CZ372198A3

CZ372198A3 - Způsob výroby vačkového hřídele a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ372198A3
Application number: CZ983721A
Authority: CZ
Inventors: Michael Seifert; Thomas Werle
Original assignee: Dr. Meleghy Gmbh & Co. Kg Werkzeugbau Und Presswerk
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1999-08-11
Also published as: BR9709540A; SK165098A3; CN1221361A; HUP0001695A3; DE19622372A1; SK285010B6; TR199802524T2; PL330608A1; KR20000016325A; CZ295968B6; DE19622372B4; HUP0001695A2; EP0907436A1; WO1997046341A1; JP2001517154A; CN1222379C; CA2257354A1

Description

Vynález se týká způsobu výroby podlouhlého tělesa, zejména vačkového hřídele, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Je 2náma řada způsobů výroby vačkových hřídelů. V zásadě je lze rozdělit do ;dvou .skupin. . < /-, »

Do první skupiny patří běžným způsobem vyrobený vačkový hřídel, který se bud kove nebo odlévá jako polotovar, a to jako plné těleso nebo také jako skořepinový odlitek z tvrzené litiny, přičemž se pak oba uvedené polotovary musí dále opracovat, nejdříve mechanicky třískově, načež jet třeba zušlechtit jejich povrch s následným tepelným zpracováním, a nakonec je třeba brousit ... části uložení a. vačky. Nedostatkem' takto, vyrobených vačkových hřídelů'/ jé,^: zejména jejich vysoká hmotnost a v důsledků toho také vysoký moment setrvačnosti, které se nepříznivě projevuji jednak na ložiskách, například při změnách kroutícího momentu, jednak na vysokých nákladech spojených s opracováním polotovaru. .

Do druhé skupiny patří spojované vačkově hřídele, u nichž se vačky vyrábějí samostatně a pak sě různým způsobem jednotlivě připojují k hřídeli. Tak je například možno vačky navařit, zejména na dutý hřídel, nebo je zatepla nasa* 044 «4 · 0 • 4 «4 · 0 4 4 4 4 0

004 0 4 «44

0444 04 000 000 0. » 00

- 2 dit na trubku. U posledně uvedeného způsobu je známo trubku, popřípadě dutý hřídel s nasunutými vačkami, zakládat do nástroje odpovídajícího tvaru a pak trubku rozepnout metodou vnitřního vysokotlakého tváření, čímž se vačky pružně a trubka plasticky rozšíří, čímž se dosáhne pevného lisovaného uložení vaček na trubce, popřípadě na dutém hřídeli.

t Při rozpínání trubky metodou vnitřního vysokotlakého tváření se tvářené duté trubkové těleso současně zatěžuje vnitřním tlakem a axiální silou působící na jeho konce. Jako tlakový prostředek jsou vhodné kapaliny nebo elastomery. Axiální síla se obvykle převádí pomocí tuhých nástrojů, jako jsou písty, razníky a podobně, které přímo nebo nepřímo vyvozují tlak na konce polotovaru.

Příkladná provedení výše uvedeným způsobem spojovaných popřípadě takto provedených hřídelů jsou známa ze spisů DE 34 09 541 Al a z DE 35 21 206 Al. Společné pro oba známé návrhy je, že je třeba samostatně zhotovovat upevňované funkční části, jejichž výroba, zejména v případě vaček, je spojena s vysokými náklady, nehledě k tomu, že je nákladný i celý postup, spojený s jejich upevňováním.

Ze spisu US 2 222 762 je dále znám způsob, podle kterého se trubkové polotovary nejdříve zahřejí a pak se vloží do formy. Po ohřevu se snadno tvářitelný polotovar pomocí podpěrného média, plynu nebo kapaliny, stabilizuje zevnitř. Axiální síly, vyvozované bud pohyblivě vytvořenou formou neX bo pomocí na formě nezávislých razníků, tlači současně polotovar do formy, přičemž podpěrné médium zabezpečuje, že se • ··· * 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0000 0 «00 0 0 0 · 0

0·0· 00 ι·' M« 00 00

- 3 ohřátý polotovar nezbortí. Nedostatkem tohoto způsobu je, že je nejdříve třeba polotovar ohřát, aby materiál získal potřebnou plasticitu a mohl být zatlačen do formy. Tento ohřev, kromě změny struktury, představuje také další pracovní operaci, jíž se zvyšují náklady výroby. Navíc je pracovní tlak vyvozován pouze axiálními silami, což má za následek nestejnoměrné tečení materiálu a tím i nestejnoměrné rozdělení pnutí v polotovaru.

Ze spisu JP 57 206530 A je znám způsob výroby vačkového hřídele, podle kterého se předem ohřáté duté těleso pomocí tlakové kapaliny v jediné operaci zalisuje do formy. I zde je nejdříve třeba provést ohřev; u tohoto způsobu dále nenásleduje žádný další axiální posuv, což rovněž vede k nestejnoměrnému tečeni materiálu; kromě toho není u tohoto způsobu žádný sled tvářecích operací, způsob obsahuje pouze jedinou tvářecí operaci.

Podstata vynálezu

Problém, řešený vynálezem, spočívá ve vytvoření způsobu a zařízení k provádění tohoto způsobuj jímž při snížených výrobních nákladech, snížených nákladech na nástroje a sníženém počtu pracovních operací bude možno vyrábět podlouhlá dutá tělesa se zvýšeným stupněm účinnosti, to je při vyšší produktivitě, a béz redukce tlouštky stěn.

Tento problém je vyřešen způsobem zřejmým z význaků hlavního nároku, to znamená, že metoda vysokotlakého tváření se na rozdíl od stavu techniky nepoužije pro rozšiřování du« in * ♦ BB *· · 9

Β Β

ΒΒΒΒ Β Β Β • Β Β Β Β Β Β Β

Β·ΒΒ ΒΒ ΒΒΒ ΒΒΒ Β« ΒΒ

- 4 tého hřídele za účelem dosažení nalisovaného uložení nebo, jako v případě vynálezu podle DE 35 21 206 Al, pro dosažení přídavného axiálního zpevnění, ale pro jednodílné vytvoření vydutých částí, s výhodou tvaru vaček, přímo z materiálu trubky nebo profilu - zjednodušeně, nikoliv však omezitělně dále označovaných jako duté těleso”, popřípadě dutý hřídel nebo hřídel - takže postupným vytvářením vydutých částí, to je vaček, se dosahuje jak co do nákladů velmi výhodných, tak i co do výrobního postupu časově úsporných možností výroby dutého tělesa z jediného kusu.

Přitom je další vytvoření vynálezu společné pro různé možnosti provedení, podle kterých se dutý hřídel tváří v několika operacích, ve kterých se vačky, pokud jde o jejich tvarové provedení a/nebo jejich polohu na hřídeli, tvarují postupně. Jak bude ještě dále podrobněji vysvětleno, je tím míněno, že na jedné straně je možno vačky jednak postupně dotvarovat do konečného stavu, na druhé straně je však také možno tvarovat je na hřídeli postupně za sebou v požadovaném pořadí. Je samozřejmé, že obě tyto možnosti se také mohou překrývat.

Tak mohou být u výhodného provedeni vynálezu vačky tvarovány jedna za druhou směrem od středu hřídele k jeho koncům, což lze zvláště úsporným způsobem provádět ve dvojici. Je také možné tvarovat vačky směrem od jednoho konce hřídele ke druhému konci. Významnou výhodou tohoto postupu je co do nákladů výhodná výroba, zejména proto, že odpadá samostatná výroba vaček a jejich kalibrování, přičemž axiální proud ma•fcfc* · * · <1*· • · · 4 · « * · β · fc · • · · · · · « *♦*· ♦ · «fc* ftftft «ft «· teriálu může bez zábran téci do pásma tváření. Přísun materiálu od konců trubky v důsledku axiálního silového zatížení a posuvu podle vynálezu není omezován předcházejícími dvojicemi vaček, to znamená, že materiál trubky může být bez omezení dosouván do příslušného tvářecího pásma. Po tvarování tohoto pásma následuje tvarování další dvojice vaček. Z toho vyplývá výhoda, že axiálně vytvářenými napětími v tlaku je možno dosáhnout větších stupňů přetvoření materiálu trubky, které leží nad stupněm jeho tažnosti. Kromě toho je redukce tloušťky stěny v oblasti přetváření, to je v oblasti tváření vaček, značně snížena, to znamená, že dochází ke stejnoměrnějšímu průběhu tloušťky stěny, čili dosahuje se vyšší stability součásti. Pro praktické využití přichází v úvahu několik možností.

Tak mohou být vačky z hlediska své polohy záměrně jednotlivě nebo ve skupinách tvářeny proti tlaku většího počtu smykadel ovladatelných co do zpětného posuvu nebo podobně.

V souvislosti s výše uvedenou možností postupně tvářet vačky od střední částí hřídele směrem k jeho koncům platí, že je zvláště výhodné, že při řízeném tečení materiálu do vnitřních oblastí, to je do střední části hřídele, nedochází k žádnému velkému protahování materiálu se ztenčením stěny, neboť v průběhu tváření uvnitř ležících vaček při axiálním přísunu materiálu není jeho tečení nijak omezováno vačkami, které by byly dříve vytvarovány. Kromě toho je tak možno vyrábět vačkové hřídele z materiálů nižší roztažnosti, s velkou výškou vaček, jakož i s poměrně velkým počtem vačkových ti · Λ d

6. Clí ft tíftoe r.r.

dvojic. aložiskových uloženíjnjakágrjsou,například potřebná pro: dvanáctiválcové·; motory. vKroměin toho? dochází_; na: konstrukt čníchisóučástechiktmenšímůidnapěchování*materiálu >a^tloušťka , je jichlstěn o je'; sté jnoměrně jší ;*jčož“ jskýtág ix další nvýhodnou možnost případné)celkové redukce tloušťky stěny.

.Př'i_s. realizaci: vynálezu! je možno) použítjrůzné^za '.studená tvářítelhé, i materiály, jakol jsou zakázkové rpolotovary^nebo zakázkové. ?trubky, nebp;ď.vedle^jednovrstvých materiáluftaké dvóuvrsťvé ·. materiály z -4.» například.j kombinace ilocel/ocelfj nebo ocel/hliník, ‘ sendvičová-dutá?tělesa?nebpldutá?tělesa^opa-tř.e^ na;povlakem; proikombinaci ocel/hliníkjjetvýhodné, tvoří-li ocel vnější a hliník vnitřníu. vrstvu; Tímtse-íf dosahuje «podstatně lepších vlastností polotovaru; ocelový/,plášť:zvyšuje otěruvzdornost, , zlepšuje». možnosti · tepelného zpracování a.kroutící moment, zatímco.vnitřní vrstva hliníku představuje vhodný opěrným materiál, a je výhodná z hlediska,/hmotnosti. Jako vícevrstvý! výchozí polotovar pro>tvářeni?výrobku„podle vynálezu může; sloužit kombinace s lisovaným,.uložením’,; může však také být,,vyroben, společným protlačováním nebo,metodou kontinuálníhóřilití .T;., , e’ i, 'í -u v rd _; , «v*·» o ^!. u výše zmíněné? variantykjě možno•/smykaďla- v;požadovaném íčasovém okamžiku zatížit tlakem , podle'potřeby bud jednotila věíinebo. vet,dvojici. u .výhodné možnosti provedení jsou-smy,kadla dó tlakuri zpětně ovladatelná pomocí přiřazených+hytdraulických íiVálců, přičemž.,při tvarování od.středníχčásti hřídele směrem' k .jeho» koncůmy pro uvnitř ležící. vačky/popři-r í.padě pro _f jim odpovídající vybrání v nástroji,>nejsou nutná ·» k «φ · *·φ * · φ φ *♦·» «·

Φ I 9* ΦΦ žádnásmykadla, neboř zde začíná tvarování vaček fa'“v⁷*průběhu této doby jsou smykadla v ostatních vybráních dotlačována na vnější stěnu dutého hřídele, takže na těchto místech nemůže docházet k žádné jeho deformaci; vačky se na těchto místech vytvoří později.

Alternativně k hydraulickému tlakovému zatížení smykadel, popřípadě jejich pístů nebo razniků, může být jejich zpětný chod také ovládán mechanicky, a to pomocí klínové lišty pohybující se v zásadě rovnoběžně vzhledem k podélné ose dutého hřídele, která je opatřena klínovou vačkou přímo působící na řázníky tak, že odpovídajícím pohybem klínové lišty dojde k přemístění smykadel. To znamená, že i pomocí tohoto provedení je možno záměrně dosahovat překrytí momentálně nepoužitelných vybrání, popřípadě uvolnit ta místa, na kterých se nemá vytvořit žádná nebo jen jedna vačka.

Postupné tvarování vaček zevnitř a vnějším směrem může být podle 2vláště výhodné možnosti vynálezu také prováděno tak, že se jednotlivé výrobní operace provedou v různých částech nástroje, to 2namená, že je sice mezi jednotlivými operacemi třeba měnit uloženi polotovaru v nástroji, avšak o to jednodušší a co do nákladů výhodnější může být provedení nástroje; kromě toho nejsou v tomto případě zapotřebí žádné aktivní prvky, jako jsou smykadla a podobně, které se používají zejména v případech, kdy se nevyskytují žádné prostorové problémy, neboř při výrobě hřídele například se šesti vačkami a jejich tvarování ve dvojících zevnitř vnějším směrem, jsou nutné v nástroji tři tvářecí nástroje.

« * «I ♦ ·· · ·· · · 0 • · · ·* 00

Alternativně může také být místně zaměřené vytvoření vaček provedeno pomocí do dutého hřídele zavedených vnitřních trnů, které pak co do účinku stejně jako výše uvedená smykadla nejdříve brání tvarování na určitých místech, na rozdíl od smykadel však z vnitřní části dutého hřídele. Vnitřním tlakem se jednotlivě zatěžují pouze místa, kde se mají v daném okamžiku vytvořit vačky zevnitř vnějším směrem tak, že jen v těchto místech může dojít k přetvoření dutého hřídele; ostatní oblasti nejsou pod tlakem a proto tam také nepůsobí žádná přetvářná síla. To znamená, že se zde nepůsobí proti vnitřnímu tlaku pomocí smykadel, ale pomocí vnitřního trnu se brání tomu, aby vnitřní stěna dutého hřídele v oblastech vybrání, do nichž se příslušné části momentálně ještě nemají tvarovat, byla zatížena tlakem. Tím způsobuje mechanicky vyvozovaný axiální tlak spolu s vnitřním tlakem napěchování a konečně i požadované tvarování pouze v těch místech, kde vnitřní stěna dutého hřídele není proti vnitřnímu tlaku překryta vnitřním trnem, a kde je v nástroji provedeno jedno nebo několik vybrání.

V praktickém provedení se s výhodou používají dva vnitřní trny, které je třeba z obou stran zasunout do dutého hřídele, a které mají vnější průměr dovolující jejich zavedení popřípadě zatažení do pístů přenášejících mechanické axiální síly na koncové části trubky. Tím je zase umožněno výhodné a co do místa postupné tvarování vaček počínaje od středu hřídele až k jeho koncům. Je samozřejmé, že vnitřní trny musí být opatřeny koaxiálními průchozími kanálky, jimiž »* :~:ť* ?? ί* *'· ’·.*ί :ι

... „v.- ... ... ... ήρ,

-b o

tlakové prostředí může vnikat do dutiny hřídele. f

Toto provedení vynálezu dovoluje integrovat v nástroji poměrně velký počet vybrání při poměrně nízkých nákladech.

Je také třeba se zmínit, že je v rámci vynálezu také možno vycházet z polotovaru, který byl předtvářen například pěchováním a/nebo příčným válcováním dutého hřídele. Tento postup umožňuje na těch místech dutého hřídele, kde se mají tvarovat vačky, vytvořit nahromadění materiálu za tím účelem, aby se čelilo redukci stěny a možné nedostatečné roztažnosti materiálu.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení vynálezu jsou znázorněna na výkresech, kde obr. 1 představuje schematicky základní konstrukci nástroje bez přídavných nástrojů, s vloženým polotovarem ve výchozím a konečném stavu, v pohledu z boku a v řezu, obr. 2 nástroj, vzhledem k obr. 1 s detaily a s individuálně pomocí hydraulických válců obousměrně ovládatelnými smykadly v několika tvarovacích dutinách, obr. 3 schematicky klínovou lišta pro ovládání razníků smykadel podle obr. 2, obr. 4 schematicky v pohledu shora a v řezu polovinu nástroje s několika úložnými místy pro postupové tváření polotovaru, který je v každém úložném místě znázorněn v příslušném stavu zpracování, obr. 5 polovina nástroje pro další variaci použití, s uloženým, zčásti hotovým polotovarem, to je dutým hřídelem, a s vnitřními trny částečně překrývajícími vnitřní stěnu dutého hřídele, a to schematicky v řezu a v pohledu • ♦ »> · · * * 00

00 0 0 0 00 0 « * * · · 0 0 ·

0000 00 000 000 00 »»

- 10 shora, obr. 6 předlisovaný dutý hřídel, který může sloužit jako výchozí polotovar pro další tvarování například v nástroji podle obr. 1.

Příklady provedení vynálezu

Dříve než budou podrobně popsány obrázky na připojených výkresech, uje třeba uvést k nim některé základní poznámky. Tak je nejdříve třeba věnovat pozornost tomu, že na horní části obr. 1 a 2 je znázorněn polotovar ve svém konečném tvaru, zatímco v jejich dolních částech je znázorněn jeho výchozí stav, popřípadě na obr. 6 je znázorněn jeho počáteční mezioperační stav. Pro obr. 1 až 5 je navíc společné, že schematicky znázorňují nástroje, které jsou zásadně vhodné pro metodu vysokotlakého vnitřního tváření a s výhodou jsou dělené v horizontální rovině. Jsou opatřeny tvarově za sebou následujícími, dále podrobněji popsanými vybráními, to je vnitřními dutinami nástroje, do kterých se ukládá polotovar, který se má tvarovat, v daném případě dutý hřídel, který se pak pomoci stranově vně nástroje uspořádaných a známým způsobem ovladatelných razníků vystaví v axiálním směru čelně působícím silám, přičemž do vnitřního prostoru dutého hřídele se současně vtlačuje tlakové prostředí tak, že polotovar je zatížen vysokým vnitřním tlakem a axiální silou působící na konce trubky. Tím dochází k žádoucímu vydutí v uzavřeném nástroji. Průměr postranních razníků je tak velký, aby tyto razníky mohly být zasunuty do nástroje a mohly pěchovat dutý hřídel, přičemž jsou opatřeny koaxiálními kanálky, jimiž mů• a «

• *♦ ♦ ·· a * · ·· a· že tlakové prostředí procházet do dutiny dutého hřídele. Razníky jsou na svém volném konci opatřeny těsnicími hlavami, sloužícími pro utěsnění polotovaru, to je trubky, na obou koncích a pro zavedení axiálních sil do polotovaru, jakož i pro přivádění tlaku do jeho vnitřní části. Tlak se s výhodou aplikuje prostřednictvím multiplikátoru o konstrukci jako u hydraulického válce, a je možno jej zvýšit, nebot kapalina se ve vnitřním prostoru multiplikátoru stlačuje, nebo snížit, když se tlak kapaliny snižuje.

Pro obecnou představu je na obr. 1 velmi zjednodušeně znázorněn nástroj s horní polovinou 1 a dolní polovinou 2, které v uzavřeném stavu vytvářejí dutý prostor 3 jako formu pro konečný tvar vačkového hřídele. K tomu je třeba poznamenat - a to platí i pro další znázornění jiných výhodných příkladných provedení vynálezu - že zde jsou jednotlivé vačky pro snadnější pochopení znázorněny v jedné rovině; je samozřejmé, že jsou zpravidla radiálně úhlově přesazeny. V místech, kde se mají vytvořit vačky, je dutý prostor 2 opatřen odpovídajícími vybráními 4, ve znázorněném příkladném provedení jen třemi vybráními Λ proto, že jde o znázorněni principu řešení, a do těchto vybrání A se zatlačují odpovídající části stěn dutého hřídele. Vybrání tvoří část celkového počtu vnitřních dutin nástroje (form-nest), do nichž se ukládá výchozí polotovar.

V dolní polovině obr. 1 je znázorněn počáteční stav s uloženým dutým hřídelem 5, zatímco v horní polovině obr. 1 je znázorněn konečný stav s hotově tvarovanými vačkami 6,

9 99 9 9 9

9 9 9

999 99 ·· » *·· • · 9 9

9 9

9999 99 ·· · tedy vačkový hřídel vyrobený podle vynálezu z jednoho kusu materiálu. Postranní razníky 7 jsou opatřeny hlavami 8 a průchozím koaxiálním kanálkem 9, v řezu znázorněným na levé straně, jímž tlakové prostředí vniká do vnitřního prostoru dutého hřídele 5.

U tohoto příkladného provedení se trubka jako dutý hřídel 5 uloží do nástroje 1, 2, který má geometrii vačkového hřídele, a vnitřním vysokým tlakem a pomocí axiálního posuvu materiálu se tvaruje. To znamená, že dutý hřídel 5 se ze svého výchozího stavu postupně převádí do svého konečného stavu tak, že tlakové razníky 7 dosedají na čelní plochy dutého hřídele 5 a vyvozuji na ně tlak za současného přivádění tlakové kapaliny kanálky 9. V důsledku působení obou se překrývajících sil v průběhu zasouvání tlakových razníků 2 do vnitřní části nástroje dochází k přetvoření duté trubky do znázorněného konečného stavu.

U následujících provedení vynálezu jsou pro odpovídající součásti použity stejné vztahové značky jako na obr. 1.

Jak již bylo výše uvedeno, u příkladného provedení podle obr. 2 sestává nástroj z horní poloviny 1 a z dolní poloviny 2, a jeho dutý prostor 3 je vytvořen v geometrii potřebné pro vyráběný vačkový hřídel. Přitom je u tohoto příkladného provedení v nástroji uspořádáno šest vybrání 4 pro šest Vaček, které mají být vyrobeny. Kanálky 2 pro přívod tlakového prostředí nejsou v raznících 7/8 kvůli zjednodušení znázorněny. Vždy u vnějších, to znamená ke koncům hřídele přivrácených vybrání 4a, 4b, jsou zde uspořádána jen schéma13 * é « « · · · » · ♦ · · · · » · t ·«·· *« »· · ··· *« »« ticky znázorněná smykadla 11a. popřípadě 11b. která jsou vzhledem k vybrání posuvná podle znázorněných zdvojených šipek prakticky ve svislém směru, a to pomocí razníků 13a popřípadě 13b. spojených s hydraulickými válci 12a, 12b. Tím jsou smykadla 11a. 11b posuvně ovladatelná v obou směrech? ve výchozí poloze se nacházejí svou čelní plochou v poloze na výkrese znázorněné jako horní poloha, to znamená v poloze, ve které dosedají na vnější stěnu uloženého dutého hřídele 5. Obě vnitřní vybráni 4 nejsou opatřena žádným smykadI lem.

Příkladný způsob výroby je následující:

Vzhledem k tomu, že se čtyři smykadla 11a. 11b nacházejí ve vysunuté výchozí poloze, vytvarují se při axiálním posuvu materiálu hřídele nejdříve uvnitř ležící vačky aniž by tečení materiálu bylo omezováno tvářením vnějších vaček, to je vaček ležících blíže ke koncům hřídele. Po dokončeném tvarování obou vnitřních vaček 6 pomocí hydraulických válců 12b uspořádaných vnějším směrem od obou hotově vytvořených vnitřních vaček se odsunou smykadla lib, načež se tvarují další vačky 6b, přičemž ani zde nedochází k omezování axiálního tečení materiálu, neboř ještě nedochází k tvarování vaček 6a na koncových stranách hřídele. V poslední fázi vysokotlakého vnitřního tváření se odsunou smykadla 11a a tvarují se odpovídající vačky 6a.

Místo hydraulického ovládání smykadel 11a, 11b mohou tato smykadla 11a. 11b také být ovládána mechanicky. Pro tento účel je zde uspořádána klínová lišta 14 znázorněná na obr. 3, na které jsou provedeny klínové vačky 15a, popřípadě

A

- . o ' **

15b. v poradí odpovídajícím poloze razníku 13a. 13b. Klínová lišta 14 je v tomto případě uspořádána v oblasti hydraulic- ^f | kých válců 12a. 12b a je pohyblivá ve směru rovnoběžném +

- <

s podélnou osou dutého hřídele 5, přičemž klínové vačky

15a, 15b přímo působí na odpovídající razníky 13a, popřípadě

13b. V takovém případě je potřebný jen jediný neznázorněný hydraulický válec, který posouvá klínovou lištu 14 ve směru znázorněném na obr. '3 dvousměrnou horizontální šipkou. V poloze znázorněné na obr. 3, jsou razníky 13a. 13b. na které přímo působí klínové vačky 15a, 15b. v zasunutém stavu, to znamená v poloze, ve které se nejdříve tvarují vnitřní vačky

6.

Při posunutí klínové lišty 14 směrem doleva (obr. 3) se za současného působení vnitřního tlaku v dutém hřídeli 5 stlačí smykadla -11a. lib dolů, nebot jejich razníky 13a. popřípadě 13b, mohou podél zešikmení klínových vaček 15a. popřípadě 15b. uhnout směrem dolů.

Popsaná klínová lišta 14 umožňuje přímé ovládání ve smyslu postupu vysvětleného výše v souvislosti s obr. 2 nebot, jak je rovněž zřejmo z obr. 3, vnitřní klínové vačky mají kratší čelní plochy, to znamená, že při pohybu směrem doleva se razníky 13b umístěné před razníky 13a dostávají do oblasti zešikmení klínových vaček 15b dříve než razníky 13a, takže před vytvořením vaček 6a dochází nejdříve k vytvoření vaček 6b. K tváření vaček 6a dochází až v okamžiku, kdy se razníky 13a dostanou do oblasti zkosení klínových va15 **M t · * 01 *» • 0 · · · · 0 0·0 » W * 0 · * 0 000 '··» ·· »0« '·0« 0'· «« ček 15a.

Pro další zlepšení tečení materiálu při tvarování vnitřních vaček 6 mohou také být smykadly opatřena · vybrání 4, která jsou odpovídajícím způsobem vymezována prostřednictvím razníků, ovládaných zde neznázorněnými klínovými vačkami uspořádanými mezi klínovými vačkami 15a. 15b.

Obr. 4, na kterém nejsou znázorněny postranní razníky 7/8. představuje zvláště výhodné provedení vynálezu. V půdorysu je zde znázorněna dolní polovina 2 nástroje se třemi tvarovacími dutinami různé geometrie, to je rozdílný počet vybrání, přičemž v každé dutině je uložen v odpovídající operaci vytvořený vačkový hřídel 5. Tváření v jednotlivých tvarovacích dutinách může probíhat současně nebo postupně.

Z obr. 4 je zřejmé, že se znázorněná výroba vačkového hřídele se šesti vačkami provádí ve třech operacích, přičemž dutý hřídel 5 se podrobuje první tvarovaóí operaci v tvářecí dutině znázorněné v horní části obr. 4, ve které se tvarují obě vnitřní vačky 6. Takto vytvořený polotovar se pak přenáší do tvářecí dutiny znázorněné níže, která je opatřena dvěma dalšími vybráními 4b. V této druhé operaci se na dutém hřídeli 5 tvarují další vačky 6b vtlačováním materiálu do vybrání 4b. Nakonec se dutý hřídel 5 přenese do tvářecí dutiny opatřené Šesti vybráními 4., 4a. 4b, znázorněné v dolní části obr. 4, ve které se provádí konečné tvarování.

Obr. 5 představuje rovněž výhodné provedení vynálezu. Znázorňuje dolní polovinu 2 nástroje pro výrobu vačkového hřídele se šesti vačkami 6, na němž jsou dvě vnitřní vačky *

• φ • ΦΦ φφφ * ««» φ φ ♦ φ φ ·♦·♦ φφ φ ·: φφ • φφ φ φ φ φ « ·· φφ

- 16 6 již vytvarovány. Také pomocí tohoto nástroje se vačky 6 zhotovují postupně zevnitř vnějším směrem. Za tímto účelem jsou zde použity dva vnitřní trny 16, které ve znázorněné poloze mezioperačního postupu jsou do dutého hřídele 5 zasunuty tak daleko, aby v dutině hřídele uzavíraly a chránily proti působení vysokého vnitřního tlaku ty oblasti, v nichž se teprve v další operaci mají stěny dutého hřídele 5 vtlačovat do vnějších vybrání 4a, 4b. Za tímto účelem mají vnitřní trny vnější průměr, který dovoluje jejich teleskopické zasouvání do dutého hřídele 5 s odpovídající vůlí vůči jeho vnitřní stěně. Na svém volném uvnitř ležícím konci jsou vnitřní trny 16 opatřeny čelním těsněním 17. popřípadě klínovými těsnicími kroužky, které utěsňují trubku, popřípadě dutý hřídel 5., jakmile dojde v jeho vnitřní části ke zvyšování tlaku. Čím vyšší je tlak, tím vyšší je těsnicí síla klínových těsnicích kroužků; těsnicí síla je tedy odvozena od vnitřního tlaku.

Razníky 7/8 jsou v tomto případě vytvořeny tak, že na jedné straně mají vnější průměr, který, jako u dosud popsaných příkladných provedení, dovoluje zavedení do vybrání nástroje, tedy takový průměr, který přibližně odpovídá vnějšímu průměru dutého hřídele avšak na rozdíl od dosud popsaných příkladných provedení má rozšířené provedení, přičemž je jeho průměr tak velký, Že se v něm mohou obousměrně teleskopicky pohybovat vnitřní trny 16. Tak. mohou razníky 7/8 obousměrně vyvozovat svou axiální sílu na koncové čelni části dutého hřídele 5, při současném posuvu vnitřních trnů e

*♦· ··* ·· · • '> ♦ ρ- · · * · · · * • · * 9* · ·

16. Koaxiální kanálek 9 pro tlakové prostředí se nyní nachází vždy ve vnitřních trnech 16. Podrobnosti tohoto postupu jsou zřejmé z provedení znázorněného v řezu na levé části obr. 5.

Podle této koncepce je možno provádět následující pracovní postup: Nejdříve se vnitřní * trny 1,6 z koncové části razníků 7/8, dosedajících na dutý hřídel, vysunou do polohy znázorněné na obr. 5 a zasunou se do dutého hřídele 5, což může být provedeno pomocí vhodných, zde neznázorněných a na vnějším konci dutých razníků 7/8 uspořádaných prvků, přičemž vnitřní trny 16 mohou například procházet razníky 7/8 až k jejich vnějšímu konci. Po následujícím vyvození místního vnitřního tlaku se znázorněným způsobem vytvoří obě vnitřní vačky.

V další fázi se vnitřní trny 16 odsunou vnějším směrem tak daleko, až se uvolní oblast dalších vybrání 4b, takže vnitřní tlak může nyní působit na tyto oblasti dutého hřídele 5, do kterých mohou být tvarovány další vačky 6 b, a to za současného axiálního posuvu materiálu od koncových částí trubky, přičemž vnitřní trny 16 jsou za účelem doplnění potřebného množství materiálu současně posouvány směrem dovnitř, aby nedocházelo ke tření mezi klínovým čelním těsněním 12 na vnitřních trnech 16 a vnitřní stěnou trubky.

Po vytvarování této druhé dvojice vaček 6b vždy náslei duje odlehčení vnitřního tlaku, čímž se těsnicí síla klínových těsnicích kroužků čelního těsnění 17 sníží na minimum při zachování elastického vlastního podílu klínových těsni18 fc fcfcfc fc * · ·' ·· • · · ·- fc fcfc ···fc · • fcfc · · · « fc, • fcfc* fcfc ··· «fcfc ·· ·· cích kroužků. Pak se vnitřní trny 16 odsunou ještě dále vnějším směrem a tvaruje se další dvojice vaček 6a.

I u této verze je možno dosáhnout optimálního přísunu materiálu, neboř, jak již bylo uvedeno v souvislosti s popsanými příkladnými provedeními, u každého pracovního postupu, při kterém dochází k vytváření vaček postupně ve směru od střední části dutého hřídele směrem k jeho koncovým částem, může materiál být bez zábrany dosouván od konců trubky, neboř v těchto dosud tlakově nezatížených oblastech zatím nedochází k jejímu přetvoření.

Jen pro doplnění těchto různých možnosti použití způsobu podle vynálezu ,je na obr. 6 znázorněn výchozí polotovar pro dutý hřídel 5, který má být tvářen do tvaru vačkového hřídele se šesti vačkami, a který je do stavu, znázorněného na obr, 6, vyroben konvenčními postupy, například pěchováním, příčným válcováním a podobně, přičemž na místech, na kterých se mají vytvořit vačky, jsou nahromadění 19 materiálu, jimiž se má čelit zmenšení tloušřky stěny a možné nedostačující roztažnosti materiálu. Takový výchozí polotovar se hodí například pro zpracováni v nástroji znázorněném na obr.

a 2, přičemž v důsledku nahromadění materiálu se snižuje i axiální tečení materiálu.

Průmyslová využitelnost

Vynález slouží zejména pro výrobu podlouhlých dutých těles, která nacházejí široké uplatnění zejména v automobilovém průmyslu.

Claims

1. Způsob výroby podlouhlého tělesa s alespoň jednou vydutou částí, zejména vačkového hřídele, vysokotlakým vnitřním tvářením, vyznačující se tím, že vyduté části se tvarují jednotlivě nebo postupně za sebou ve skupinách, za postupného přisouvání materiálu v axiálním směru.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t ί i , že tvarovací proces se zahajuje od alespoň na jednom konci hřídele uspořádaného dosouvacího nástroje nejvíce vzdálené vyduté části a postupně se provádí dále směrem k dosouvacímu nástroji.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že vyduté části se tvarují proti tlaku několika vratně posuvných smykadel bud jednotlivě nebo ve skupinách za sebou.

4. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se t í m , že jednotlivé výrobní operace se provádějí v různých částech nástroje.

5. Způsob podle nároku 1 nebo 2,vyznačující se t í a , že místně prováděné tvarování vydutých částí se řídí pomocí alespoň jednoho vnitřního trnu, který se za» *·· · · ·~ ť*: ·«

Β · · * * · · »·« · · ··· * · ΒΒΒ ···· ΒΒ ΒΒΒ ΒΒΒ ΒΒ ·*

- 20 vede do dutého tělesa, je v něm podélně posuvný a překrývá polohy, v nichž se právě netvarují žádné vyduté části.

6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se tvaruje vícestěnný dutý polotovar.

7. Zařízení k provádění způsobu výroby podle nároku 1, v yznačující se tím, že obsahuje vícedílný nástroj (1, 2) pro uložení a tvarování dutého tělesa (5) , který je opatřen vybráními (4) pro vyduté části (6) , dvěma protilehle a koaxiálně uspořádanými pěchovacími razníky (7/8) s koaxiálními kanálky (9) pro přivádění tlakového média do vnitřního prostoru dutého tělesa (5), a alespoň jedním v dutém tělese (5) a v raznících (7/8) podélně pohyblivým dutým vnitřním trnem (16) zasouvatelným do každého konce dutého tělesa (5), který je na svém konci, zasahujícím do dutého tělesa (5), opatřen těsněním (17) dosedajícím na vnitřní stěnu dutého tělesa (5).

8. Zařízení podle nároku 7 k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 3 a 6, vyznačující se tím, že alespoň do některých z vybrání (4) je přiřazeno kolmo na osu dutého tělesa (5) pohyblivé smykadlo (lla, lib).

- 21 v >9« • · • · * φφ f · Λ· ΦΦ / φ φ φ φφφ φ Φ Φ φ φ φ «

ΦΦΦ φφφ φφ · φ

9. Zařízení podle nároku 7, zejména k provádění způsobu podle některého z nároků 1, 2, 4 a 6, vyznaču j ící se tím, že obsahuje alespoň jeden nástroj se soustavou tvářecích dutin s rozdílným počtem vybrání.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se t í m , že dvoudílný nástroj (1, 2) je opatřen soustavou tvářecích dutin s postupně vzrůstajícím počtem vybrání.

11. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že koaxiální kanálky (9) razníků (7/8) mají průměr umožňující zasouvání vnitřních trnů (16) do těchto razníků (7/8).