DE1627687C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieden hochwertiger Kurbelwellen - Google Patents

Description

zeiten von gesenkgeschmiedeten Wellen mit diesem Verfahren erreicht werden können.

Der Einfachheit halber wird das Verfahren und die Werkzeuge an einem Einzelhub nachfolgend beschrieben, wobei ausdrücklich betont wird, daß der Vorteil des Verfahrens in der Formgebung mehrhübiger großer Kurbelwellen besteht.

In den F i g. 1 bis 9 sind die beiden Werkzeuge zum Formen einer Kröpfung dargestellt:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch WerkzeugI;

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht von Werkzeug I;

Fig.3 zeigt den oberen Teil von WerkzeugI in Draufsicht;

F i g. 4 zeigt den unteren Teil von Werkzeug I in Draufsicht;

F i g. 5 zeigt einen Längsschnitt -durch Werkzeug

F i g. 6 zeigt eine Seitenansicht von Werkzeug Π;

F i g. 7 zeigt den oberen Teil von Werkzeug II in Draufsicht;

F i g. 8 zeigt den unteren Teil von Werkzeug II in Draufsicht;

F i g. 9 zeigt eine perspektivische Darstellung der fertigen Kröpfung.

Es werden zwei Werkzeuge I und II benötigt, welche die Konturen des fertigen Werkstückes jeweils in zwei unter 90° zueinander liegenden Ebenen enthalten. Das Werkstück wird zum Pressen in Werkzeug II um 90° gegenüber Werkzeug I gedreht. Die Werkzeuge bestehen aus je einem Unterteil 1 bzw. 3 und je einem Oberteil 2 bzw. 4, wobei jeweils die in Preßrichtung liegende Gravur Fertigmaß trägt, während in der Querrichtung ein freier Raum zum Ausweichen des zu formenden Werkstückes vorhanden ist. Das Werkstück 6 ist in F i g. 1 bis 8 in fertigem Zustand strichpunktiert eingezeichnet, man erkennt den freien Raum senkrecht zur jeweiligen Preßrichtung in beiden Werkzeugen.

Der Preßvorgang läuft folgendermaßen ab:
Der Knüppel ist auf Länge und Volumen der fertigen Kurbelwelle als zylindrischer Teil vorgeschmiedet. Für den Manipulator ist ein Zapfen 7 angeschmiedet, der beim Preßvorgang außerhalb der Werkzeuge liegt und später als Probestab für die

ίο Werkstoffprüfung dienen kann.

Beim ersten Preßvorgang in Werkzeug I wird der Werkstoff durch die Wulst 5 in Richtung der Kröpfung gedruckt. Die Verformung wird jedoch nicht bis zur Endform durchgeführt, d.h. bis zum Aufsitzen von Ober- und Unterteil des Werkzeuges, sondern nur um einen Betrag, der etwa 10 °/o davon beträgt. Das Werkstück kommt dann, nachdem es durch den Manipulator um 90° gedreht wurde, in Werkzeug Π, wo ebenfalls nur etwa 10 % der Verformung durchgeführt werden. Nach einer Rückdrehung um 90° wird das Werkstück wiederum in Werkzeug I eingelegt, wo die zweite Pressung erfolgt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis jeweils Ober- und Unterteil der beiden Werkzeuge I und II aufeinandertreffen, was im allgemeinen nach 8 bis 12 Pressungen erreicht ist.

Das Verfahren kann für alle Arten von Kurbelwellen beliebiger Kröpfungszahl und Stellung der Kröpfungen sowie für andere Werkstücke, bei denen ein guter Faserverlauf erwünscht ist, angewandt werden. Durch Verwendung weiterer Werkzeuge läßt sich eine größere Annäherung der Schmiedung an die Fertigform erreichen, im allgemeinen dürften jedoch zwei Werkzeuge wie dargestellt und beschrieben genügen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 ' :. ■ " 2 Bei einem anderen Einzelhubschmiedeverfahren Patentansprüche: _ ■ wir(j auf das Durchsetzen der vollen Kröpfung ver zichtet. Hier wird der Ausgangsquerschnitt ebenfalls

1. Verfahren zum Warmschmieden einer mehr- an den Lagerstellen eingerollt und an diesen Stellen hübigen Kurbelwelle, ausgehend von einem ge- 5 gespannt. Ein U-förmiger Stempel preßt den dazwi- . schmiedeten, länglichen Rohteil, das in mehreren schenliegenden dicken Teil in richtiger Lage zu einer. Gesenken und nach Drehung um 90° in mehre- Kröpfung. Oft sind hierzu noch Teilgesenke von ren Durchgängen zur Kurbelwelle ausgeschmie- außen nötig, die dem verdrängten Werkstoff die gedet wird, dadurch gekennzeichnet, wünschte Form einer Wange geben. Auf diese Weise daß ein zur Kurbelwelle etwa volumengleiches io läßt sich zwar der Faserverlauf erhalten, die Einhal-Rohteil abwechselnd in nur zwei Gesenken,mit..''., tung, bestimmte/ Längenmaße einer Kurbelwelle fortschreitendem Gesenkschluß in mindestens .. ■ macht jedoch größe Schwierigkeiten; auch ist der acht Durchgängen ausgeschmiedet wird. Verschmiedungsgrad des Werkstoffes in den Wangen

2.' Schmiedegesenke zur Durchführung des schlecht. Beim Einzelhubschmieden wird bisweilen Verfahrens nach Anspruch 1, wobei unterschied- 15 das Werkstück auch zur Formgebung der Wangen • liehe, von der Fertigform abweichende Gravuren um 90° gedreht und gepreßt, doch ist dies im allgevorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gra- meinen nur durch einen. Umbau des Gesenkes mögvur jedes Schmiedegesenkes (1, 2 und 3, 4).in Hch.

Preßrichtung der Fertigform der Kurbelwelle ent- Das im folgenden beschriebene Verfahren, das Gespricht und senkrecht hierzu Übermaß aufweist. 20 genstand der Erfindung ist, vermeidet die angeführten Nachteile und stellt eine neue Art der Kurbelwellenschmiedung dar. Die Kurbelwelle wird dabei durch mehrmaliges, abwechselndes Pressen in mindestens zwei verschiedenen Werkzeugen unter jeweili-35 gem Drehen des Werkstückes um 90° zur Endform gebracht. Die Werkzeuge, die aus je einem Ober- und Unterteil bestehen, haben nicht die Form von herkömmlichen Gesenken, da das zu formende Werk-

Die Erfindung betrifft ein neuartiges Wannschmie- stück beim Pressen in der einen Ebene in die um deverfahren mehrfach gekröpfter Kurbelwellen unter 30 90° dazu liegende Querebene ausweichen soll. Der Verwendung von mindestens zwei Gesenken. Abstand "der Gesenke wird mit jedem Preßhub ver-

Kurbelwellen werden im allgemeinen im Gesenk kleinert, bis sich die Gesenke berühren. Beim Gegeschmiedef, da sie hochbeanspruchte Teile darstel- senkschluß liegt das Werkstück jeweils in der Preßlen, bei denen der Faserverlauf möglichst korrekt richtung in den oberen und unteren Partien des jeden Kröpfungen der Welle folgen und bei der span- 35 weiligen Werkzeuges an. Ein Grat entsteht hierbei im abhebenden Bearbeitung möglichst wenig angeschnit- Gegensatz zum Gesenkschmieden nicht, was zur ten werden sollte. . Voraussetzung hat, daß das Volumen des Ausgangs-

Von einer bestimmten Größe ab macht es Schwie- materials ziemlich genau'mit dem Volumen der fertig rigkeiten, Kurbelwellen im Gesenk zu Schmieden, da geschmiedeten Welle übereinstimmt, die dazu nötigen Hammer und Gesenke sehr teuer 40 Ein Vorteil dieses Verfahrens gegenüber dem Ge-" und die Stückzahlen der Wellen relativ klein werden. . senkschmieden besteht darin, daß die beim Gesenk-Deshalb werden große Kurbelwellen meist in Frei- ^: schmieden auftretende Schwachstelle, die Gratnaht, formschmiedung hergestellt, bei der jedoch der vermieden wird, und daß gleichmäßig gut verschmie-Faserverlauf sehr schlecht ist. Der Querschnitt des dete Wangen und Zapfen bei gutem Faserverlauf ent-Ausgangsmaterials wird hierbei den Kröpfungsab- 45 stehen. Eine weiterer Vorteil ist die Verwendung messungen entsprechend gewählt. In Rollgesenken einer Presse gegenüber einem Hammer, denn einmal werden die Lagerstellen auf einen kleineren Quer- werden Pressen in sehr großen Abmessungen und schnitt geformt. Die stärkeren Partien zwischen den Leistungen für viele Zwecke hergestellt, so daß auch Lagerstellen werden dann in Richtung der Kröp- entsprechend große Kurbelwellen damit gefertigt fungsebene unter einer Presse einzeln so weit durch- 50 werden können. Zum andern ist der Betrieb einer gesetzt, daß die Außenkontur einer Kröpfung init · Presse praktisch geräuschlos (umweltfreundlich) und einer sicheren Werkstoffzugabe entsteht. Dabei liegt die Bedienung wesentlich ungefährlicher als bei der Rohling auf den beiden der Kröpfung benachbar- einem Hammer. Außerdem ist die Lebensdauer von ten Lagern auf. Die Partie zwischen den Wangen der Werkzeug und Presse höher.

Kröpfung bleibt voll, so daß der Kurbelzapfen an- 55 Als Nachteil des Verfahrens könnte die Verdoppe-" schließend ausgefräst oder teilweise ausgebrannt und lung der Werkzeuge und das oftmalige Drehen der anschließend spanabhebend bearbeitet werden muß. Welle sowie Verschieben der Werkzeuge angesehen Dabei wird der Faserverlauf der Kurbelwelle im Be- werden. Die Werkzeuge brauchen jedoch nicht aus reich zwischen den Wangen unterbrochen, was bei ' dem hochwertigen, teuren Gesenkstahl hergestellt zu hochbeanspruchten Kurbelwellen unzulässig ist. 60 werden, da die Beanspruchung nur ein Bruchteil der-

Um den Faserverlauf zu verbessern, sind Verfah- jenigen beim Gesenkschmieden beträgt. Außerdem ren entwickelt worden, die diese volle Kröpfung entfallen Entgratungs- und Vorbiegewerkzeug. Das durch Einpressen eines Keiles zwischen die Wangen jeweilige Drehen des Werkstückes um 90° ist mit in Richtung der Kurbelkröpfung oder von zwei Kei- neuzeitlichen Manipulatoren leicht und genau zu erlen quer zur Kröpfungsebene aufspaltet und das Ma- 65 reichen. Ebenso ist das. Verschieben der Werkzeuge terial in die Wangen verdrängt. Der dadurch erzielte oder des Werkstückes um den Mittenabstand der Ge-Faserverlauf ist wohl etwas besser, doch ist die er- senke mit hydraulischen Vorrichtungen einfach und reichbare Endform sehr unvollständig. schnell zu bewerkstelligen, so daß die Herstellungs-