DE1000214B

DE1000214B - Process for the successive form forging of the crank strokes of multiple cranked crankshafts in the die

Info

Publication number: DE1000214B
Application number: DEG16846A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Helling; Peter Pietka
Original assignee: Bochumer Verein fuer Gussstahlfabrikation AG
Current assignee: Bochumer Verein fuer Gussstahlfabrikation AG
Priority date: 1955-04-01
Filing date: 1955-04-01
Publication date: 1957-01-03

Description

DEUTSCHESGERMAN

Beim Formschmieden schwerer Kurbelwellen mit einem ununterbrochenen Faserverlauf vom Lagerzapfen über die Wange zum Kurbelzapfen geht man unter anderem von in Rollgesenken vorgeschmdedeten Werkstücken mit rundum laufenden oder auch flachen Wülsten in Abstand und mit dem Volumen der zu erzeugen den Hübe aus. Diese werden in hydraulischen, mehrfach wirkenden Pressen nacheinander im Gesenk ausgeformt. Durch die Haltevorrichtungen dieser Pressen wird das Vorwerkstück an den Lagerzapfen eingespannt und am bereits geformten Hub aufgenommen und nach ihm auegerichtet. Mittels eines Gesenkstempels werden der Kurbelzapfen und die Wangen in einem Durchsetzvorgang ausgepreßt. Die Vorrichtung hierfür enthält zweckmäßig hydraulische Zylinder zum Schließen der Haltevof richtungen, einen hydraulischen Zylinder für den Gesenkstempel und ferner eine hydraulische Gegendruckvorrichtung, die die Längeverschiebungen der Kurbelwelle auffangen soll, und außerdem einen hydraulischen Aus- ao stoßer.When forging heavy crankshafts with an uninterrupted fiber course from the bearing pin over the cheek to the crank pin Among other things, workpieces pre-cast in roller dies with all-round or flat ones Bulges at a distance and with the volume of the strokes to be generated. These are used in hydraulic, multiple-acting presses formed one after the other in the die. Through the holding devices of this Pressing the pre-workpiece is clamped on the bearing journal and taken up on the already formed hub and set up according to him. The crank pin and the cheeks are made using a die squeezed out in an enforcement process. The device for this purpose contains hydraulic ones Cylinder for closing the holding devices, a hydraulic cylinder for the die and also a hydraulic counter-pressure device that absorbs the length displacements of the crankshaft should, and also a hydraulic ejector.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung fasergerectoter Kurbelwellen mit gegenüber dem Bekannten einfacheren Maschinen und Vorrichtungen, bei denen außerdem an die Genauigkeit des Vorwerkstücks geringere Anforderungen gestellt werden können, sofern nur eine annähernde Volumengleichheit der Hubteile vorhanden ist.The invention aims at the production of fiber rectified Crankshafts with machines and devices that are simpler than the known, in which In addition, lower requirements can be placed on the accuracy of the preliminary workpiece, provided that only an approximate volume equality of the lifting parts is available.

Erfindungsgemäß erfolgt das Formschmieden der Kurbelhübe derart, daß an einem Stab mit reohteckigern Querschnitt durch Eindrücken tiefer Ausnehmungen von einer Schmalseite her und gegebenenfalls flacherer Ausnehmungen von den Breitseiten her etwa quadratische Lagerzapfteile und nockenartige Wülste geformt uind die einzelnen Hübe einschließlich der Zapfen im zweiteiligen, offenen Gesenk mit Schließrichtung senkrecht zur Breitseite der Wülste und Ebene der Hübe ausgeformt werden, worauf nachdem Entgraten das Schränken der Hübe erfolgt.According to the invention, the form forging of the crank strokes takes place in such a way that a rod with reohteckigern Cross-section by pressing deep recesses from a narrow side and, if necessary flatter recesses from the broad sides, approximately square bearing journal parts and cam-like beads formed and the individual strokes including the pins in the two-part, open die with closing direction be formed perpendicular to the broad side of the beads and plane of the strokes, after which Deburring the setting of the strokes takes place.

Bei 'dem sogenannten Freiformschmieden von Kurbelwellen ergibt sich keine fasergerechte Herstellung, was natürlich hinsichtlich der Qualität einen großen Nachteil hat.In the so-called open-die forging of Crankshafts do not result in a fiber-friendly production, which of course is one in terms of quality has a major disadvantage.

Das Schmieden im Gesenk ist zwar theoretisch bis zu jedem Gewicht und bei beliebigen Abmessungen durchführbar, jedoch praktisch begrenzt, da die schwersten Gegenschlaghammer von etwa 100 mt Schlagkraft oder Schabotthämmer von etwa 30 mt Schlagkraft nur die Herstellung von Kurbelwellen von etwa 3,5 m Länge mit einem Gewicht von etwa 1500 kg gestatten und selbst deren Anwendung wegen der hohen Anschaffungskasten, auch der Werkzeuge, und in Anbetracht der geringen Stückzahlen sich aus wirtschaftlichen Gründen verbietet.Die forging is theoretically possible up to any weight and any dimensions feasible, but practically limited, as the heaviest counter-blow hammers of around 100 mt Striking power or scrap hammers of around 30 mt power only the manufacture of crankshafts Allow about 3.5 m length with a weight of about 1500 kg and even because of their use the high purchase box, including the tools, and in view of the small number of pieces forbids for economic reasons.

Verfahren zum aufeinanderfolgendenProcedure for successive

Formsdimieden der Kurbelhübe mehrfach gekröpfter Kurbelwellen im GesenkForm dimieden of the crank strokes several times cranked crankshafts in the die

Anmelder: Bochumer VereinApplicant: Bochum Association

für Gußstahlfabrikation Aktiengesellschaft,for cast steel manufacturing public limited company,

BochumBochum

Dipl.-Ing. Fritz Helling, Bochum, und Peter Pietka, Herne-Sodingen sind als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Fritz Helling, Bochum, and Peter Pietka, Herne-Sodingen have been named as inventors

Das einleitend beschriebene Verfahren schließlich, mit dem eine fasergerechte Herstellung von Kurbelwellen möglich ist, erfordert außer einem Druckkolben eine 'mindestens dreifach wirkende Presse für den Schiließvorgang, den Preßvorgang und für das Ausstoßen; wogegen die Maschinen und Vorrichtungen .beim Verfahren gemäß der Erfindung wesentlich einfacher sind bei außerdem geringeren Anforderungen an die Genauigkeit des Vorwerkstücks.Finally, the method described in the introduction, with which a fiber-compatible production of crankshafts is possible, requires in addition to a pressure piston a 'at least triple-acting press for the closing process, the pressing process and for the ejection; whereas the machines and devices .beim the method according to the invention are much simpler with also lower requirements the accuracy of the pre-workpiece.

Die einzelnen Verfahrensvorgänge gemäß der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. The individual process operations according to the invention are described below with reference to the drawing.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das Vorwerkstück in Seitenansicht und im Querschnitt nach Linie H-II der Fig.i;1 and 2 show the preliminary workpiece in side view and in cross section along line H-II the Fig.i;

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Untergesenk mit dem Verformungsteil und den Aufnahmeteilen,Fig. 3 shows a plan view of the lower die with the deformation part and the receiving parts,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV durch den Aufnabmeteil für die nockenartigen Wülste des Vorwerkstücks im Ober- und Untergesenk,Fig. 4 is a section along the line IV-IV through the receiving part for the cam-like beads of the Pre-workpiece in the upper and lower die,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V durch den Aufnahmeteil für den bereits ausgeformten Hub im Ober- und Untergesenk undFig. 5 shows a section along the line V-V through the receiving part for the already formed stroke in Upper and lower die and

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI durch den Formgebumgeteil im Ober- und Untergesenk.6 shows a section along the line VI-VI through the molded part in the upper and lower dies.

Das Vorwerkstück besteht aus einem an mehreren Stellen eingeschnürten Stab rechteckigen Querschnitts (Fig. ι und 2). Dabei sollen, die Teile 1 und 6 den Endzapfen bzw. Flansch ergeben und die beliebig vielen, annähernd quadratischen Teile 2 bis S die Kurbelzapfen einschließlich der Wangen, die Teile 7 bis 11 die Lagerzapfen bilden. Für den Formgebungsvorgang ist die in Fig. 3 bis 6 dargestellte Werkzeugausführung vorgesehen, welche z. B. in einem Scha-The pre-workpiece consists of a rod with a rectangular cross-section constricted at several points (Fig. Ι and 2). Here, parts 1 and 6 should den End pin or flange and any number of approximately square parts 2 to S die Crank pin including the cheeks, the parts 7 to 11 form the bearing pin. The tool design shown in FIGS. 3 to 6 is used for the shaping process provided which z. B. in a shell

botte bammer eingebaut ist. Das Werkzeug besteht aus Ober- UTid Untergesenk. Der Teil 12 dient der Formgebung, der Teil 13 zur Aufnahme einer schon fertig geformten Kurbel, der Teil 14 zur Aufnahme eines nockenartigen Wulstes des Vorwerkstückes.botte bammer is built in. The tool consists of Upper UTid lower die. Part 12 is used for shaping, the part 13 for receiving an already formed crank, the part 14 for receiving a cam-like bead of the preliminary workpiece.

Die Formgebung erfolgt durch Schließen des Ober- und Uratergesenkes. Die Formgebung im Werkzeugteil 12 führt zu einer Streckung der Kurbelwellen in Längsrichtung. Diese wird' im Hubaufnahmeteil 13 durch eine Zunge 16 und eine Wange 15 verhindert, dagegen zum Wulstaufnahmeteil 14 hin dadurch ermöglicht, daß der Abstand L₂ von Mitte des Formgebungsteils bis Mitte des Wulsts um einen bestimmten, jeweils zu errechnenden Betrag kleiner ist als derjenige bis zur Mitte des Wudstaufnahmeteils und als der Abstand L₁ von Mitte des Formgebungsteils bis Mitte des Hubaufnahmeteils. Demgegenüber liegt das Vorwerkstück bei Beginn der Formgebung noch nicht an der dem Formgebungsteil abgewandten Wange 19 des Wulstaufnahmeteils an, sondern kommt erst bei fortschreitender Formgebung zur Anlage.The shaping takes place by closing the upper and urater die. The shape in the tool part 12 leads to a stretching of the crankshafts in the longitudinal direction. This is' prevented in the stroke receiving part 13 by a tongue 16 and a cheek 15, on the other hand made possible towards the bead receiving part 14 by the fact that the distance L ₂ from the center of the shaping part to the center of the bead is smaller by a certain amount to be calculated in each case than that to to the center of the sausage receiving part and as the distance L ₁ from the center of the shaping part to the center of the lifting receiving part. In contrast, at the start of the shaping, the preliminary workpiece does not yet lie against the cheek 19 of the bead receiving part facing away from the shaping part, but only comes to rest as the shaping progresses.

Der Arbeitsgang ist folgender: Zunächst werden die Teile 2, 7 und 8 des Vorwerkstücks erwärmt. Der Teil 2 wird dann, so in das Untergesenk 12 eingelegt, daß der Kurbelteil 2 auf der Zunge 17 des Formgebungsteils aufliegt und zwischen den Wandungen 18 einrastet. Hierbei kommt der Werkstückteil 1 so in den Hubaufnahmeteil 13 zu liegen, daß er zwischen seiner Zunge 16 und seiner dem Formgebungsteil zugewandten Wange 15 einrastet. Der Teil· 3 des Vorwerkstückes wird in den Wulstaufnabmeteil 14 gelegt. Dabei bleibt zwischen der dem Formgebungsteil abgewandten Wange 19 und dem Werkstückteil 3 der für die Materialverdträngung durch die Zunge 17 des Formgöbungsteils erforderliche Zwischenraum. Durch Schließen des Gesenkes erfolgt die Formgebung. Der dabei auftretende Grat kann nach der Formgebung in bekannter Weise entfernt werden. Anschließend werden die Werkstückteile 8, 3 und 9 erwärmt. Der Teil 3 des Werkstückes wird in den Formgebungsteil 12 eingelegt. Der fertige Hub entsprechend dem Teil 2 des Vorwerkstückes rastet im Hubauf naihmeteil 13 ein. Der Teil 4 des Vorwerkstückes gelangt in den Wulstaufnahmeteil 14.The process is as follows: First, parts 2, 7 and 8 of the preliminary workpiece are heated. Of the Part 2 is then inserted into the lower die 12, that the crank part 2 on the tongue 17 of the shaping part rests and engages between the walls 18. Here, the workpiece part 1 comes like this to lie in the Hubaufnahmeteil 13 that it between its tongue 16 and its facing the shaping part Cheek 15 engages. The part x 3 of the preliminary workpiece is placed in the bead hub part 14. This remains between the cheek 19 facing away from the shaping part and the workpiece part 3 space required for the displacement of material through the tongue 17 of the molded part. By Shaping takes place when the die is closed. The resulting burr can after shaping in be removed in a known manner. Then be the workpiece parts 8, 3 and 9 are heated. The part 3 of the workpiece is placed in the shaping part 12. The finished hub corresponding to part 2 of the preliminary workpiece engages in the hub part 13. The part 4 of the preliminary workpiece reaches the bead receiving part 14.

Der Vorgang wiederholt sich, bis der vorletzte Wulst in einen Kurbelwellenhuib umgewandelt ist. Der letzte Wulst 6 und der erste, 1, werden anschließend in bekannter Weise durch Strecken bzw. Stauchen in einen Wellenzapfen bzw. Flansch umgewandelt. Darauf werden die einzelnen Hübe gegeneinander verschränkt. Anschließend wird die ganze Kurbelwelle auf Normalisierungstempenatur erwärmt und in einer Richtvorrichtung, die die Lager und Kurbelzapfen prismatisch aufnimmt, gerichtet.The process is repeated until the penultimate bead has been converted into a crankshaft hub. The last bead 6 and the first, 1, are then in a known manner by stretching or Upsetting converted into a shaft journal or flange. Then the individual strokes are against each other crossed. The entire crankshaft is then heated to normalization temperature and in a straightening device that prismatically receives the bearings and crankpins, straightened.

Falls für den Endzapfen ein breiter Wulst notwendig ist, kann die Zunge 16 auswechselbar sein, oder es kann ein besonderer Aufnahmeteil 13 mit entsprechendem Volumen vorgesehen sein.If a wide bead is necessary for the end pin, the tongue 16 can be exchangeable, or it can be a special receiving part 13 with a corresponding Volume be provided.

Claims

PATENTANSPRUCH:PATENT CLAIM:

Process for the successive form forging of the crank strokes with multiple cranked strokes Crankshafts from a rod-shaped pre-workpiece with the volume and distance of the strokes corresponding beads in the die in which the stroke preceding the stroke to be formed is finished Stroke and subsequent bead in the correct position and against stretching in the direction of the finished strokes be recorded secured, characterized in that on a rod with rectangular Cross-section by pressing deep recesses from a narrow side and, if necessary flatter recesses from the broad sides approximately square bearing journal parts (7,8, 9, 10, 11) and cam-like beads (1, 2, 3, 4, 5, 6) formed and the individual strokes including the pin in the two-part, open die with the closing direction perpendicular to the broad side of the beads and Level of the strokes are formed, whereupon the strokes are set after deburring.

Considered publications:
German Patent Nos. 674 768, 705 288, 870932;

"Werkstatt und Betrieb" magazine, Volume 85, 1952, Issue 3, p. 99;

Magazine »Werksitattstechnik und. Mechanical engineering", 43rd year, April 1953, issue 4, pp. 147 and 150.

1 sheet of drawings