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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gekröpfter Wellen u. dgl.
Die bisher in Anwendung gebrachten Verfahren zur Herstellung gekröpfter Wellen und anderer Z-förmig gebogener Stücke weisen mannigfache Übelstände auf. Wenn z. B. gekröpfte Wellen mit vollem Kropf geschmiedet werden und das zwischen den Kurbelblättern befindliche Material auf kaltem Wege entfernt wird (vgl. Fig. 1 der Zeichnung, in welcher das rohe Schmiedestück strichliert eingezeichnet ist), so wird die Faser des Materiales, welche in der Längsrichtung des Schmiedestückes, also in der Achsenrichtung der Welle lauft, an der Stelle zwischen den Blättern unterbrochen, so dass in letzteren die Faser quer verlauft und daher die Blätter im Vergleich zu den Zapfen mindere Qualität aufweisen.
Dieser Nachteil macht sich hauptsächlich bei den stark beanspruchten gekröpften Wellen für Automobile geltend, bei welchen in analoger Weise aus dem rohen Schmiedestück (Fig. 2 der Zeichnung) durch Abbohren, Aussägen und Ausstossen die Zapfen und Kurbelblätter herausgearbeitet werden. Dieses Verfahren bedingt auch einen grossen Materialabfall.
Durch nachträgliches Überschmieden im Gesenk kann wohl eine Verbesserung des Materials in den Kurbelblättern bewirkt werden, ohne dass jedoch die Querfaser in denselben beseitigt werden kann.
Ein weiters angewandtes Verfahren, welches hauptsächlich bezweckt, die Faserrichtung der Form des Stückes folgen zu lassen, besteht darin, dass ein entsprechendes flaches Stück roh in die Form der Kröpfungen gebogen und daraus entweder auf kaltem Wege durch Zurichtung, Bearbeitung auf der Drehbank usw., oder auf warmem Wege durch Gesenkschmiedung die gewünschte Form der Welle hergestellt wird.
Im ersteren Falle erfordert das von Hand aus, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines mechanisch betriebenen Hammers oder von Biegematrizen vorgebogene Arbeitsstück grosse Zugaben an Material ; bei Verwendung von Biegematrizen, welche nur die Herstellung schiefer Blätter gestatten, muss überdies noch ein Zusammenpressen des vorgebogenen Stückes in seiner Längsrichtung vorgenommen werden. Die Gesenkschmiedung hingegen erfordert die Anschaffung teuerer Gesenke.
Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und zur Durchführung desselben geeignete Vorrichtungen, durch welche es möglich ist, das Biegen derartiger Stücke in rationeller Weise, insbesondere ohne Schwächung einzelner Stellen der Kröpfungen und ohne nennenswerten Abfall vorzunehmen und gegebenenfalls auch die Gesenke zu ersparen.
Es können nach diesem Verfahren ebensowohl Flachstücke vorgebogen und nachher im
Gesenk fertiggestellt, als auch Kurbelwellen gebogen werden, deren weitere Bearbeitung wegen der sehr geringen Materialzugabe auf kaltem Wege erfolgen kann.
Das Vorfahren besteht im wesentlichen darin, dass das an zwei geradebleibenden Teilen
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spannstellung gegen die fest angeordnete hin einer Biegung und Streckung bzw. Stauchung unterworfen wird. Das Mass der Streckung und der Stauchung wird durch Begrenzung der Bewegung der verschobenen Einspannstelle in achsialer bzw. radialer Richtung bestimmt.
Im nachstehenden soll dieses Verfahren an Hand der Fig. 3 näher erläutert werden.
Das Arbeitsstück wird an zwei, in entsprechendem Abstande voneinander liegenden, für Kurbelzapfen bestimmten Stellen von zwei Backenpaaren erfasst, von welchen das eine Paar (a,. b) feststeht, während das andere Backenpaar (c, d) parallel oder doch annähernd parallel zur ursprung- ! ichen Lage beweglich ist. Die Richtung der dieses Backenpaar (c, d) verschiebenden Kraft P
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wirkt.
Der Weg. den die bewegliche Einspannvorrichtung mit Bezug auf die feste Einspannvorrichtung macht, ist durch das Arbeitsstück selbst bestimmt, so dass von selbst die günstigste Bewegung stattfindet. Da hiebei das für das Kurbelblatt bestimmte Material in eine zur Achsen richtung des Arbeitsstückes senkrechte Lage kommt, sucht die Komponente Pl bei ihrer weiteren Wirkung das Kurbelblatt flach zu drücken, während die andere Komponente P2 die Streckung des Blattes herbeiführt.
Durch Begrenzung der Wege, längs welcher die Komponenten zu wirken suchen, wird die
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gegen einen der Anschläge i oder k trifft, wird die zugehörige Komponente der Kraft P auf. gehoben und das Backenpaar c, d vollführt unter dem Einfluss der anderen Komponente eine achsiale oder radiale Bewegung, bis der Anschlag i ! auch den zweiten Anschlag k bzw. i erreicht.
Zweckmässig lässt man zuerst den Anschlag i in Wirksamkeit treten.
Zwecks Entfernung des gebogenen Arbeitsstückes nach Vollendung des Verfahrens ist der Backen a oder d abnehmbar, so dass das Stück parallel zu seiner Längsachse abgezogen werden kann.
Auf diese Weise kann entweder ein Arbeitsstück von für die nachträgliche Gesenkschmiedung geeignetem rechteckähnlichen Profil vorgebogen werden oder es kann ein Arbeitsstück von entsprechender Querschnittsfläche, jedoch beliebigem Profil, welches das Ausarbeiten der Kurbelzapfen auf kaltem Wege gestattet, genommen und fertig gebogen werden.
Zur Durchführung des Verfahrens können Vorrichtungen benützt werden, welche die Bedingung erfüllen, dass das bewegliche Backenpaar annähernd oder genau parallel zu seiner ursprünglichen Lage verbleibt. Dies lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass das Backenpaar am Kolben eines schwingenden Zylinders angebracht wird oder durch Anordnung einer, Bewegungen normal zur Druckrichtung gestattenden Gleit-oder Walzenlagerung zwischen dem Backenträger und diesem Kolben oder am vorteilhaftesten und genauesten durch einen Parallelogrammlenker.
Eine Vorrichtung dieser letzteren Art ist in Fig. 4 veranschaulicht. a, b sind die beiden feststehenden Backen, c, d die beweglichen Backen mit dem Anschlag ! ; i, k die einstellbaren Anschläge. Der Träger des Backenpaares c, d ist durch die parallelen, gleich langen Schienen 13,/ mit einem Gleitstücke g verbunden, welches sich längs der Bahn h verschieben kann und seine Bewegung unmittelbar von einem Treibkolben erhält, der beim Aufwärtsgang durch die Parallelo-
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vollendet ist.
Eine solche mit Parallelogrammführullg oder mit Gleit-oder Walzenlagerung ausgestattete Vorrichtung kann auch direkt an einer Presse angebracht werden, wie dies Fig. 5 veranschaulicht, wobei mit dem Pressstempel p durch die Parallelogrammlenker e,/der Träger für die Backen c, d verbunden ist, welche beim Niedergang des Stempels das zwischen den fest am Pressenbett q angeordneten Backen a, b eingespannte Werkstück gegen die Anschläge i und k hin abbiegen, wobei die beweglichen Backen während des Abbiegen zufolge ihrer Anlenkung seitlich ausweichen können.
Für jede Kurbelwelle sind soviele Arbeitshübe erforderlich, als Blätter an derselben vorhanden sind. Sollen nicht rechtwinklig an die Zapfen anschliessende Blätter hergestellt werden, so kann dies durch Anbringung entsprechender Beilagen erzielt werden.
Durch entsprechende Fassonierung der auf die Kurbelblätter einwirkenden Backen kann den Blättern ein gewünschtes Profil, z. B. I gegeben werden. Auch Kurbelwellen mit durch-
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herstellbar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung gekröpfter Wellen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass das an zwei gerade bleibenden Teilen der Welle eingespannte Werkstück durch unter einem Winkel gegen die Achse des zu biegenden Werkstückes bewirkte parallele oder annähernd parallele Ver- schiebung der beweglichen Einspannstelle gegen die fest angeordnete hin einer Biegung und
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durch Begrenzung der Bewegung in achsialer bzw. radialer Richtung bestimmt wird.