DE1218260B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung der Schaftverjuengungen an langen, zylindrischen Teilen, insbesondere Kegelradritzeln - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

B 21k

Deutsche Kl.: 49i-16

Nummer: 1218 260

Aktenzeichen: D38990Ib/49i

Anmeldetag: 24. Mai 1962

Auslegetag: 2. Juni 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Schaftverjüngungen an langen, zylindrischen Teilen, insbesondere Kegelradritzeln, ausgehend von einem vorgeformten Rohling, der durch Warmfließpressen der Schaftpartie weiterverformt und anschließend nach rückwärts aus dem Fließpreßwerkzeug entfernt wird.

Langgestreckte, zylindrische Werkstücke, die an ihrem Schaftende spanlos verformt werden müssen, werden insbesondere, wenn diese Umformung eine mehrstufige Verjüngung sein soll, bislang meist im Pendelwalzwerk reduziert. Zu diesem Zweck wird das erwähnte Werkstück mit dem Ende unter ständigem Drehen im Pendelwalzwerk in mehreren, aufeinanderfolgenden Stichen umgeformt. Dieses Verfahren ist umständlich und führt zu einer nicht unbeträchtlichen Verzunderung der Werkstücke. Besonders nachteilig "ist außerdem, daß die Werkstücke anschließend noch einer Kalibrierung unterworfen wer- .;.-. den müssen, weil sie im Pendelwalzwerk leicht unrund werden. Infolgedessen kann das Reduzieren nicht mit so engen Toleranzen durchgeführt werden, wie dies an sich wünschenswert wäre, um eine unnötige große Zerspanungsarbeit beim Fertigstellen ■■.· des endgültigen Werkstückes zu vermeiden.

Es ist auch schon bekannt, solche Werkstücke auf dem Weg des Warmfließpressens herzustellen. Nach einem bekannten Verfahren wird das Werkstück in mehreren Schritten hergestellt. Das Ausgangsmaterial · wird hierbei vollständig erwärmt und der erwärmte Rohling in eine allseits geschlossene Form gelegt, die mindestens teilweise den Konturen der vorgefertigten Abschnitte angepaßt sein muß. Der Preßstempel wird dann in axialer Richtung eingeführt. Dieses Verfahren hat erhebliche Mängel, so daß es nur unter Ausnutzung umfangreicher Erfahrungen zu einigermaßen brauchbaren Ergebnissen führt. Beim Preßvorgang läßt es sich gemäß diesem Verfahren nicht vermeiden, daß sich der heiße Werkstoff auch zwischen Matrizenwand und Preßstempel zu einer Gratbildung hinaufquetscht. Es kann dem zwar in gewisser Weise durch Abphasen der Kante entgegengewirkt werden, dies ist jedoch umständlich und zeitraubend und führt außerdem nur teilweise zum Erfolg. Wenn man beispielsweise zunächst den Kopf anstaucht, muß die Form, in der man die Schaftpartie preßt, eine dem vorgefertigten Kopf angepaßte Ausnehmung besitzen, damit sich dieser nicht wieder verformt. Im übrigen hat man bisher bei der Verformung der Schaftpartie nur jeweils eine Verjüngung erzeugen können. Wurden nämlich mehrere Verjüngungen gleichzeitig erzeugt, so ergaben sich Schwie-Verf ahren und Vorrichtung z;ur Herstellung der
Schaftverjüngungen an langen, zylindrischen
Teilen, insbesondere Kegelradritzeln

Anmelder:

Deutsche Edelstahlwerke Aktiengesellschaft,

Krefeld, Oberschlesienstr. 16

Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Otto Niederhoff,
Walter Piefer, Remscheid

rigkeiten in der Druckerzeugung durch den Stößel und der damit verbundenen, vermehrten Gratbildung am oberen Schaftende. Auch war es dann erforderlich, einen höheren Druck anzuwenden, was sich wiederum nachteilig auf die anderen Teile des vollständig erwärmten Rohlings auswirkte. Auch das Ausstoßen des Werkstückes aus der Preßform kann zu Unzuträglichkeiten führen, weil das in der Matrize festsitzende Werkstück durch den Ausstoßer an seinem unteren Ende durch ein gewisses Aufstauchen verformt werden kann. Damit dieser Ausstoßvorgang überhaupt einigermaßen gesichert ablaufen kann, ist es notwendig, dafür zu sorgen, daß die Stirnfläche des Werkstückes praktisch völlig eben ist und die Fläche senkrecht zur Achse steht. Dies bedeutet, daß beim Ablängen der Rohlinge besonders sorgfältig vorgegangen werden muß. Sie können nicht mit der Schere geschnitten werden, sondern müssen mit der Trennscheibe abgeschnitten werden. Dieser Stand der Technik läßt es nicht sinnvoll erscheinen, das Warmfließpressen zum spanlosen Formgeben derart langgestreckter zylindrischer Werkstücke, wie sie beispielsweise als sogenannte Trieblinge für den Kraftfahrzeugbau gebraucht werden, anzuwenden.

Es ist auch bekannt, Formstücke, z.B. Tellerventilrohlinge, nur an den durch Stauchen zu verformenden Stellen induktiv zu erhitzen. Hierbei ist es aber nicht möglich, gleichzeitig mehrere Verjüngungen an einem Schaft vorzunehmen, weil die Wärmeableitung in die kälteren Teile des Werkstückes zu schnell vor sich geht. Es muß daher jedem Preßvorgang eine Erwärmung an der betreffenden Stelle vorangehen, so daß ein Schaft mit mehreren Verjüngungen verschiedene Zwischenerwärmungen erforderlich macht.

Es ist auch bereits bei der Zahnradherstellung bekannt, zur Verbesserung der Fließeigenschaft einen vollständig erwärmten Rohling an den Stellen auf

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eine höhere Temperatur zu erwärmen, an denen das die Stirnfläche des Werkstückes, praktisch völlig

Material stärker füeßen muß. gerade ist.

Es ist weiterhin bekannt, Kegelradrohlinge durch Durch das erfindungsgemäße Verfahren gelingt es, Kaltfließpressen herzustellen, um die durch die Er- zylindrische Werkstücke langgestreckter Form in wännung auftretenden Nachteile auszuschalten. Bei 5 einem Arbeitsgang einwandfrei auch niit mehrstufiger dem Vorschlag gemäß der- Erfindung handelt es sich Verjüngung am Schaftgndg herzustellen, und zwar praktisch um eine ParaUellösuög zu. dem bekannten mit einer Maßgenauigkeit, die nur geringe Zerspa-Kaltfließpressen, wobei man nach dem Erfindungs- nungsarbeit notwendig macht.
Vorschlag dann arbeiten wird, wenn man einerseits Es ist besonders zweckmäßig, zur Erzeugung der die den bisher bekannten Verfahren zum Warmfließ- io mehrstufigen Verjüngung verschiedene Ringe vorzupressen anhaftenden Nachteile vermeiden will, sehen, die leicht unabhängig voneinander ausgewechandererseits aber den höheren maschinellen Aufwand seit werden können, um so dem starken Werkzeugfür das Kaltfließpressen nicht betreiben will. verschleiß begegnen zu können und stets das Maß

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, an Genauigkeit zu gewährleisten, welches durch das

ein besseres Verfahren zum Warmfließpressen für das 15 Warmfließpressen erzielbar ist.

Formgeben zylindrischer Teile, insbesondere Kegel- In der Zeichnung ist das Verfahren an dem Beispiel

radritzelj zu finden. der Herstellung eines, sogenannten Trieblings dar-

Erfindungsgemäß wird dazu vorgeschlagen, nur gestellt, der für Getriebe für Kraftfahrzeuge benötigt

den umzuformenden Teil der Schäftpartie zu er- wird,

wärmen und das Werkstück durch Herausziehen aus ao Abb, % ist eine Ansieht des fertigen Rohwerk'

dem Fließpreßwerkzeug zu entfernen, stück§s und

Dieses Vorgehen beim Warmfließpressen gleicht A b b. % eine Ansieht des Vprstüekes;

wohl dem Vorgehen beim Stauchen mit zonaler Er- Abb. 3 zeigt im Axialschnitt den Stößel und die

wärmung; trotzdem war- da.dureh ein Naheliegen nicht Matrize mit eingelegtem Werkstück vor dem Fließ-

zu unterstellen. 35 pressen; und

Bei einer geeigneten Vorrichtung zur Burehfüh- Abb, 4 zeigt die Vorrichtung nach beendigtem

rung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der die Fließpresse!.

Aushebeeinrichtung, welche dag Werkstück unter- Das her-£ustellertde Werkstück besteht aus einem

greift, am Preßstößel angeordnet ist, soll der Stößel zylindriseheR Schaftteil 1, das zwei ebenfalls vß&--

der Presse mit einer Ausnehmung für das Werkstück- 30 drjsehe Verjüngungen % und 3 aufweist. Ap seinem

ende versehen sein und im Bereich dieser Ausneil· oberen Ende, igt glas Werkstück mit einem konischen

mung radial gegen das Werkstück verschiebbare Kopf versehen. Zu? Herstellung dieses in Abb.l

Riegel, Pruekstücke od. dgl. angeordnet sein. Die dargestellten, fertig umgeformten Werkstückes wird

unter Federspannung stehenden Riegel, Druekstüeke von einem Vörstück gemäji Abk, 2 ausgegangen,

od. dgl. köasen mittels Druckluft oder. Drueköl be,- 35 Der- Kopf 4 ist in beliebiger Weise an dem zylindri-

wegt werden, sehen Schaft % angebracht. Die Verjüngungen %

Nach d.er Erfindung wird also, das Werkstück aus- und 3 sgllen jn größtmöglicher Maßgenauigkeit durch

schließlich au seigern zu verformenden Ende erwärmt, WannfUeßjpres.sen. erzeugt werden.

E.S wird vpn seinem kalten Ende her in eine Form Erfinduogsgemäß wird hierzu das Vörstück aus-

eingepreßt, die den. erwärmten Bereich völlig unl·· 40 schließlich auf dem unteren, umzuformenden Ab-

sehließt. Anschließend an den Umformungsvprgang schnitt 5 auf Warmipnngebungstemperaturen erhitzt,

wird das Werkstück, in einer der Preßrichtung ent- Dies geschieht am z.wegkmäßigsten in einer Induk-

gegengesetzteö Richtung aus. der Form herausgezo-, tionserwärmungseinriehtung, die es gestattet, eine

gen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das längs der gestrichelten Linie 6 scharf abgegrenzte Er-

planmäßig kalt gehaltene Ende des Werkstückes dazu 45 wännung zu erzeugen.

ausgenutzt, die Druckkraft des Stößels der Presse auf Das so vorbereitete Werkstück wird in die in

den warmen, zu verformeriden. Teil zu übertragen, Abb. 3 im Schnitt dargestellte Vorrichtung axial

Pie Festigkeit des kalten Teils, des Werkstückes ist eingesetzt Der tQpfartige Matrizenkörper weist zwei

für diese Kraftübertragung ausreichend und gewähr- Ringe 8 und 9 auf, die den Verjüngungen 2 und 3

leistet sie, ohne daß die Gefahr besteht, daß das 50 (Abb, 1) entsprechen. Die Matrize ist, wie bei 10

Werkstück auskniekt. Da der wanne, umzuformende erkennbar, unten pifeo, Auf dem Ring 8 sitzt der

Teil des Werkstückes von der Form völlig um- Ring 11, dessen Durehmesser dem Sehaftdurchmesser

schlössen ist, kann lediglich ein Fließen des Werk- des Werkstückes bei 1 (Abb. 1) entspricht. Alle drei

stoffes in der gewünschten Richtung eintreten und Ringe sind durch den Versehlußring 1? gesichert,
nicht etwa ein Fließen in rückwärtiger Richtung, was 55 Beim Einsetzen des, Werkstückes in die Matrize

zu Gratbildungen pd, dgl. unerwünschten Ersehet- kann es nur bis zum Ring 8 eingefahren werden, da

nungen führen könnte, dieser Ring einen, geringeren Innendurchmesser hat,

Weil der obere Teil des Werkstückes kalt bleibt als dem Durchmesser des Vorstückes (Abb. 2) ent-

und die Anordnung ohne weiteres so getroffen wer- spricht. Der Ring Il muß so hoch sein, daß der er·* den kann, daß bei Beendigung des Fließpressens ein 60 wärmte Abschnitt S vor diesem Ring noch um ein

Teil dieses Werkstüekabschnittes aus der Form her- Gewisses überragt wird. Im übrigen ragt das kalte

ausragt, so kann dies dazu ausgenutzt werden, das Ende des Werkstückes von beträchtlicher· Länge aus

umgeformte Werkstück in einer der Preßrichtung ent- der Matrize heraus,

gegengesetzten Richtung aus der Form heraus- Der Stößel 14 der Presse ist mit einer Ausnehmung zuziehen. Es ist also kein von unten her wirkender 65 1§ verseheUi die den oberen Teil des Werkstückes

Auswerfer erforderlich, der das untere Ende des aufnehmen soll, wenn, der Stößel in Richtung des

Werkstückes deformieren könnte, und in weiterer Pfeiles 16 heruntergefahren wird. Der Druck des

Folge ist es nicht notwendig, dafür zu sorgen, da.ß Stößels 14 wird über den kalten Abschnitt 14 auf den

warmen Abschnitt 5 übertragen, und am Ende des Umformvorganges sind am unteren Ende des Werkstückes die Verjüngungen 2 und 3 entstanden. Um das Herausziehen des Werkstückes ohne Deformation zu bewerkstelligen, sind zwei Riegel 17 vorgesehen, die durch Federn 18 normalerweise in der in A b b. 3 angedeuteten Stellung gehalten werden. Am rückwärtigen Ende dieser Riegel ist ein Kolben 19 vorgesehen, der über den Einlaß 20 mit Preßluft versehen werden kann. Wenn die in A b b. 4 dargestellte Stellung erreicht ist, werden die Kolben 19 und damit die Riegel 17 gegen die Wirkung der Federn 18 radial gegen das Werkstück vorgeschoben. Sie greifen unter den Rand des Kopfes 4, und beim Zurückfahren des Stößels 14 wird das Werkstück selbsttätig aus der Form herausgezogen.

In Fällen, in denen ein Kopf 4 am Werkstück nicht vorgesehen ist, können an Stelle der Riegel 17 auch Druckstücke od. dgl. vorgesehen werden, die das Werkstück einklemmen, wenn es herausgezogen werden soll. Da dieser Abschnitt des Werkstückes kalt ist, kann ohne Bedenken derart verfahren werden.

Die Ringe 8 und 9 lassen sich in einfacher Weise auswechseln, wenn der Verschleiß so stark geworden ist, daß die Maßhaltigkeit nicht mehr gegeben erscheint.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung der Schaftverjüngungen an langen, zylindrischen Teilen, insbesondere Kegelradritzeln, ausgehend von einem vorgeformten Rohling, der durch Warmfließpressen der Schaftpartie weiterverformt und anschließend nach rückwärts aus dem Fließpreßwerkzeug entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur der umzuformende Teil der Schaftpartie erwärmt und das Werkstück durch Herausziehen aus dem Fließpreßwerkzeug entfernt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die das Werkstück untergreifende Aushebeeinrichtung am Pressenstößel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (14) der Presse mit einer Ausnehmung (15) für das Werkstückende versehen ist und im Bereich dieser Ausnehmung radial gegen das Werkstück verschiebbare Riegel (17), Druckstücke od. dgl. angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach' Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Federspannung stehenden Riegel (17), Druckstücke od. dgl. mittels Druckluft, Drucköl bewegt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 732 768;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 052 779;
USA.-Patentschrift Nr. 2 382 339;
Zeitschrift »Machinery«, Vol. 86, 11.3.1955, S. 544 bis 560.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 577/113 5. 66 © Bundesdruckerei Berlin