DE1037235B - Verfahren zum Herstellen von Kurbelwellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Kurbelwellen mittlerer Größe werden bei genügenden Stückzahlen in Gesenken hergestellt. Werden die Wellen für die Gesenke zu groß oder sind die Stückzahlen zu klein, um die Anfertigung eines Gesenkes wirtschaftlich zu rechtfertigen, so wird in der Regel vom Block geschmiedet, wobei die Kurbelausschnitte zerspant, also mechanisch ausgearbeitet werden. Der Faserverlauf wird dabei durchschnitten.

Ein fasergerechtes Ausschmieden größerer Kurbelwellen Hub um Hub ist mit Hilfe aufwendiger und teurer Sondermaschinen bekannt, die auf die gewünschten Kurbelmaße einstellbar sind.

Man hat zur Herstellung von Kurbelwellen mit in mehreren Ebenen liegenden Kurbelhüben auch schon vorgeschlagen, von einem Stab mit quadratischem Querschnitt auszugehen, ihn entsprechend den Kurbelwellenkröpfungen zu biegen und dann im Gesenk mit einer Schmiedevorrichtung· quer zur Ebene der Kröpfungen erst annähernd vorzuformen und dann fertigzuschlagen. Schließlich werden einzelne Hübe mit Hilfe einer Sonderpresse durch Verdrehen in ihre endgültige Lage gebracht. Hierbei sind also mehrere Gesenke und eine Sonderpresse erforderlich. Das Verwenden eines quadratischen Querschnitts bedeutet den Verzicht auf ein erwünschtes starkes Durchschmieden des Werkstoffes. Auch wird durch das Verdrehen der Kurbelhübe die Festigkeit beeinträchtigt.

Für die Herstellung mehrfach gekröpfter Kurbelwellen ist ferner ein Freiformschmiedeverfahren bekanntgeworden, bei dem das Verdrehen der Kurbelhübe vermieden ist. Hierbei wird von einem Vielecksquerschnitt des Blockes ausgegangen, dessen Seitenflächen dieselben Winkel wie die endgültigen Kurbelhübe miteinander bilden. Zunächst werden die Hauptlagerzapfen eingerollt und dann die dazwischenliegenden Abschnitte mit Schmiederichtung quer zur jeweiligen Kröpfungsebene zu Rechteckformen ausgeschmiedet, deren längere Querschnittsachsen in den gewünschten Ebenen liegen. Die Ecken der Kurbelhübe werden bei einem weiteren Preßvorgang formgerecht herausgebildet, und schließlich werden die Kröpfungen dadurch hergestellt, daß zwei gegeneinandergerichtete Kräfte an den Hauptlagerzapfen von beiden Seiten des Kurbelhubes in axialer Richtung und gleichzeitig eine dritte Kraft in dazu senkrechter Richtung an dem den Kurbelzapfen bildenden Teil angreifen. Auch dieses Verfahren, das zwar ein besseres Durchschmieden ermöglicht, erfordert verhältnismäßig großen Aufwand an Arbeitsgängen und Sondervorrichtungen.

Die Erfindung knüpft im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren an die Herstellung der Kurbelwellen, durch Ausschmieden eines Rohblockes un-Verfahren zum Herstellen
von Kurbelwellen

Anmelder:

Dr. A. Th. Wuppermann,
Leverkusen-Schlebusch 2, Mülheimer Str. 14

mittelbar zu einer Flachbramme und dem anschließenden Biegen der Kurbelhübe um die Breitseite des Brammenquerschnittes an. Man sah indessen bei diesem Verfahren seither die Seigerungszone in der Mitte der Rohblöcke als ungünstig an und hat sie gemäß einem bekannten Vorschlag durch umständliche Herausbildung der Bramme aus einem durch Entfernen der Mittelzone eines Blockstückes entstandenen Ring zu beseitigen versucht.

Die Erfindung besteht darin, daß eine aus dem Rohblock ausgeschmiedete und dann vorgebogene Flachbramme, deren Querschnittsbreite mindestens das Dreifache der Höhe ist, Hub um Hub in einer oben offenen Form auf das Rohmaß der Kurbelwangenbreite zurückgeschmiedet wird.

Die Seigerungszone liegt infolge des starken Zurückschmiedens in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen in der Mitte des Querschnittes der durch Schmieden erzeugten Vorform. Die Seigerungszone ist durch das Strecken stark reduziert und befindet sich auch in der fertigen Kurbelwelle in der neutralen Zone, so daß die Festigkeit praktisch nicht beeinträchtigt wird. Der Faserverlauf folgt der Kurbelwellenform und ist daher günstig. Die außergewöhnliche Ouerschnittsbreite der Bramme ermöglicht beim Zurückschmieden in der Form, daß diese voll ausgefüllt und daher eine auch in den Ecken gut vorgebildete Kurbelform erreicht wird. Als beachtlicher Vorteil kommt hinzu, daß an Vorrichtungen nur eine einzige offene Form erforderlich ist, in die lediglich Paßstücke eingelegt zu werden brauchen,, um die jeweilige Rohform der Kurbelwange zu bestimmen.

Insgesamt ermöglicht also das neue Verfahren mit geringem Arbeits- und Vorrichtungsaufwand eine

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günstige Kurbehvellengestaltung und ist daher insbesondere für große Wellen brauchbar.

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren für Kurbelwellen, die in mehreren Ebenen gekröpft sind, indem erfindungsgemäß das Ausschmieden zur Flachbramme in entsprechend den Kurbelwinkel zueinander versetzten Abschnitten erfolgt, zwischen denen als Richtmarken dienende Bunde belassen werden.

An Hand der Bunde kann trotz der schwierigen Gestaltung solcher Kurbelwellen die Herstellung genau auf die Rohmaße durchgeführt werden, weil bei allen Messungen und Ausrichtungen von den festliegenden Richtmarken ausgegangen werden kann.

Iu der Zeichnung, Abb. 1 bis 5 und Abb. 6 bis 10, ist je ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Abb. 1 zeigt den Rohblock, wie er aus der Kokille kommt. Er wird nach Abb. 2 zu einer Flachbramme geschmiedet, die den in Abb. 3 dargestellten Rechteckquerschnitt aufweist. Wie in Abb. 4 dargestellt ist, wird die Bramme über die Breitseite eines Querschnittes so gebogen, daß die gewünschten Kurbelwelienkröpfungen erzielt werden.

Die Breite des Rechteckquerschnittes der Bramme bleibt dabei im wesentlichen erhalten. Sie beträgt mindestens das Dreifache der Höhe (Dicke) des Querschnitts. Die vorgebogene Bramme wird nunmehr Hub um Hub von ihrer bisherigen Breite durch einseitigen Preßdruck, z. B. einer hydraulischen Presse, in einer oben offenen Form, d. h. im Zusammenwirken mit der ebenen Arbeitsfläche des Bars, seiner Druckplatte od. dgl. auf das Rohmaß der Kurbelwangenbreite zurückgeschmiedet. Paßstücke in der offenen Form bestimmen die Rohabmessungen der Kurbelwangen. Die Vorform der Kurbelwelle gemäß Abb. 5 ist dann so weit fertiggestellt, daß die spanabhebende Formgebung erfolgen kann.

Für eine Kurbelwelle mit Kröpfungen in verschiedener Ebene muß auch die Flachbramme Abschnitte mit im entsprechenden Winkel gegeneinander versetzten Abschnitten aufweisen. Für solche Wellen erfolgt die Herstellung nach Abb. 6 bis 9. Der Rohblock nach Abb. 6 wird zu einer Flachbramme nach Abb. 7 ausgeschmiedet, die Abschnitte 11 bis 14 mit Rechtecksquerschnitten aufweist, die gegeneinander um den Kurbelwinkel, im Beispiel um 90°, versetzt sind. An den Übergängen von einem Abschnitt zum anderen sind die Bunde 15 bis 17 angeschmiedet. Abb. 8 zeigt die Stirnansicht mit der Lage der Querschnitte und einem Bund.

Auch aus dieser Flachbramme wird durch Biegen über die Breitseite des Querschnittes, und zwar abschnittsweise, die Kurbelwelle gebogen, so daß sie die in Abb. 9 ersichtliche Form annimmt. Die Bunde 15 bis 17 dienen dabei als Richtmarken, wenn von einer Kröpfung zur anderen übergegangen wird. Nach dem Biegen erfolgt in bereits beschriebener Weise das Fertigpressen zur Vorform der KurM-welle in der offenen Form. Die Bunde können ebenfalls durch Pressen beseitigt werden, sofern man es nicht vorzieht, sie bis zur spanabhebenden Bearbeitung an der Welle zu belassen. Die Vorform der Welle ist aus Abb. 10 ersichtlich.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Kurbelwellen durch Ausschmieden eines Rohblockes zu einer Flachbramme und anschließendes Biegen der Kurbelhübe um die Breitseite des Brammenquerschnittes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flachbramme, deren Querschnittsbreite mindestens das Dreifache der Höhe ist, nach dem Biegen Hub um Hub in einer oben offenen Form auf Rohmaß der Kurbelwangenbreite zurückgeschmiedet wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Kurbelwellen mit in mehreren Ebenen liegenden Kurl>elhüben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschmieden zur Flachbramme in entsprechend den Kurbelwinkeln zueinander versetzten Abschnitten erfolgt, zwischen denen als Richtmarken dienende Bunde belassen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 533)027, 592 473;

französische Patentschriften Nr. 332 666. 488 630;

»Werkstatt und Betrieb«, 85. Jahrgang, Heft 3. 1953, S. 99;

»Werkstattstechnik und Maschinenbau«, 43. Jahrgang, Heft 4, April 1953, S. 147.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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