje, ktoré sú zásadne vhodné na metódu vysokotlakého vnútorného tvárnenia a výhodne sú delené v horizontálnej rovine. Sú vybavené tvarovo za sebou nasledujúcimi, ďalej podrobnejšie opísanými vybratiami, t. j. vnútornými dutinami nástroja, do ktorých sa ukladá polotovar, ktorý sa má tvarovať, v danom prípade dutý hriadeľ, ktorý sa potom pomocou stranovo zvonku nástroja usporiadaných a známym spôsobom ovládateľných razníkov vystaví v axiálnom smere čelne pôsobiacim silám, pričom do vnútorného priestoru dutého hriadeľa sa súčasne vtláča tlakové prostredie tak, že polotovar je zaťažený vysokým vnútorným tlakom a axiálnou silou pôsobiacou na konce rúrky. Tým dochádza k žiaducemu vydutiu v uzatvorenom nástroji. Priemer postranných razníkov je taký veľký, aby tieto razníky mohli byť zasunuté do nástroja a mohli tlačiť dutý hriadeľ, pričom sú vybavené koaxiálnymi kanálikmi, ktorými môže tlakové prostredie prechádzať do dutiny dutého hriadeľa. Razníky sú na svojom voľnom konci vybavené tesniacimi hlavami, slúžiacimi na utesnenie polotovaru, t. j. rúrky, na oboch koncoch a na zavedenie axiálnych síl do polotovaru, ako i na privádzanie tlaku do jeho vnútornej časti. Tlak sa s výhodou aplikuje prostredníctvom multiplikátora s konštrukciou ako pri hydraulickom valci, a je možné ho zvýšiť, pretože kvapalina sa vo vnútornom priestore multiplikátora stláča, alebo znížiť, keď sa tlak kvapaliny znižuje.

Pre všeobecnú predstavu je na obr. 1 veľmi zjednodušene znázornený dvojdielny nástroj s hornou polovicou 1 a dolnou polovicou 2, ktoré v uzatvorenom stave vytvárajú dutý priestor 3 ako formu na konečný tvar vačkového dutého hriadeľa 5. K tomu je treba poznamenať - a to platí aj pre ďalšie znázornenie iných výhodných príkladných uskutočnení vynálezu - že tu sú jednotlivé vačky pre ľahšie pochopenie znázornené v jednej rovine; je samozrejmé, že sú spravidla radiálne uhlovo presadené. V miestach, kde sa majú vytvoriť vačky, je dutý priestor 3 vybavený zodpovedajúcimi vybratiami 4, v znázornenom príkladnom uskutočnení len tromi vybratiami 4 preto, že ide o znázornenie princípu riešenia, a do týchto vybratí 4 sa zatláčajú zodpovedajúce časti stien dutého hriadeľa. Vybratia tvoria časť celkového počtu vnútorných dutín nástroja (form-nest), do ktorých sa ukladá východiskový polotovar.

V dolnej polovici obr. 1 je znázornený počiatočný stav s uloženým dutým hriadeľom 5, zatiaľ čo v hornej polovici obr. 1 je znázornený konečný stav s hotovo tvarovanými vačkami 6, teda vačkový hriadeľ vyrobený podľa vynálezu z jedného kusa materiálu. Tlakové razníky 7 sú vybavené tesniacimi hlavami 8 a prechodným súosovým kanálikom 9, v reze znázorneným na ľavej strane, ktorým tlakové prostredie vniká do vnútorného priestoru dutého hriadeľa 5.

Pri tomto príkladnom uskutočnení sa rúrka ako dutý hriadeľ 5 uloží do hornej polovice dvojdielneho nástroja 1, a dolnej polovice dvojdielneho nástroja 2, ktorý má geo metriu vačkového hriadeľa, a vnútorným vysokým tlakom a pomocou axiálneho posuvu materiálu sa tvaruje. To znamená, že dutý hriadeľ 5 sa zo svojho východiskového stavu postupne prevádza do svojho konečného stavu tak, že tlakové razníky 7 dosadajú na čelné plochy dutého hriadeľa 5 a vyvodia na ne tlak za súčasného privádzania tlakovej kvapaliny súosovými kanálikmi 9 V dôsledku pôsobenia oboch sa prekrývajúcich síl v priebehu zasúvania tlakových raznfkov 7 do vnútornej časti nástroja dochádza k pretvoreniu dutej rúrky do znázorneného konečného stavu.

Pri nasledujúcich uskutočneniach vynálezu sú na zodpovedajúce súčasti použité rovnaké vzťahové značky ako na obr. 1.

Ako už bolo uvedené, pri príkladnom uskutočnení podľa obr. 2 dvojdielny nástroj pozostáva z hornej polovice nástroja laz dolnej polovice nástroja 2, a jeho dutý priestor 3 je vytvorený v geometrii potrebnej na vyrábaný vačkový hriadeľ. Pritom je pri tomto príkladnom uskutočnení v nástroji usporiadaných šesť vybraní 4 pre šesť vačiek, ktoré majú byť vyrobené. Súosové kanáliky 9 na prívod tlakového prostredia nie sú v tlakových raznikoch 7 kvôli zjednodušeniu znázornené. Vždy pri vonkajších, to znamená ku koncom dutého hriadeľa privrátených vybratí 4, 4a, sú tu usporiadané len schematicky znázornené vonkajšie šmýkadlá 11a, prípadne vnútorné šmýkadlá 11b, ktoré sú vzhľadom na vybratie posuvné podľa znázornených zdvojených šípok prakticky v zvislom smere, a to pomocou vonkajšej tlačnej tyče 13a, prípadne vnútornej ťažnej tyče 13b, spojených s hydraulickými vonkajšími a vnútornými hydraulickými valcami 12a, 12b. Tým sú šmýkadlá 11a, 11b posuvne ovládateľné v oboch smeroch; vo východiskovej polohe sa nachádzajú svojou čelnou plochou v polohe na výkrese znázornenej ako horná poloha, to znamená v polohe, v ktorej dosadajú na vonkajšiu stenu uloženého dutého hriadeľa 5. Obe vnútorné vybratia 4 nie sú vybavené žiadnym šmýkadlom.

Príkladný spôsob výroby je nasledujúci:

Vzhľadom na to, že sa dve vnútomélla a dve vonkajšie šmýkadlá 11b nachádzajú vo vysunutej východiskovej polohe, vytvarujú sa pri axiálnom posuve materiálu hriadeľa najskôr vnútri ležiacej vačky 6 bez toho, aby tečenie materiálu bolo obmedzené tvárnením vonkajších vačiek, t. j. vačiek ležiacich bližšie ku koncom hriadeľa. Po dokončenom tvarovaní oboch vnútorných vačiek 6 pomocou vnútorných hydraulických valcov 12b usporiadaných vonkajším smerom od oboch hotovo vytvorených vačiek 6, sa odsunú vnútorné šmýkadlá 11b, a na to sa tvarujú ďalšie vonkajšie vačky 6b, pričom ani tu nedochádza k obmedzovaniu axiálneho tečenia materiálu, pretože ešte nedochádza k tvarovaniu vonkajších vačiek 6a na koncových stranách hriadeľa. V poslednej fáze vysokotlakého vnútorného tvárnenia sa odsunú vonkajšie šmýkadlá 11a a tvarujú sa zodpovedajúce vonkajšie vačky 6a.

Miesto hydraulického ovládania vonkajších šmýkadiel 11a a vnútorných šmýkadiel 11b môžu byť tieto šmýkadlá 11a, 11b tiež ovládané mechanicky. Na tento účel je tu usporiadaná klinová lišta 14 znázornená na obr. 3, na ktorej sú uskutočnené klinové vačky, vonkajšia klinová vačka 15a, pripadne vnútorná klinová vačka 15b, v poradí zodpovedajúcom polohe vonkajšej tlačnej tyče 13a a vnútornej ťažnej tyče 13b. Klinová lišta 14 je v tomto prípade usporiadaná v oblasti hydraulických valcov, vnútorného hydraulického valcal2a a vonkajšieho hydraulického valca, 12b a je pohyblivá v smere rovnobežnom s pozdĺžnou osobu dutého hriadeľa 5, pričom vonkajšie klinové vačky 15a, a vnútorné klinové vačky 15b priamo pôsobia na zodpovedajúce vonkajšie tlačné tyče 13a, prípadne vnútorné ťažné tyče 13b. V takom prípade je potrebný len jediný neznázomený hydraulický valec, ktorý posúva klinovú lištu 14 v smere znázornenom na obr. 3 dvojsmernou horizontálnou šípkou. V polohe znázornenej na obr. 3 sú vonkajšie tlačné tyče 13a a vnútorné ťažné tyče 13b, na ktoré priamo pôsobia vonkajšie a vnútorné klinové vačky 15a, 15b, v zasunutom stave, to znamená v polohe, v ktorej sa najskôr tvarujú vačky 6.

Pri posunutí klinovej lišty 14 smerom doľava (obr. 3) sa za súčasného pôsobenia vnútorného tlaku v dutom hriadeli 5 stlačia vonkajšie a vnútorné šmýkadlá 11a, 11b dolu, pretože ich vonkajšia tlačná tyč 13a, prípadne vnútorná ťažná tyč 13b, môže pozdĺž zošikmenia vonkajších klinových vačiek 15a, prípadne vnútorných klinových vačiek 15b, uhnúť smerom dole.

Opísaná klinová lišta 14 umožňuje priame ovládanie v zmysle postupu vysvetleného v súvislosti s obr. 2, pretože, ako jc tiež zrejmé z obr. 3, vnútorné klinové vačky majú kratšie čelné plochy, to znamená, že pri pohybe smerom doľava sa vnútorné ťažné tyče 13b umiestnené pred vonkajšími tlačnými tyčami 13a dostávajú do oblasti zošikmenia klinových vačiek 15b skôr než vonkajšie tlačné tyče 13a, takže pred vytvorením vonkajších vačiek 6a dochádza najskôr k vytvoreniu ďalších vonkajších vačiek 6b. K tvárneniu vonkajších vačiek 6a dochádza až v okamihu, keď sa vonkajšie tlačné tyče 13a dostanú do oblasti skosenia vonkajších klinových vačiek 15a.

Na ďalšie zlepšenie tečenia materiálu pri tvarovaní vačiek 6 môžu tiež byť šmýkadlami vybavené vybratia 4, ktoré sú zodpovedajúcim spôsobom vymedzované prostredníctvom razníkov, ovládaných tu neznázomenými klinovými vačkami usporiadanými medzi klinovými vačkami 15a, 15b.

Obr. 4, na ktorom nie sú znázornené postranné razníky 7, predstavuje zvlášť výhodné uskutočnenie vynálezu. V pôdoryse je tu znázornená dolná polovica 2 dvojdielneho nástroja s tromi tvarovacími dutinami rôznej geometrie, t. j. rozdielny počet vybratí, pričom v každej dutine je uložený v zodpovedajúcej operácii vytvorený vačkový hriadeľ 5. Tvárnenie v jednotlivých tvarovacích dutinách môže prebiehať súčasne alebo postupne.

Z obr. 4 je zrejmé, že sa znázornená výroba vačkového hriadeľa so šiestimi vačkami uskutočňuje v troch operáciách, pričom dutý hriadeľ 5 sa podrobuje prvej tvarovacej operácii v tvárniacej dutine znázornenej v hornej časti obr. 4, v ktorej sa tvarujú obe vačky 6. Takto vytvorený polotovar sa potom prenáša do znázornenej tvárniacej dutiny, ktorá je vybavená dvoma ďalšími vonkajšími vybraniami 4b. V tejto druhej operácii sa na dutom hriadeli 5 tvarujú ďalšie vonkajšie vačky 6b vtláčaním materiálu do ďalších vonkajších vybraní 4b. Nakoniec sa dutý hriadeľ 5 prenesie do tvárniacej dutiny vybavenej šiestimi vybraniami 4, 4a, 4b, znázornené v dolnej časti obr. 4, v ktorej sa uskutočňuje konečné tvarovanie.

Obr. 5 predstavuje taktiež výhodné uskutočnenie vynálezu. Znázorňuje dolnú polovicu 2 dvojdielneho nástroja na výrobu vačkového hriadeľa so šiestimi vačkami 6, na ktorom sú dve vačky 6 už vytvarované. Tiež pomocou tohto nástroja sa vačky 6 zhotovujú postupne znútra vonkajším smerom. S týmto cieľom sú tu použité dva vnútorné tŕne 16, ktoré v znázornenej polohe medzioperačného postupu sú do dutého hriadeľa 5 zasunuté tak ďaleko, aby v dutine hriadeľa uzatvárali a chránili proti pôsobeniu vysokého vnútorného tlaku tie oblasti, v ktorých sa až v ďalšej operácii majú steny dutého hriadeľa 5 vtláčať do vonkajších vybratí 4a a vnútorných vybratí 4b. S týmto cieľom majú vnútorné tŕne 16 vonkajší priemer, ktorý dovoľuje ich

SK 285010 Β6 teleskopické zasúvanie do dutého hriadeľa 5 zodpovedajúcou vôľou proti jeho vnútornej stene. Na svojom voľnom vnútri ležiacom konci sú vnútorné tŕne 16 vybavené čelným tesnením 17, prípadne klinovými tesniacimi krúžkami, ktoré utesňujú rúrku, prípadne dutý hriadeľ 5, sotva dôjde v jeho vnútornej časti ku zvyšovaniu tlaku. Čím vyšší je tlak, tým vyššia je tesniaca sila klinových tesniacich krúžkov; tesniaca sila je teda odvodená od vnútorného tlaku.

Tlakové razniky 7 sú v tomto prípade vytvorené tak, že na jednej strane majú vonkajší priemer, ktorý, ako pri dosiaľ opísaných príkladných uskutočnení, dovoľuje zavedenie do vybratia nástroja, teda taký priemer, ktorý približne zodpovedá vonkajšiemu priemeru dutého hriadeľa 5, ale na rozdiel od doteraz opísaných príkladných uskutočnení má rozšírené uskutočnenie, pričom je jeho priemer taký veľký, že sa v ňom môžu obojsmerne teleskopický pohybovať vnútorné tŕne 16. Tak môžu tlakové razniky 7 obojsmerne vyvodzovať svoju axiálnu silu na koncové čelné časti dutého hriadeľa 5, pri súčasnom posune vnútorných tŕňov 16. Súosový kanálik 9 na tlakové prostredie sa teraz nachádza vždy vo vnútorných tŕňoch 16. Podrobnosti tohto postupu sú zrejmé z uskutočnenia znázorneného v reze na ľavej časti obr. 5.

Podľa tejto koncepcie je možné uskutočňovať nasledujúci pracovný postup: Najskôr sa vnútorné tŕne 16 z koncovej časti tlakových razníkov 7, dosadajúcich na dutý hriadeľ, vysunú do polohy znázornenej na obr. 5 a zasunú sa do dutého hriadeľa 5, čo môže byť uskutočnené pomocou vhodných, tu neznázomených a na vonkajšom konci tlakových razníkov 7 usporiadaných prvkov, pričom vnútorné tŕne 16 môžu napríklad prechádzať tlakovými razníkmi 7 až k ich vonkajšiemu koncu. Po nasledujúcom vyvodení miestneho vnútorného tlaku sa znázorneným spôsobom vytvoria obe vnútorné vačky.

V ďalšej fáze sa vnútorné tŕne 16 odsunú vonkajším smerom tak ďaleko, až sa uvoľní oblasť ďalších vybraní 4b, takže vnútorný tlak môže teraz pôsobiť na tieto oblasti dutého hriadeľa 5, do ktorých môžu byť tvarované ďalšie vonkajšie vačky 6b, a to za súčasného axiálneho posuvu materiálu od koncových častí rúrky, pričom vnútorné tŕne 16 sú s cieľom doplniť potrebné množstvo materiálu súčasne posúvané smerom dovnútra, aby nedochádzalo k treniu medzi klinovým čelným tesnením 17 na vnútorných tŕňoch 16 a vnútornou stenou rúrky.

Po vytvarovaní tejto druhej dvojice ďalších vonkajších vačiek 6b vždy nasleduje odľahčenie vnútorného tlaku, čím sa tesniaca sila klinových tesniacich krúžkov čelného tesnenia 17 zníži na minimum pri zachovaní elastického vlastného podielu klinových tesniacich krúžkov. Potom sa vnútorné tŕne 16 odsunú ešte ďalej vonkajším smerom a tvaruje sa ďalšia dvojica vonkajších vačiek 6a.

Aj pri tejto verzii je možné dosiahnuť optimálny prísun materiálu, pretože, ako už bolo uvedené v súvislosti s opísanými príkladnými uskutočneniami, pri každom pracovnom postupe, pri ktorom dochádza k vytváraniu vačiek postupne v smere od strednej časti dutého hriadeľa smerom k jeho koncovým častiam, môže materiál byť bez zábrany dosúvaný od koncov rúrky, pretože v týchto dosiaľ tlakovo nezaťažených oblastiach zatiaľ nedochádza k jej pretvámeniu.

Len na doplnenie týchto rôznych možností použitia spôsobu podľa vynálezu je na obr. 6 znázornený východiskový polotovar pre dutý hriadeľ 5, ktorý má byť tvárnený do tvaru vačkového hriadeľa so šiestimi vačkami, a ktorýje do stavu, znázorneného na obr. 6, vyrobený konvenčnými postupmi, napríklad stláčaním, priečnym valcovaním a podobne, pričom na miestach, na ktorých sa majú vytvoriť vačky, sú nahromadenia 19 materiálu, ktorými sa má čeliť zmenšeniu hrúbky steny a možnej nedostačujúcej rozťažnosti materiálu. Taký východiskový polotovar sa hodí napríklad na spracovanie v nástroji znázornenom na obr. 1 a 2, pričom v dôsledku nahromadenia materiálu sa znižuje aj axiálne tečenie materiálu.

Priemyselná využiteľnosť

Vynález slúži najmä na výrobu podlhovastých dutých hriadeľov s väčším počtom vačiek vysokotlakovým vnútorným tvárnení, ktoré nachádzajú široké uplatnenie najmä v automobilovom priemysle.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   L Spôsob výroby podlhovastého dutého hriadeľa (5) s väčším počtom vačiek (6, 6a, 6b) najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, pri ktorom sa dutý hriadeľ (5), ktorý sa má tvarovať, vkladá do aspoň dvojdielneho nástroja (1, 2) a pomocou súosovo a vnútorne usporiadaných tlakových razníkov (7) s tesniacimi hlavami (8) sa na neho pôsobí osovými silami, pričom do vnútornej časti dutého hriadeľa (5) súosovými kanálikmi (9) v tlakovom razníku (7) a v tesniacej hlave sa privádza tlakové prostredie, vyznačujúci sa tým, že tlakové razniky (7) a ich tesniace hlavy (8) majú priemer dovoľujúci ich zasunutie do aspoň dvojdielneho nástroja (1,2) a vačky (6, 6a, 6b) sa jednotlivo alebo vo dvojiciach postupne za sebou tvarujú od stredovej časti dutého hriadeľa (5) smerom k jeho koncom, za postupného osového posuvu materiálu dutého hriadeľa (5) do vytvarovaných vačiek (6, 6a, 6b).
2. 2. Spôsob výroby podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tvarovací proces sa začína od aspoň na jednom konci hriadeľa (5) usporiadaného tlakového razníka (7) na najviac vzdialených vačkách (6) v stredovej časti dutého hriadeľa (5) a postupne sa ďalej uskutočňuje smerom k tlakovému razníku (7).
3. 3. Spôsob výroby podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že vonkajšie vačky (6a, 6b) sa tvarujú proti tlaku niekoľkých tlakových a/alebo vratne posuvných šmýkadiel (11a, 1 lb) buď jednotlivo, alebo v dvojici za sebou.
4. 4. Spôsob výroby podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že jednotlivé výrobné operácie sa uskutočňujú v rôznych častiach aspoň dvojdielneho nástroja (1,2).
5. 5. Spôsob výroby podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že miestne smerované tvarovanie vačiek (6, 6a, 6b) sa riadi pomocou aspoň jedného vnútorného tŕňu (16), ktorý sa zavedie do dutého hriadeľa (5), je v ňom pozdĺžne posuvný a prekrýva polohy, v ktorých sa práve netvarujú žiadne vačky (6, 6a, 6b).
6. 6. Spôsob výroby podľa niektorého z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že sa tvaruje viacstenný dutý polotovar.
7. 7. Zariadenie na vykonávanie spôsobu výroby podlhovastého dutého hriadeľa (5) s väčším počtom vačiek (6, 6a, 6b), najmä vačkového hriadeľa, vysokotlakovým vnútorným tvárnením, obsahujúci aspoň dvojdielny nástroj (1, 2) na vloženie a tvarovanie dutého hriadeľa (5), pričom tento aspoň dvojdielny nástroj (1, 2) na vloženie a tvarovanie dutého hriadeľa (5), je vybavený vybraniami (4, 4a, 4b) na vkladanie vznikajúcich vačiek (6, 6a, 6b), a dva súosové ale

   SK 285010 Bú protiľahlé usporiadané a jednotlivo na konce dutého hriadeľa (5) pôsobiace tlakové razníky (7) s tesniacimi hlavami (8) vybavenými súosovými kanálikmi (9) na pri privedenie tlakového prostredia do vnútorného priestoru dutého hriadeľa (5), podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje aspoň jeden v dutom hriadeli (5) a v tlakových razniciach (7) a tesniacich hlavách (8) pozdĺžne pohyblivý a do jednotlivého konca dutého hriadeľa (5) zasúvateľný dutý vnútorný tŕň (16), ktorý je aspoň na svojom konci, zasahujúcim do dutého hriadeľa (5), vybavený vždy čelným tesnením (17) dosadajúcim na vnútornú stenu dutého hriadeľa (5).
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že obsahuje pohyblivé šmýkadlo (1 la, 1 lb) pohyblivé kolmo na os dutého hriadeľa (5) aspoň do niektorého z vybraní (4, 4a, 4b).
9. 9. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že obsahuje aspoň jeden aspoň dvojdielny nástroj (1, 2) so sústavou tvárniacich dutín s rozdielnym počtom vybratí (4,4a, 4b).
10. 10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že aspoň dvojdielny nástroj (1,2) jc vybavený sústavou tvárniacich dutín s postupne vzrastajúcim počtom vybratí (4,4a, 4b).
11. 11. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že súosové kanáliky (9) v tlakových razniciach (7) a tesniacich hlavách (8) majú priemer umožňujúci zasúvanie vnútorných tŕňov (16) do dutého hriadeľa (5).