DE19958681B4

DE19958681B4 - Umformpresse für Kurbelwellen

Info

Publication number: DE19958681B4
Application number: DE19958681A
Authority: DE
Inventors: Masashi Tado; Koichi Kondo
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2019-12-07
Also published as: US6220072B1; DE19958681A1

Abstract

Formgebungspresse für Kurbelwellen mit einer Krone bzw. einem Oberteil, mit einem Schlitten (4) mit einer Verdrehungsschmiedeeinheit, mit einer Verdrehungsform (10) und mit einer Nachformungs- bzw. Richtschmiedeeinheit, wobei
ein Pressenölhydraulikzylinder (5A) und ein Hubölhydraulikzylinder (5B) zum Absenken und Anheben des Schlittens und ein Verdrehungsölhydraulikzylinder (20) zur Verdrehung eines Werkstückes in der Verdrehungsschmiedeeinheit auf der Krone bzw. dem Oberteil montiert sind;
wobei die Kolbenstange (21) des Verdrehungsölhydraulikzylinders (20) mit einem Pressenblock (23) verbunden ist;
wobei eine Verdrehungsdruckstange (31) an jeder der vier Ecken des Pressenblockes befestigt ist, wobei zwei der vier Verdrehungsdruckstangen vor und hinter dem Schlitten (4) auf der rechten Seite der Verdrehungsform angeordnet sind, und wobei die anderen zwei vor und hinter dem Schlitten auf der linken Seite der Verdrehungsform (10) angeordnet sind; und
wobei die unteren Enden der zwei Verdrehungsdruckstangen auf jeder Seite der Verdrehungsform (10) aneinander durch einen Abwärtsdrehbalken und einen Entdrehbalken unter dem...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Umformpresse für Kurbelwellen.
Eine einstückige Kurbelwelle wird in Stufen von Gesenkschmieden, Verdrehen und Nachformung geschmiedet. Obwohl die Stufe des Gesenkschmiedens aus den Unterstufen des Vorformens, des Rohgesenkschmiedens, des Endbearbeitungsgesenkschmiedens und des Trimmens bzw. des Feinschmiedens besteht, werden alle vier Unterstufen mit einer einzigen Schmiedepresse ausgeführt, da es in allen vier Unterstufen nötig ist, den Druck auf das Werkstück nur in der Abwärtsrichtung aufzubringen. Da andererseits die Verdrehungsstufe und die Nachformungs- bzw. Richtstufe unterschiedliche Preßbetriebszustände erfordern, werden die zwei Stufen mit zwei unterschiedlichen Schmiedepressen ausgeführt. Da es jedoch nachteilhaft ist, zwei unterschiedliche Schmiedepressen für die zwei Stufen zu verwenden, und zwar bezüglich der Ausrüstungskosten und der Mannstunden, sind Formgebungs- bzw. Schmiedepressen in jüngster Zeit entwickelt worden, die in einer einzigen Einheit sowohl die Verdrehungs- als auch die Nachformungs- bzw. Richtstufen ausführen können. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine solche Formgebungspresse.

Eine Formgebungspresse für Kurbelwellen wird in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung JP 07-00464 B offenbart, die in 25 gezeigt ist.

In der obigen Formgebungspresse wird ein Schlitten 106 an den unteren Enden der Kolbenstangen der Kolbenzylinder 108 befestigt, die an der Krone bzw. am Oberteil befestigt sind. Ein oberer Formhalter 151 ist am Unterteil des Schlittens 106 befestigt. Der obere Abschnitt der Verdrehungsform 101 und der obere Abschnitt einer Nachformungs- bzw. Richtform 102 sind am Unterteil des oberen Formhalters 151 befestigt. Andererseits sind die unteren Teile der Verdrehungsform 101 und der Richtform 102 an einem unteren Formhalter 152 befestigt, der an der Basis der Formgebungspresse montiert ist. Die Verdrehungsform 101 und die Richtform 102 sind so aufgebaut, daß die oberen und unteren Abschnitte der Verdrehungsform 101 und jene der Richtform 102 auf ein und derselben Höhe zusammen kommen, wenn der Schlitten 106 nach unten geht. Wenn der Schlitten 106 sich senkt, wird ein Werkstück zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Verdrehungsform 101 eingeschlossen, und gleichzeitig wird ein weiters Werkstück in der Richtform gepreßt und gerichtet bzw. nachgeformt. Während der Schlitten 106 in seiner unteren Position ist, zieht sich der Verdrehungsölhydraulikzylinder 109, der im Schlitten 106 vorgesehen ist, zusammen, um die Druckstangen 171 abzusenken, die durch den Schlitten 106 laufen, und um das Werkstück in der Verdrehungsform 101 zu verdrehen bzw. umzuformen.

In dieser Weise kann ein Werkstück in der Richtform 102 gerichtet werden, und gleichzeitig kann ein weiteres Werkstück zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Verdrehungsform 101 eingeschlossen werden. Dann kann das Werkstück in der Verdrehungsform 101 verdreht werden durch Zusammenziehen des Verdrehungsölhydraulikzylinders 109, was die Druckstangen 171 nach unten drückt, und dadurch Teile der Verdrehungsform 101 gegen den Uhrzeigersinn dreht, und die anderen Teile der Verdrehungsform 101 im Uhrzeigersinn dreht. Im Fall der obigen Formgebungspresse ist es nötig, um Hydrauliköl zu dem Verdrehungsölhydraulikzylinder 109 zu leiten, lange flexible Schläuche 100 zu verwenden, die den gesamten Hub des Schlittens 106 abdecken, da der Verdrehungsölhydraulikzylinder 109 in dem Schlitten 106 angeordnet ist. Eine solche Konfiguration ist für Hochgeschwindgkeitsproduktionsmaschinen nicht wünschenswert, wobei dies einen großen Fluß von Hydrauliköl erfordert, was eine große Gefahr dafür darstellt, daß Hydrauliköl aus den langen flexiblen Schläuchen 100 leckt, sich an der Hitze des Heißschmiedevorgangs entzündet und ein Feuer verursacht.

Zusätzlich muß der Schlitten 106 gestatten, daß die Druckstangen 171 durch ihn hindurchlaufen, um die unteren Enden der Druckstangen 171 zu den nach unten wirkenden Armen 104 der beweglichen Halter zu bringen, die die Verdrehungsform 101 halten. Bei dieser Konfiguration treten die folgenden Nachteile auf.

(1) Die Einstellung und Instandhaltung der Führungsteile der Druckstangen ist schwierig.
(2) Da der Schlitten 106 in drei Teile durch die Druckstangen 171 geteilt wird, wird seine Festigkeit verringert. Um dieses Problem zu lösen, muß die Höhe des Schlittens 106 vergrößert werden, um seine Festigkeit wieder zu gewinnen.
(3) Entsprechend wird das Schlittensystem (beweglicher Abschnitt) schwer. Seine große Trägheitskraft beeinträchtigt die Steuerung eines zyklischen Hochgeschwindigkeitsbetriebes.

Eines der Hauptziele zur Entwicklung einer Formgebungspresse, die sowohl die Verdrehungs- als auch die Richtstufen ausführt, ist es, einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb zu erreichen. Im Falle der obigen Formgebungspresse des Standes der Technik ist das Ziel schwierig zu erreichen, und zwar aufgrund der in den obigen Absätzen (2) und (3) beschriebenen Gründe. Wenn die Formgebungspresse das Ziel erreicht, würde dies Probleme bei der Formgebungspräzision und bei Instandhaltung darstellen.

Andererseits muß der Verdrehungswinkel einer solchen Formgebungspresse gemäß der Kurbelwellenbauarten verändert werden. Der Verdrehungswinkel variiert abhängig von der Anzahl der Zylinder, usw. der Motoren.

Bei herkömmlichen Mitteln zum Einstellen des Verdrehungswinkels werden Anschläge eingestellt, und zwar unter den Druckstangen auf dem Bett, um den Verdrehungswinkel zu regeln. Um die Position von einer Kurbelwellenbauart zur nächsten umzustellen, müssen die Anschläge ausgewechselt werden und eingestellt werden, um den Kurbelwellenwinkel zu erreichen, der von der nächsten erfordert wird.

Solche Anschläge müssen durch Arbeiter verändert bzw. ausgewechselt und eingestellt werden, und zwar gemäß der Verdrehungswinkel, die für die verschiedenen Kurbelwellenbauarten erforderlich sind. Da zusätzlich der Raum in der Formgebungspresse begrenzt ist, werden die oberen und unteren Formhalter gewöhnlicherweise aus der Presse herausgenommen, um die Feineinstellung der Anschläge vorzunehmen. Entsprechend ist der Arbeitswirkungsgrad gering.

Unter den Umständen wird eine weitere Formgebungspresse offenbart [ungeprüfte japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung JP 04-104215 U1]. Die Formgebungspresse hat unter ihrem Bett einen Antriebsmechanismus, der Gewindewellen auf und ab bewegt, um die Höhe der Anschläge einzustellen.

Da jedoch der Antriebsmechanismus unter dem Bett angeordnet ist, klebt Formschmiermittel und Zunder am Antriebsmechanismus und verursacht daher wahrscheinlich Schwierigkeiten. Da zusätzlich die Formgebungspresse vier Anschläge hat, erfordern diese eine Feinhöheneinstellung untereinander. Daher ist der Antriebsmechanismus zur Einstellung der Höhe der Anschläge sehr komplex und teuer.

Gemäß des obigen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Formgebungspresse für Kurbelwellen vorzusehen, deren Sicherheit hoch ist, deren Schlitten große Festigkeit besitzt, was eine hohe Präzision herstellt, und die einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb durchführen kann und kostengünstig ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Formgebungspresse für Kurbelwellen vorzusehen, deren Verdrehungswinkel frei und präzise eingestellt werden kann, deren Konstruktion einfach ist, und die kostengünstig herzustellen ist, und die eine hochpräzise Formgebung ausführen kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Formgebungspresse für Kurbelwellen mit einem Oberteil, bzw. einer Krone, mit einem Schlitten, mit einer Schmiedeeinheit zur Verdrehung mit einer Verdrehungsform, und mit einer Schmiedeeinheit für Nachformung bzw. zum Ausrichten vorgesehen, wobei (i) ein Pressenölhydraulikzylinder und ein Hubölhydraulikzylinder zum Absenken und Anheben des Schlittens und ein Verdrehungsölhydraulikzylinder zur Verdrehung eines Werkstückes in der Verdrehungsschmiedeeinheit auf dem Oberteil bzw. der Krone montiert sind, wobei (ii) die Kolbenstange des Verdrehungsölhydraulikzylinders mit einem Pressenblock verbunden ist, wobei (iii) eine Verdrehungsdruckstange an jeder der vier Ecken des Pressenblockes befestigt ist, wobei zwei der vier Verdrehungsdruckstangen vor und hinter dem Schlitten angeordnet sind, und zwar auf der rechten Seite der Verdrehungsform, wobei die zwei anderen vor und hinter dem Schlitten auf der linken Seite der Verdrehungsform angeordnet sind, und wobei (iv) die unteren Enden der zwei Verdrehungsdruckstangen auf jeder Seite der Verdrehungsform miteinander durch einen Abwärtsdrehbalken und einen Entdrehungsbalken unter dem Schlitten verbunden sind.

Gemäß des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des ersten Aspektes vorgesehen, wobei der Schlitten im Querschnitt von umgekehrter T-Form ist, wobei der Pressenblock von einer Seite als umgekehrte U-Form zu sehen ist, und wobei der Schlitten und der Pressenblock so zueinander angeordnet sind, daß ersterer in letzteren eintreten kann.

Gemäß des dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des zweiten Aspektes vorgesehen, wobei (i) der Pressenblock einen Führungsschuh und ein Paar von Blockgliedern aufweist, die am Vorderteil und am Hinterteil des Führungsschuhs gesichert sind, wobei (ii) ein Paar von Führungsgliedern zur Führung des Führungsschuhes nach oben und nach unten auf dem Schlitten montiert sind, und wobei (iii) der Schlitten vier Führungsrohre zur Führung der vier Verdrehungsdruckstangen hat.

Gemäß des vierten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des dritten Aspektes vorgesehen, wobei der Schlitten und ein Glied als eine Einheit vorgesehen sind, wobei der Schlitten mit einem unteren Anschlag montiert ist, um die Absenkungsgrenze des Pressenblockes mit Bezug auf den Schlitten zu definieren, und mit einem oberen Anschlag, um die Hubgrenze des Pressenblockes relativ zum Schlitten zu definieren.

Gemäß des fünften Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Formgebungspresse des vierten Aspektes vorgesehen, wobei (i) ein Richtungssteuerventil in einer Hydrauliköleinspeisungs- und -auslaßschaltung angeordnet wird, welches die Kopfseiten- und Stangenseitenölkammern des Verdrehungsölhydraulikzylinders mit einer Druckölquelle verbindet, wobei (ii) ein sich öffnendes und schließendes Ventil in einer Hydraulikölleitung angeordnet wird, welches die Kopfseitenölkammer des Verdrehungsölhydraulikzylinders mit einem Öltank verbindet, und wobei (iii) ein Entlastungsventil und ein sich Öffnungs- und Verschlußventil in Serie in einer Hydraulikölleitung angeordnet werden, die die Stangenseitenölkammer des Verdrehungsölhydraulikzylinders mit dem Öltank verbindet.

Gemäß des sechsten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird die Formgebungspresse des ersten Aspektes vorgesehen, wobei Mittel zum Einstellen des Verdrehungswinkels zwischen dem Pressenblock und dem Schlitten vorgesehen sind, wobei die Mittel einen oberen Anschlag aufweisen, der in dem Pressenblock vorgesehen ist, und einen automatischen teleskopischen unteren Anschlag, der in dem Schlitten vorgesehen ist, und frei zum oberen Anschlag hin und vom ihm weg bewegbar ist.

Gemäß des siebten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des sechsten Aspektes vorgesehen, wobei der automatische teleskopische untere Anschlag der Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels (i) einen mit Innengewinde versehenen Zylinder aufweist, der frei um seine Vertikalachse drehbar ist, und zwar in einem Ge häuse, welches in dem Schlitten vorgesehen ist, (ii) ein mit Außengewinde versehenes Glied, welches mit dem Innengewindeteil des mit Innengewinde versehenen Zylinders in Eingriff steht, (iii) einen Anschlagblock, der auf dem mit Außengewinde versehenen Glied befestigt ist, und (iv) einen Antriebsmechanismus zur Drehung des mit Innengewinde versehenen Zylinders.

Gemäß des achten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des siebten Aspektes vorgesehen, wobei der Antriebsmechanismus des automatischen teleskopischen unteren Anschlages (i) ein Schneckenrad aufweist, welches an der Außenoberfläche des mit Innengewinde versehenen Zylinders ausgebildet ist, (ii) eine Schnecke, die mit dem Schneckenrad in Eingriff steht, und (iii) einen mit Getriebemotor zur Drehung der Schnecke.

Gemäß des neunten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des sechsten Aspektes vorgesehen, wobei Mittel zur Führung des Ansteigens und Absenkens des Pressenblockes zwischen dem Pressenblock und dem Schlitten vorgesehen sind, wobei die Mittel (i) obere Führungsmittel aufweisen, die vier Führungsgleiter aufweisen, die an den vier Ecken des oberen Teils des Pressenblockes angebracht sind, eine Führungsstruktur, die fest am Oberteil des Schlittens montiert ist, und vier Führungsschienen, die an der Führungsstrukur angebracht sind, um die Führungsgleiter zu führen, und (ii) untere Führungsmittel, die vier Führungsgleiter aufweisen, die an den vier Ecken des Unterteils des Pressenblockes angebracht sind, und vier Führungsschienen, die an dem Schlitten angebracht sind, um die vier Führungsgleiter zu führen.

Gemäß des zehnten Aspektes der vorliegenden Erfindung ist die Formgebungspresse des neunten Aspektes vorgesehen, wobei der Führungsgleiter und die Führungsschiene an jeder Ecke des Pressenblockes von jedem der oberen Führungsmittel und der unteren Führungsmittel so konfiguriert sind, daß der Führungsgleiter aus zwei Teilen besteht, und daß die Führungsschiene aus zwei Teilen besteht, und wobei ein Satz eines Führungsgleiterteils und eines Führungsschienenteils den Pressenblock gegen eine Abweichung zum Vorderteil oder Hinterteil der Formgebungspresse führt, wie es auch der Fall sein mag, und wobei der andere Satz eines Führungsgleiterteils und eines Führungsschienenteils den Pressenblock gegen eine Abweichung nach rechts oder links der Formgebungspresse führt, wie es der Fall sein mag.

Die vom ersten Aspekt der Erfindung gebotenen Vorteile sind hauptsächlich folgende. Da der Verdrehungsölhydraulikzylinder in dem Pressenrahmen befestigt ist durch Montage des Zylinders auf der Pressenkrone bzw. dem Pressenoberteil ist es nicht nötig, flexible Schläuche zu verwenden, wobei eine feste Rohrleitung ausgeführt werden kann. Daher ist die Formgebungspresse sicher und leicht instand zu halten und stellt keine Feuergefahr wegen der Hitze des Heißschmiedens dar. Zusätzlich kann Hydrauliköl in großer Flußrate eingespeist werden, um einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Formgebungspresse zu erreichen. Da darüber hinaus der Schlitten nicht durch die Verdre hungsdruckstangen aufgeteilt wird, kann der Schlitten kompakt und doch fest konstruiert werden. Indem man das Schlittensystem auf diese Weise leicht macht, kann die steuerbare Betriebsgeschwindigkeit der Formgebungspresse gesteigert werden. Weiterhin stellt ihre hohe Steifigkeit hohe Präzision sicher. Zusätzlich kann den Verdrehungsdruckstangen hohe Steifigkeit gegeben werden, indem man die oberen Enden der Verdrehungsdruckstangen an dem Pressenblock sichert und die unteren Enden der Verdrehungsdruckstangen mit den Abwärtsdrehbalken und den Entdrehungsbalken verbindet, was zur Gewichtsreduktion und zum Hochgeschwindigkeitsbetrieb beiträgt.

Die vom zweiten Aspekt der Erfindung gebotenen Vorteile sind hauptsächlich folgende. Da der Schlitten und der Pressenblock so konfiguriert und zueinander angeordnet sind, daß ersterer in letzteren eintreten kann, können die Auf- und Abhübe des Schlittens und des Pressenblockes leicht gesichert werden, und die Formgebungspresse kann kompakt und doch fest ausgeführt werden. Zusätzlich können Führungen und Anschläge für den Pressenblock leicht angeordnet werden.

Der Vorteil, der vom dritten Aspekt der Erfindung geboten wird, ist folgender. Da der Pressenblock durch das Paar von Führungsgliedern geführt wird, und die Verdrehungsdruckstangen durch die Führungsrohre geführt werden, wird ihre Auf- und Abbewegung senkrecht zum Schlitten geregelt. Somit steigt die Formgebungspräzision.

Die Vorteile, die vom vierten Aspekt der Erfindung geboten werden, sind folgende. Da die oberen und unteren Grenzen des Hubes des Pressenblockes mechanisch definiert werden, wird der sichere Betrieb sichergestellt. Da zusätzlich die Relativposition der Verdrehungsdruckstangen zum Schlitten exakt an ihren oberen und unteren Positionen bestimmt werden können, steigt die Formgebungspräzision.

Der Vorteil, der vom fünften Aspekt der Erfindung geboten wird, ist hauptsächlich der folgende. Das Richtungssteuerventil steuert das Ausfahren und Zusammenziehen des Verdrehungsölhydraulikzylinders. Zusätzlich gestattet das Öffnen des Öffnungs- und Verschlußventils, daß das Hydrauliköl in dem Verdrehungsölhydraulikzylinder zum Öltank zurückkehrt, und andererseits das Entlastungsventil einen Rückdruck erzeugt. Alle diese Vorgänge bewirken, daß der Verdrehungsmechanismus dem Schlitten folgt. Somit wird die Relativposition des Verdrehungsmechanismuses zum Schlitten konstant gehalten und dadurch wird die Formgebungspräzision gesteigert.

Die Vorteile, die vom sechsten Aspekt der Erfindung geboten werden, sind folgende. Nur mit einem Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels, welches zwischen dem Pressenblock und dem Schlitten vorgesehen wird, kann der Hub des Pressenblockes definiert werden. Ein solcher Mechanismus zur Feinhöheneinstellung zwischen mehreren unteren Stoppern, wie bei herkömmlichen Schmiedepressen erforderlich, ist unnötig. Daher kann die Formgebungspresse einfach und kostengünstig konstruiert werden. Außerdem kann durch Ausfahren und Zusammenziehen des unteren Stoppers, der in dem Schlitten vorgesehen ist, die Beabstandung zwischen dem oberen Stopper des Pressenblockes und dem unteren Stopper verändert werden. Somit kann der Abwärtshub der Verdrehungsdruckstangen, die an dem Pressenblock befestigt sind, und damit der Verdrehungswinkel wie erwünscht eingestellt werden. Da darüber hinaus der untere Anschlag automatisch aus- und einfährt, wird der Verdrehungswinkel automatisch eingestellt, was die Pressenarbeitsproduktivität steigert.

Die Vorteile, die vom siebten Aspekt der Erfindung geboten werden, sind folgende. Wenn der Antriebsmechanismus den mit Innengewinde versehenen Zylinder um seine Vertikalachse dreht, bewegt sich das mit Außengewinde versehene Glied, welches mit dem Innengewindeteil des mit Innengewinde versehenen Zylinders in Eingriff steht, zusammen mit dem Anschlagblock darauf auf und ab. In dieser Weise kann nur durch Drehen eines mit Innengewinde versehenen Zylinders die Beabstandung zwischen dem oberen Anschlag und dem Anschlagblock und daher der Verdrehungswinkel eingestellt werden. Ein solcher Mechanismus zur Feinhöheneinstellung zwischen mehreren unteren Stoppern, wie es herkömmliche Pressen erfordern, ist unnötig. Daher kann die Formgebungspresse einfach und kostengünstig konstruiert werden. Außerdem kann die Gewindepassung des mit Außengewinde versehenen Gliedes in dem mit Innengewinde versehenen Zylinder so konfiguriert werden, daß verhindert wird, daß sie sich in Rückwärtsrichtung drehen, wenn der obere Anschlag auf den Anschlagblock gedrückt wird. Daher bleibt der Anschlagblock in seiner Einstellungspo sition und daher kann eine hohe Formgebungspräzision erreicht werden.

Die Vorteile, die vom achten Aspekt der Erfindung geboten werden, sind folgende. Da eine Schnecke und ein Schneckenrad verwendet werden, ist eine winzige Bewegung des unteren Anschlages möglich, was eine hochpräzise Einstellung des Verdrehungswinkels ermöglicht. Da außerdem die Schnecke und das Schneckenrad sich nicht in umgekehrter Richtung unter der Abwärtskraft drehen, die vom oberen Anschlag ausgeübt wird, bleibt der Anschlagblock in seiner Einstellposition. Daher wird eine hohe Formgebungspräzision erreicht.

Der Vorteil, der vom neunten Aspekt der Erfindung geboten wird, ist hauptsächlich der folgende. Da die oberen Führungsmittel die vier Ecken des oberen Teils des Pressenblockes relativ zum Schlitten führen, und da die unteren Führungsmittel die vier Ecken des unteren Teils des Pressenblockes relativ zum Schlitten führen, neigt sich der Pressenblock nicht, und daher werden die Verdrehungsdruckstangen exakt vertikal nach unten gedrückt. Entsprechend können bei nur einem teleskopischen unteren Anschlag als Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels die vier Verdrehungsdruckstangen auf ein und das selbe Niveau heruntergedrückt werden. Daher kann den Werkstücken ein exakter Verdrehungswinkel gegeben werden.

Der Vorteil, der vom zehnten Aspekt der Erfindung geboten wird, ist hauptsächlich der folgende. Jedes der oberen Führungsmittel und der unteren Führungsmittel führt den Pressenblock an jeder Ecke mit einem Satz eines Führungsgleitteils und eines Führungsschienenteils gegen eine Abweichung nach vorne und hinten, und ein weiterer Satz eines Führungsgleitteils und eines Führungsschienenteils führt gegen eine Abweichung nach rechts und links. Daher neigt sich der Pressenblock weder nach vorne oder hinten noch nach rechts oder links. Entsprechend neigen sich die Verdrehungsdruckstangen nicht und daher kann die Pressenarbeit mit einem präzisen Verdrehungswinkel erreicht werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen die Figuren folgendes darstellen:
1 ist eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der Formgebungspresse für Kurbelwellen der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Vorderansicht des Hauptteils der Formgebungspresse der 1, wobei ihr Verdrehungsölhydraulikzylinder ausgefahren ist;
3(A) ist eine Ansicht, aufgenommen entlang der Pfeillinie A der 2, und 3(B) ist eine Ansicht, aufgenommen entlang der Pfeillinie B der 2;
4 ist eine Perspektivansicht der Verdrehungsschmiedeeinheit der Formgebungspresse der 1;
5 ist ein Ölhydraulikschaltungsdiagramm des Verdrehungsölhydraulikzylinders der Formgebungspresse der 1;
6 ist eine erklärende Zeichnung der Nachformungs- bzw. Richtstufe I der Formgebungspresse der 1;
7 ist eine beispielhafte Zeichnung der Verdrehungsstufe II der Formgebungspresse der 1;
8 ist eine erklärende Zeichnung der Formöffnungsstufe III der Formgebungspresse der 1;
9 ist eine erklärende Zeichnung der Entdrehungsstufe IV des oberen Formabschnittes der Formgebungspresse der 1;
10 zeigt die obigen vier Stufen I – IV in Abfolge;
11 ist eine Vorderansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Formgebungspresse für Kurbelwellen der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Vorderansicht des Hauptteils der Formgebungspresse der 11, wobei ihr Verdrehungsölhydraulikzylinder vollständig ausgefahren ist;
13 ist eine Ansicht, aufgenommen entlang der Pfeillinie III der 12;
14 ist eine Seitenansicht der Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels der Formgebungspresse der 11;
15(A) ist eine Schnittansicht der Verdrehungswinkeleinstellmittel der 14, und 15(B) ist eine Ansicht des Stopp- bzw. Anschlagblockes 68 der 15(A);
16 ist eine Ansicht der Verdrehungswinkeleinstellmittel der 14;
17 ist eine Vorderansicht der Mittel zur Führung des Pressenblockes der Formgebungspresse der 11, wobei die Ansicht entlang der Pfeillinie VIII-VIII der 20 aufgenommen ist;
18 ist eine Seitenansicht der Führungsmittel der 17;
19 ist eine Vorderansicht der oberen Führungsmittel der Führungsmittel der 17;
20 ist eine Ansicht der Führungsmittel der 17;
21 ist eine erklärende Zeichnung der Nachformungs- bzw. Richtstufe I der Formgebungspresse der 11;
22 ist eine beispielhafte Zeichnung der Verdrehungsstufe II der Formgebungspresse der 11;
23 ist eine beispielhafte Zeichnung der Formöffnungsstufe III der Formgebungspresse der 11;
24 ist eine beispielhafte Zeichnung der Entdrehungsstufe IV des oberen Formabschnittes der Formgebungspresse der 11; und
25 ist eine Schnittansicht von vorne des Hauptteils der Formgebungspresse für Kurbelwellen eines Standes der Technik.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Mit Bezug auf die Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Mit Bezug auf 1 wird zuerst die Basisstruktur eines Ausführungsbeispiels der Formgebungspresse für Kurbelwellen der Erfindung beschrieben.
Das Bezugszeichen 1 stellt eine harte Bettplatte dar; 2 stellt eine Krone bzw. einen Oberteil dar; 3 stellt Säulen dar, die die harte Bettplatte 1 und den Oberteil 2 verbinden. Das Bezugszeichen 4 zeigt einen Schlitten an. Die Bezugszeichen 5A und 5B stellen einen Pressenölhydraulikzylinder bzw. einen Hubölhydraulikzylinder dar, wobei beide auf der Krone bzw. dem Oberteil 2 montiert sind. Wenn die Stangenseitenkammern der Hubzylinder 5B geöffnet werden, senkt sich der Schlitten 4, wobei Hydrauliköl aus einem Tank in den Pressenzylinder 5A gesaugt wird. Der Schlitten 4 ist im Querschnitt von umgekehrter T-Form.
Ein oberer Formhalter 6 wird am Unterteil des Schlittens 4 befestigt. Ein unterer Formhalter 7 ist am Oberteil der harten Bettplatte 1 montiert. Eine obere Drehungsführung 8 und ein oberer Abschnitt 18 einer Nachformungs- bzw. Richtform 17 sind am Unterteil des oberen Formhalters 6 befestigt. Eine untere Drehungsführung 9 und der untere Abschnitt 19 der Richtform 17 sind am Oberteil des unteren Formhalters 7 montiert.
Die Verdrehungsform 10 besteht aus einem oberen Abschnitt 11 und einem unteren Abschnitt 12. Der obere Abschnitt 11 wird in einen oberen Halter 13 gepaßt, der in der oberen Drehungsführung 8 gelagert ist. Der untere Abschnitt 12 wird in einen unteren Halter 14 gepaßt, der in der unteren Drehungsführung 9 gelagert ist.
Mit Bezug auf 4 werden nun die Details der Verdrehungsschmiedeeinheit beschrieben. Die obere Drehungsführung 8 besteht aus drei Führungselementen 8A, 8B und 8C. Der obere Halter 13 besteht auch aus drei Halteelementen 13A, 13B und 13C. Jedes Halteelement besitzt einen nach unten wirkenden Arm 15. Die nach unten wirkenden Arme 15 stehen abwechselnd in oberen rechten und oberen linken Richtungen vor. Ein Paar von Rollen 15A ist auf dem oberen Ende von jedem nach unten wirkenden Arm 15 gelagert. Zwischen den Halteelementen 13A, 13B und 13C sind obere feste Formabschnitthalter 16A und 16B angeordnet, die an dem oberen Formhalter 6 befestigt sind (siehe 1).
Die untere Drehungsführung 9 besteht auch aus drei Führungselementen 9A, 9B und 9C. Der untere Halter 14 besteht auch aus drei Halteelementen 14A, 14B und 14C. Zwischen den Halteelementen 14A, 14B und 14C sind untere feste Formabschnittshalter 16C und 16D, die an dem unteren Formhalter 7 befestigt sind (siehe 1).
Der obere Halter 13 und der untere Halter 14 sind entgegengesetzt zueinander angeordnet, wobei der erstere den oberen Formabschnitt 11 aufnimmt, und wobei letzterer den unteren Formabschnitten 12 aufnimmt. Ein Werkstück wird zwischen den oberen und unteren Formabschnitt 11 und 12 angeordnet, und Druck wird auf den oberen Formabschitt 11 aufgebracht, um das Werkstück mit den oberen und unteren festen Formabschnitthaltern 16A, 16B, 16C und 16D festzulegen. Dann werden die nach unten wirkenden Arme 15 nach unten gedrückt, um den oberen und unteren Halter 13 und 14 und daher die Verdrehungsform 10 zwischen den oberen und unteren Drehungsführungen 8 und 9 zu drehen. Somit wird das Werkstück, welches zwischen den oberen und unteren Formabschnitten 11 und 12 eingeschlossen bzw. gefangen ist, verdreht.
Mit Bezug auf 1 wird nun die Nachformungs- bzw. Richtschmiedeeinheit beschrieben. Ein Werkstück, welches in der verdrehungsschmiedeeinheit verdreht worden ist, wird zwischen die oberen und unteren Abschnitte 18 und 19 der Richtform 17 gelegt, und Druck wird auf den oberen Formabschnitt 18 aufgebracht, um das Werkstück nachzuformen bzw. zu richten. Der charakteristische Teil der Formgebungspresse wird nun beschrieben.
In 1 stellt das Bezugszeichen 20 einen Verdrehungsölhydraulikzylinder dar, der an der Krone bzw. dem Oberteil 2 montiert ist. Der Zylinder kann an dem Oberteil entweder fest oder mittels Zapfen montiert werden.
In dem Fall, daß der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 an dem Oberteil befestigt ist, können die Ölleitungen des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 fest ausgelegt werden, was nahezu vollständig die Feuergefahr aufgrund der Schmiedehitze eliminiert. In dem Fall, daß der Verdre hungsölhydraulikzylinder 20 an dem Oberteil 2 mittels Zapfen montiert wird, sind flexible Schläuche erforderlich. Da jedoch der Zweck der Verwendung von flexiblen Schläuchen nur die Absorption von Schwingungen ist, reichen kürzere flexible Schläuche für den Zweck aus im Vergleich zu den flexiblen Schläuchen, die in herkömmlichen Formgebungspressen verwendet werden.
Das untere Ende der Kolbenstange 21 des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 ist mit einem Pressenblock 23 verbunden. Eine Verdrehungsdruckstange 31 (auf die im folgenden als "Druckstange" Bezug genommen wird) wird an jeder der vier Ecken des Pressenblockes 23 befestigt. Diese Komponenten bilden einen Verdrehungsmechanismus.
Mit Bezug auf die 2 und 3 werden die Details des Verdrehungsmechanismuses beschrieben.
Der Pressenblock 23 weist einen Führungsschuh 23C und Blockglieder 23A und 23B auf, die vor und hinter demk Führungsschuh 23C befestigt sind, wobei eine H-artige Form eingenommen wird, wenn man von oben schaut, und eine umgekehrte U-artige Form, wenn man von einer Seite schaut. Der Pressenblock 23 ist so angeordnet, daß er den Schlitten 4 umspannt. Somit kommen der Verdrehungsmechanismus und der Schlitten 4 nicht miteinander in Gegenwirkung, und ein großer Auf- und Abhub kann sichergestellt werden. Zusätzlich sind die zwei säulenartigen Führungsglieder 25 auf dem Oberteil des Schlittens 4 aufrecht, und der Führungsschuh 23C bewegt sich auf und ab, wobei er in einen Führungsspalt 26 gleitet, der zwischen den Führungsgliedern 25 geformt wird, die zueinander weisen. Somit wird der Pressenblock 23 ordnungsgemäß bei der Auf- und Abbewegung relativ zum Schlitten 4 geführt. Darüber hinaus sind die Führungsrohre 41 an den rechten, linken, vorderen und hinteren Teilen der Basisplatte des Schlittens 4 vorgesehen, wobei die Basisplatte der untere Teil des Schlittens 4 ist und breit geformt ist. Die vier Druckstangen 31 bewegen sich auf und ab, und zwar geführt durch die Führungsrohre 41. Somit bewegen sich die Führungsstangen 31 auf und ab, was eine gewisse Distanz von der Verdrehungsform 10 hält (man nehme Bezug auf 1).
Ein oberer Stopper bzw. Anschlag 27 ist an den Führungsgliedern 25 befestigt, und ein unterer Anschlag 28 ist am Unterteil des Schlittens 4 angeordnet, und zwar unter jedem der Bockglieder 23A und 23B. Die Auf- und Abhübe des Pressenblockes 23 oder des Verdrehungsmechanismuses werden durch diese oberen und unteren Anschläge 27 und 28 eingeschränkt.
Wie zuvor erwähnt sind vier Druckstangen 31 in Vorsprüngen an den vier Ecken des Pressenblockes 23 befestigt. Zwei Druckstangen 31 sind in dem Vorderteil und den Hinterteil des Schlittens 4 angeordnet (siehe 3) und zwar auf der rechten Seite der Verdrehungsform 10 (siehe 1); die anderen zwei sind im Vorderteil und Hinterteil des Schlittens 4 auf der linken Seite der Verdrehungsform 10 angeordnet. Die unteren Teile der vorderen und hinteren Druckstangen 31 und 31 an der rechten Seite der Verdrehungsform sind miteinander durch einen Abwärts drehbalken 32 und einen Entdrehungsbalken 33 verbunden. In der gleichen Weise sind die unteren Teile der vorderen und hinteren Druckstangen 31 und 31 auf der linken Seite der Verdrehungsform miteinander durch einen Abwärtsdrehbalken 32 und einen Entdrehungsbalken 33 verbunden.
Da somit die oberen Enden der Druckstangen 31 an dem Pressenblock 23 befestigt sind, und da ihre unteren Enden miteinander durch die Abwärtsdrehbalken 32 und die Entdrehungsbalken 33 verbunden sind, kann der Verdrehungsmechanismus mit höherer Steifigkeit und geringerem Gewicht konstruiert werden.
Die Rollen 15a, der nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13, werden zwischen dem Abwärtsdrehbalken 32 und dem Entdrehbalken 33 angeordnet, und zwar auf jeder Seite der Verdrehungsform 10.
Da somit zwei oder mehr nach unten wirkende Arme 15 Seite an Seite entlang des Abwärtsdrehbalkens 32 und des Entdrehbalkens 33 angeordnet sind, wobei beide eine geeignete Länge auf jeder Seite der Verdrehungsform 10 haben, ist es unnötig, die Druckstangen 31, die Abwärtsdrehbalken 32 und die Entdrehbalken 33 zu wechseln, und zwar ungeachtet der unterschiedlichen Größen von Kurbelwellen und daher der unterschiedlichen Größen der oberen und unteren Halter 13 und 14, und daher der unterschiedlichen Positionen der nach unten wirkenden Arme 15.
Mit Bezug auf 5 wird die Ölhydraulikschaltung des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 beschrieben.
Ein Drei-Positionen-Richtungssteuerventil SV1 mit vier Anschlüssen wird in den Ölleitungen 52 und 53 zwischen den Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 und einer Ölhydraulikpumpe 51 angeordnet, so daß Hydrauliköl zur Kopfseitenkammer 20a und zur Stangenseitenkammer 20b des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 gespeist werden kann. Die Kopfseitenkammer 20a ist mit einem Öltank 54 durch ein Öffnungs- und Verschlußventil SV2 verbunden. Die Stangenseitenkammer 20b ist mit dem Öltank 54 durch eine Ölleitung mit einem Öffnungs- und Verschlußventil SV3 und einer anderen Ölleitung mit einem Öffnungs- und Verschlußventil SV5 verbunden. Ein Entlastungsventil 56 wird zwischen der Stangenseitenkammer 20b und dem Öffnungs- und Verschlußventil SV3 angeordnet. Ein Öffnungs- und Verschlußvenitl SV4 wird in einem Bypass bzw. einer Umgehung zwischen den Ölleitungen 52 und 53 angeordnet. Das Öffnungs- und Verschlußventil SV4 bildet eine Differentialschaltung.
Das Richtungssteuerventil SV1 bewirkt, daß der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 für eine Verdrehungsbewegung ausfährt und sich für eine Entdrehungsbewegung zusammenzieht. Wenn das Richtungssteuerventil SV1 sich in seine erste Position verschiebt, wird Hydrauliköl zur Stangenseitenkammer 20b gespeist, um den Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 zusammen zu ziehen. Wenn das Richtungssteuerventil SV1 sich in seine zweite Position verschiebt, wird Hydrauliköl zur Kopfseitenkammer 20a geliefert, um den Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 auszufahren, und somit wird ein Werkstück in der Verdrehungsform 10 verdreht. Wenn zusätzlich der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 sich zusammen zieht, öffnet sich das Öffnungs- und Verschlußventil SV2, um Hydrauliköl vom Zylinder 20 zum Öltank 54 zurückzubringen. Wenn sich der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 ausdehnt, öffnet sich das Öffnungs- und Verschlußventil SV5, um Hydrauliköl vom Zylinder 20 zum Öltank 54 zurückzubringen. Somit wird das Hydrauliköl in dem Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 zum Öltank 54 durch die Ventile SV2 und SV5 zusätzlich zum Ventil SV1 zurückgebracht.
Während eines freien Abwärtshubes oder einer Hochgeschwindigkeitsabsenkung des Schlittens 4 ist es nötig, die Relativposition der vier Druckstangen 31 zum Schlitten 4 konstant zu halten. Um dies zu erreichen, wird das Richtungssteuerventil SV1 auf neutral gestellt, und die Öffnungs- und Verschlußventile SV2, SV3 und SV4 werden geöffnet. Der obere Stopper bzw. Anschlag 27, der starr mit dem Schlitten 4 verbunden ist, drückt den Führungsschuh 23C nach unten, was den Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 nach unten zieht oder ausfährt. Das Hydrauliköl in der Stangenseitenkammer 20b öffnet das Entlastungsventil 56 zur Rückkehr zum Öltank 54 durch das Öffnungs- und Verschlußventil SV3, und es fließt auch zur Kopfseitenkammer 20a durch das Öffnungs- und Verschlußventil SV4. Wenn jedoch das Öffnungs- und Verschlußventil SV4 eine Differentialschaltung bildet, entwickelt sich ein Rückdruck zwischen der Stangenseitenkammer 20b und dem Entlastungsventil 56. Daher senken sich die Druckstangen 31 nicht schneller als der Schlitten 4, sie senken sich je doch wobei sie ihre Relativposition zum Schlitten 4 konstant halten.
Um den Schlitten 4 anzuheben wird das Richtungssteuerventil SV1 auf neutral eingestellt, die Öffnungs- und Verschlußventile SV2 und SV4 werden geöffnet, und das Öffnungs- und Verschlußventil SV3 wird geschlossen. Die unteren Anschläge 28 des Schlittens 4 werden dabei durch die Hubölhydraulikzylinder 5b angehoben, die den Pressenblock 23 nach unten drucken, wobei sich der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 zusammenzieht. Das Hydrauliköl in der Kopfseitenkammer 20 kehrt zum Öltank 54 durch das Öffnungs- und Verschlußventil SV2 zurück.
Andererseits wird Hydrauliköl in die Stangenseitenkammer 20b gesaugt, und zwar durch Öffnen des Öffnungs- und Verschlußventils SV5. Da die unteren Anschläge 28 in Kontakt mit dem Pressenblock 23 sind, werden die Relativposition der Druckstangen 31 und des Schlittens 4 konstant gehalten.
Die folgende Tabelle zeigt die Beziehung zwischen dem Öffnen und dem Schließen der Ventile SV1 bis SV4 und den Stufen im Formgebungsprozeß.

O: offen
X: geschlossen

Mit Bezug auf die 6 bis 10 wird der Kurbelwellenformgebungsprozeß der Formgebungspresse beschrieben.
In der Nachformungs- bzw. Richtstufe 1, die in 6 gezeigt ist, dehnt sich der Pressenölhydraulikzylinder 5a aus, um den Schlitten 4 nach unten zu drücken, wobei ein noch nicht verdrehtes Werkstück zwischen den oberen und unteren Abschnitten 11 und 12 der Verdrehungsform 10 eingeschlossen wird, und wobei ein weiteres schon verdrehtes Werkstück in der Richtform 17 gepreßt und gerichtet bzw. nachgeformt wird.
In der in 7 gezeigten Verdrehungsstufe II dehnt sich der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 aus, um den Pressenblock 23, die Druckstangen 31 und die Abwärtsdrehbalken 32 nach unten zu drücken, die die nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13 nach unten drücken, um das Werkstück in der Verdrehungsform 10 zu verdrehen.
In der in 8 gezeigten Formöffnungsstufe III heben die Hubölhydraulikzylinder 5b den Schlitten 4, was den Pressenblock 23, die Druckstangen 31 und die Entdrehungs balken 33 anhebt. Entsprechend wird der obere Halter 13 vom unteren Halter 14 abgehoben, und daher werden die oberen und unteren Abschnitte 11 und 12 der Verdrehungsform 10 voneinander getrennt.
Bei der Entdrehungsstufe IV des oberen Formabschnittes, die in 9 gezeigt ist, wird der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 zusammengezogen, um die Druckstangen 31 und die Entdrehungsbalken 33 anzuheben, die wiederum die nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13 nach oben drehen.
Auf diese Weise werden Werkstücke verdreht und zu Kurbelwellen geformt. 10 zeigt alle vier Stufen in Abfolge.
(Zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung)
Nun wird die grundlegende Struktur eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Formgebungspresse für Kurbelwellen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In 11 stellt das Bezugszeichen 1 eine harte Bettplatte dar; 2 stellt eine Krone bzw. einen Oberteil dar; 3 stellt Säulen dar, die die harte Bettplatte 1 und den Oberteil 2 verbinden. Das Bezugszeichen 4 zeigt einen Schlitten an. Die Bezugszeichen 5A und 5B stellen einen Pressenölhydraulikzylinder bzw. einen Hubölhydraulikzylinder dar, wobei beide auf der Krone bzw. dem Oberteil 2 montiert sind. Wenn die Stangenseitenkammern der Hubzylinder 5B geöffnet sind und gleichzeitig der Pressenzy linder 5A Hydrauliköl von einem Tank ansaugen kann, senkt sich der Schlitten 4. Der Schlitten 4 besitzt im Querschnitt einen großen rechteckigen Körper und eine breite Grund- bzw. Basisplatte, wobei die zwei Teile im allgemeinen eine umgekehrte T-Form bilden.
Ein oberer Formhalter 6 ist am Unterteil des Schlittens 4 befestigt. Ein unterer Formhalter 7 ist am Oberteil der harten Bettplatte 1 montiert. Eine obere Drehungsführung 8 und ein oberer Abschnitt 18 einer Nachformungs- bzw. Richtform 17 sind am Unterteil des oberen Formhalters 6 befestigt. Eine untere Drehungsführung 9 und ein unterer Abschnitt 19 der Richtform 17 sind am Oberteil des unteren Formhalters 7 montiert.
Die Konstruktion der Verdrehungsschmiedeeinheit ist wie folgt. Die Verdrehungsform 10 besteht aus einem oberen Abschnitt 11 und einem unteren Abschnitt 12. Der obere Abschnitt 11 ist in einen oberen Halter 13 gepaßt, der in der oberen Drehungsführung 8 gelagert ist. Der untere Abschnitt 12 ist in einen unteren Halter 14 gepaßt, der in der unteren Drehungsführung 9 gelagert ist. Die detaillierte Konstruktion der Verdrehungsschmiedeeinheit ist die gleiche wie die detaillierte Konstruktion, die in 4 gezeigt ist.
In den 11 bis 13 stellt das Bezugszeichen 20 einen Verdrehungsölhydraulikzylinder dar, der an der Krone bzw. dem Oberteil 2 montiert ist. Die Ölhydraulikschaltung zum Betrieb des Verdrehungszylinders 20 ist die gleiche wie die in 5 gezeigte Schaltung.
Das untere Ende der Kolbenstange 21 des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 ist mit einem Pressenblock 23 verbunden. An jeder der vier Ecken des Pressenblockes 23 ist das obere Ende einer Verdrehungsdruckstange 31 gesichert (auf die im folgenden als "Druckstange" Bezug genommen wird).
Zwei der vier Druckstangen 31 sind vor und hinter dem Körper des Schlittens 4 (13) angeordnet, und zwar auf der rechten Seite der Verdrehungsform 10 (siehe 11); die anderen zwei sind vor und hinter dem Körper des Schlittens vier auf der linken Seite der Verdrehungsform 10 angeordnet. Die Unterteile der vorderen und hinteren Druckstangen 31 und 31 auf der rechten Seite der Verdrehungsform 10 sind miteinander durch einen Abwärtsdrehbalken 32 und einen Entdrehbalken 33 verbunden. In der gleichen Weise sind die unteren Teile der vorderen und hinteren Druckstangen 31 und 31 auf der linken Seite der Verdrehungsform 10 miteinander durch einen Abwärtsdrehbalken 32 und einen Entdrehbalken 33 verbunden.
Da somit die oberen Enden der Druckstangen 31 am Pressenblock 23 befestigt sind, und da ihre unteren Enden aneinander durch die Abwärtsdrehbalken 32 und die Entdrehbalken 33 verbunden sind, kann der Verdrehungsmechanismus mit höherer Steifigkeit und geringerem Gewicht konstruiert werden.
Die Rollen 15a, der nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13, werden zwischen dem Abwärtsdrehbalken 32 und dem Entdrehbalken 33 angeordnet, und zwar auf jeder Seite der Verdrehungsform 10.
Da somit zwei oder mehr nach unten wirkende Arme 15 Seite an Seite entlang des Abwärtsdrehbalkens 32 und des Entdrehbalkens 33 angeordnet sind, wobei beide eine geeignete Länge auf jeder Seite der Verdrehungsform 10 haben, ist es unnötig, die Druckstangen 31, die Abwärtsdrehbalken 32 und die Entdrehbalken 33 zu wechseln, und zwar ungeachtet der unterschiedlichen Größen von Kurbelwellen, und daher der unterschiedlichen Größen der oberen und unteren Halter 13 und 14, und daher der unterschiedlichen Positionen der nach unten wirkenden Arme 15.
Nun werden die Mittel zum Einstellen des Verdrehungswinkels der Formgebungspresse beschrieben.
Wie in 14 gezeigt weisen die Mittel zum Einstellen des Verdrehungswinkels einen oberen Anschlag 23d auf der Seite des Pressenblockes 23 auf, und einen automatischen teleskopischen unteren Anschlag 60 auf der Seite des Schlittens 4.
Die Konstruktion des Pressenblockes 23 mit dem oberen Anschlag 23d wird zuerst beschrieben. Das untere Ende der Kolbenstange 21 des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 ist mit einem Bügel 23e verbunden, der auf dem oberen Anschlag 23d montiert ist. Blockglieder 23a und 23b sind jeweils am Vorderteil und am Hinterteil des oberen Anschlages 23d gesichert. Diese drei Glieder sind in einer H-artigen Form angeordnet, wie von oben zu sehen ist, und in einer umgekehrten U-artigen Form, wie von der Seite zu sehen ist. Der Pressenblock 23 ist über dem Körper 4a des Schlittens 4 angeordnet. Eine Druckstange 31 ist an jedem der rechten und linken Endteile von jedem der Blockglieder 23a und 23b befestigt, wie früher erwähnt (siehe 12 und 13). Der obere Anschlag 23d spielt auch die Rolle des Verbindungsgliedes zwischen den Blockgliedern 23a und 23b.
Der Körper 4a des Schlittens 4 ist mit dem automatischen teleskopischen unteren Anschlag 60 versehen, der eine Position unter der Mitte des oberen Anschlages 23d einnimmt, und dessen Mitte mit der Achse des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 ausgerichtet ist.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, ist ein zylindrisches Gehäuse 61 am Körper 4a des Schlittens 4 gesichert. Ein mit Innengewinde versehener Zylinder 62 ist in dem Gehäuse 61 eingesetzt, um frei drehbar um seine Vertikalachse zu sein. Ein Innengewinde 63 ist auf der Innenseite des Zylinders 62 ausgebildet. Außerdem ist ein Schneckenrad 64 an der Außenfläche des mit Innengewinde versehenen Zylinders 62 ausgebildet. Mit dem Schneckenrad 64 steht eine Schnecke 65 in Eingriff, die in jeder Richtung durch einen Elektromotor 66 gedreht werden kann. Andererseits ist ein mit Außengewinde versehenes Glied 67 mit dem Innengewinde 63 des mit Innengewinde versehenen Zylinders 62 in Eingriff. Ein Anschlagblock 68 ist am Oberteil des mit Außengewinde versehenen Glieds 67 befestigt. Vier Gleitflächen 68a sind in vertikaler Richtung am Umfang des Anschlagblockes 68 ausgebildet. Am oberen Ende des Gehäuses 61 ist ein Führungsglied 69 vorgesehen, welches vier Schuhe 69a besitzt, die gleitend in Kontakt mit den Gleitflächen 68a stehen, um zu verhindern, daß der Stopp- bzw. Anschlagblock 68 sich dreht, und die den Anschlagblock 68 auf und abführen.
Bei der obigen Konfiguration dreht sich der mit Innengewinde versehene Zylinder 62, um das mit Außengewinde versehene Glied 67 anzuheben oder abzusenken, und daher den Anschlagblock 68, wenn der Elektromotor 66 sich in der einen oder anderen Richtung dreht. Wie somit in 14 gezeigt, kann die Beabstandung "d" zwischen dem oberen Anschlag 23d und dem Anschlagblock 68, nämlich der Abwärtshub des Pressenblockes 23 oder Druckstangen 31 relativ zum Schlitten 4 eingestellt werden.
Obwohl die Schnecke 65 das Schneckenrad 64 drehen kann, kann das Schneckenrad 64 nicht die Schnecke 65 drehen. Daher drehen sich das mit Außengewinde versehene Glied 67 und der mit Innengewinde versehene Zylinder 62 nicht in der umgekehrten Richtung unter der Abwärtskraft, die auf den Anschlagblock 68 wirkt, und daher wird der eingestellte Verdrehungswinkel nicht während des Betriebs der Formpresse gestört bzw. verändert. Außerdem kann durch Einstellung des Führungs- bzw. Steigungswinkels der Gewindegänge des mit Außengewinde versehenen Glieds 67 und des mit Innengewinde versehen Zylinders 62 auf einen kleinen Wert der Anschlagblock 68 davon abgehalten werden, sich unter der darauf nach unten wirkenden Kraft zu drehen. Somit kann seine Stabilität weiter gesteigert werden.
Mit Bezug auf die 17 bis 20 werden nun die Mittel zur Führung des Pressenblockes 23 beschrieben. In 17 stellt das Bezugszeichen 25 eine Führungsstruktur dar, die fest oben auf den Schlitten 4 montiert ist. Wie in 18 bis 20 gezeigt, weist die Führungsstruktur 25 zwei Säulen 25a und 25a und ein Glied 25b auf, welches die oberen Enden der zwei Säulen 25a und 25a verbindet. Eine Öffnung 25c ist in der Mitte des Verbindungsgliedes 25b ausgebildet, um die Kolbenstange 21 des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 hindurchzulassen. Der obere Anschlag 23d des Pressenblockes 23 ist unterhalb des Verbindungsglieds 25b der Führungsstruktur 25 angeordnet, so daß das Verbindungsglied 25b und der obere Anschlag 23d einander im rechten Winkel kreuzen, wie von oben zu sehen. Die Blockglieder 23a und 23b sind vor und hinter und parallel zu dem Verbindungsglied 25b angeordnet (siehe 20).
Wenn der Pressenblock 23 und die Führungsstruktur 25 so konstruiert und angeordnet sind, sind obere Führungsmittel 70 und untere Führungsmittel 75, die beide die oben erwähnten Mittel zur Führung des Pressblockes 23 bilden, wie folgt konstruiert.
Wie in den 17 bis 20 gezeigt, sind vier Führungsgleiter 71 an solchen vier Punkten des oberen Teils des Pressenblockes 23 angebracht (d.h. vom oberen Anschlag 23d und den oberen Teilen der Blockglieder 23a und 23b) und zwar diagonal symmetrisch um die Verbindung zwischen dem unteren Ende der Kolbenstange 21 des Verdrehungsölhy draulikzylinders 20 und des oberen Anschlags 23d. Jeder Führungsgleiter 71 besteht aus einem Teil, der zum Inneren der Formgebungspresse weist, d.h. zum Vorderteil oder dem Hinterteil der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag, und einem Teil, der zum Äußeren der Formgebungspresse weist, d.h. nach rechts oder links von der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag.
Andererseits sind vier Führungsschienen 72 so an den rechten und linken Säulen 25a und 25a der Führungsstruktur 25 angebracht, daß ihre Positionen diagonal symmetrisch um die Mitte der Führungsstruktur 25 sind, wie von oben zu sehen. Die Länge der Führungsschienen 72 entspricht dem Hub des Pressenblockes 23. Jede Führungsschiene 72 besteht aus einem Teil, welches zum Äußeren der Formgebungspresse weist, d.h. zum Hinterteil oder zum Vorderteil der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag, und einem Teil, der zum Inneren der Formgebungspresse weist, d.h. nach links oder rechts von der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag. Die vier Führungsgleiter 71 gleiten auf den vier Führungsschienen 72 und dadurch wird der Pressenblock 23 geführt, und es wird verhindert, daß er nach vorne und hinten oder nach rechts und links kippt, während er sich auf und ab bewegt.
Die Konstruktion der unteren Führungsmittel 75 ist folgende. Wie in 17, 18 und 20 gezeigt, sind vier Führungsgleiter 76 an beiden Enden des vorderen Blockglieds 23a und an beiden Enden des hinteren Blockgliedes 23b angebracht, nämlich an den vier Ecken des Pressenblockes 23, wobei jede Ecke eine Druckstange 31 enthält. Jeder Führungsgleiter 76 besteht aus einem Teil, was zum Inneren der Formgebungspresse weist, d.h. zum Vorderteil oder zum Hinterteil der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag, und einem Teil, der zum Äußeren der Formgebungspresse weist, d.h. nach rechts oder links von der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag.
Andererseits sind vier Führungsschienen 77 so an dem Körper 4a des Schlittens 4 angebracht, daß ihre Positionen jenen der vier Führungsgleiter 76 entsprechen. Die Länge der Führungsschienen 77 entspricht auch dem Hub des Pressenblockes 23. Jede Führungsschiene 77 besteht aus einem Teil, welches zum Äußeren der Formgebungspresse weist, d.h. zum Hinterteil oder zum Vorderteil der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag, und einem Teil, der zum Inneren der Formgebungspresse weist, d.h. nach links oder rechts von der Formgebungspresse, wie es auch der Fall sein mag.
Die vier Führungsgleiter 76 gleiten auf den vier Führungsschienen 77 und dadurch wird der Pressenblock 23 geführt, und es wird verhindert, daß er nach vorne und hinten oder nach rechts und links kippt, während er sich auf und ab bewegt.
Wie oben beschrieben kippt der Pressenblock 23 nicht, und die unteren Enden der vier Druckstangen 31 laufen nach unten auf ein und das selbe Niveau, da die oberen und unteren Führungsmittel die oberen und unteren Teile des Pressenblockes 23 führen. Außerdem zeigt der Pressenblock 23 keine Verkippung, und die unteren Enden der vier Druckstangen 31 sind auf ein und demselben Niveau, wenn der Pressenblock 23 zum Unterteil seines Hubes herabgelaufen ist, und auf den unteren Anschlag 60 aufgelaufen ist, da jedes der oberen und unteren Führungsmittel den Pressenblock 23 an vier Punkten um den unteren Anschlag 60 herum führt, obwohl nur ein Satz von oberen und unteren Anschlägen 23d und 60 direkt unter der Achse des Verdrehungsölhydraulikzylinders 20 vorgesehen ist. Somit kann eine hohe Formgebungspräzision erreicht werden.
Mit Bezug auf die 21 bis 24 wird der Kurbelwellenformgebungsprozess der Formgebungspresse des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Nachformungs- bzw. Richtstufe I, die in 21 gezeigt ist, fährt der Pressenölhydraulikzylinder 5A aus, um den Schlitten 4 herunterzudrücken, wobei ein noch nicht verdrehtes Werkstück zwischen den oberen und unteren Abschnitten 11 und 12 der Verdrehungsform 10 eingeschlossen wird, und wobei ein weiteres Werkstück, welches schon verdreht ist, in der Richtform 17 gepreßt und gerichtet bzw. nachgeformt wird.
In der in 22 gezeigten Verdrehungsstufe II fährt der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 aus, um den Pressenblock 23, die Druckstangen 31 und die Abwärtsdrehbalken 32 herunterzudrücken, die die nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13 nach unten drücken, um dem Werkstück in der Verdrehungsform 10 eine Verdrehung zu geben.
In der in 23 gezeigten Formöffnungsstufe III heben die Hubölhydraulikzylinder 5B den Schlitten 4, was den Pressenblock 23, die Druckstangen 31 und die Entdrehungsbalken 33 anhebt. Entsprechend wird der obere Halter 13 vom unteren Halter 14 abgehoben, und daher werden die oberen und unteren Abschnitte 11 und 12 der Verdrehungsform 10 voneinander getrennt.
In der Entdrehungsstufe IV des oberen Formabschnittes, die in 24 gezeigt ist, wird der Verdrehungsölhydraulikzylinder 20 zusammengezogen, um die Druckstangen und die Entdrehungsbalken 33 anzuheben, die die nach unten wirkenden Arme 15 des oberen Halters 13 nach oben drehen.
In dieser Weise werden Werkstücke verdreht und zu Kurbelwellen geformt.
Die Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen ausgeführt werden, ohne von ihrem Kern oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die obigen Ausführungsbeispiele sollen daher in jeder Beziehung als veranschaulichend und nicht als einschränkend angesehen werden, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche gezeigt wird anstatt durch die vorausgegangene Beschreibung, und alle Veränderungen, die in den Kern und den Bereich der äquivalenten Ausführungen der Ansprüche fallen, sollen daher miteingeschlossen sein.

Claims

Formgebungspresse für Kurbelwellen mit einer Krone bzw. einem Oberteil, mit einem Schlitten (4) mit einer Verdrehungsschmiedeeinheit, mit einer Verdrehungsform (10) und mit einer Nachformungs- bzw. Richtschmiedeeinheit, wobei ein Pressenölhydraulikzylinder (5A) und ein Hubölhydraulikzylinder (5B) zum Absenken und Anheben des Schlittens und ein Verdrehungsölhydraulikzylinder (20) zur Verdrehung eines Werkstückes in der Verdrehungsschmiedeeinheit auf der Krone bzw. dem Oberteil montiert sind; wobei die Kolbenstange (21) des Verdrehungsölhydraulikzylinders (20) mit einem Pressenblock (23) verbunden ist; wobei eine Verdrehungsdruckstange (31) an jeder der vier Ecken des Pressenblockes befestigt ist, wobei zwei der vier Verdrehungsdruckstangen vor und hinter dem Schlitten (4) auf der rechten Seite der Verdrehungsform angeordnet sind, und wobei die anderen zwei vor und hinter dem Schlitten auf der linken Seite der Verdrehungsform (10) angeordnet sind; und wobei die unteren Enden der zwei Verdrehungsdruckstangen auf jeder Seite der Verdrehungsform (10) aneinander durch einen Abwärtsdrehbalken und einen Entdrehbalken unter dem Schlitten verbunden sind.
Formgebungspresse nach Anspruch 1, wobei der Schlitten (4) im Schnitt eine umgekehrte T-Form besitzt, wobei der Pressenblock von der Seite gesehen eine umge kehrte U-Form aufweist, und wobei der Schlitten (4) und der Pressenblock (23) so aneinander angeordnet sind, daß ersterer in letzteren eintreten kann.
Formgebungspresse nach Anspruch 2, wobei der Pressenblockl (23) einen Führungsschuh und ein Paar von Blockgliedern aufweist, die am Vorderteil und am Hinterteil des Führungsschuhs gesichert sind; wobei ein Paar von Führungsgliedern zur Führung des Schuhs nach oben und unten am Schlitten (4) montiert ist; und wobei der Schlitten (4) vier Führungsrohre besitzt, um die vier Verdrehungsdruckstangen zu führen.
Formgebungspresse nach Anspruch 3, wobei der Schlitten und das Glied als eine Einheit mit dem Schlitten (4) vorgesehen sind, und zwar montiert mit einem unteren Anschlag bzw. Stopper, um die Absenkungsgrenze für den Pressenblock (23) relativ zum Schlitten zu definieren, und mit einem oberen Anschlag, um die Anstiegsgrenze des Pressenblockes mit Bezug auf den Schlitten (4) zu definieren.
Formgebungspresse nach Anspruch 4, wobei ein Richtungssteuerventil (SV1) in eine Hydrauliköleinspeisungs- und Auslaßschaltung eingesetzt wird, die die Kopfseiten- und Stangenseitenölkammern des Verdrehungsölhydraulikzylinders (20) mit einer Druckölquelle (51) verbindet; wobei ein Öffnungs- und Verschlußventil (SV4) in eine Hydraulikölleitung gesetzt wird, die die Kopfseitenöl kammer (20a) des Verdrehungsölhydraulikzylinders (20) mit einem Öltank (54) verbindet; und wobei ein Entlastungsventil (56) und ein Öffnungs- und Verschlußventil (SV3) in Reihe in einer Hydraulikölleitung angeordnet werden, die die Stangenseitenölkammer (20b) des Verdrehungsölhydraulikzylinders (20) mit dem Öltank (54) verbindet.
Formgebungspresse nach Anspruch 1, wobei Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels zwischen dem Pressenblock (23) und dem Schlitten (4) vorgesehen werden, wobei die Mittel einen oberen Anschlag (23d) aufweisen, der in dem Pressenblock (23) vorgesehen ist, und einen automatischen teleskopischen unteren Anschlag (60), der in dem Schlitten (4) vorgesehen ist, und frei zu dem oberen Anschlag (23d) hin und weg davon bewegbar ist.
Formgebungspresse nach Anspruch 6, wobei der automatische teleskopische untere Anschlag (60) der Mittel zur Einstellung des Verdrehungswinkels folgendes aufweist: einen mit Innengewinde versehenen Zylinder (62), der frei um seine Vertikalachse drehbar ist, und zwar in einem Gehäuse (61), welches in dem Schlitten (4) vorgesehen ist; ein mit Außengewinde versehenes Glied, welches mit dem Innengewindeteil des mit Innengewinde versehenen Zylinders in Eingriff steht; einen Stopp- bzw. Anschlagblock, der auf dem mit Außengewinde versehenen Glied befestigt ist; und einen Antriebsmechanismus zum Drehen des mit Innengewinde versehenen Zylinders.
Formgebungspresse nach Anspruch 7, wobei der Antriebsmechanismus des automatischen teleskopischen unteren Anschlag (60) folgendes aufweist: ein Schneckenrad (64), welches auf der Außenseite des mit Innengewinde versehenen Zylinders ausgebildet ist; eine Schnecke (65), die mit dem Schneckenrad (64) in Eingriff steht; und einen mit Getriebe versehenen Motor zur Drehung der Schnecke.
Formgebungspresse nach Anspruch 6, wobei Mittel zur Führung des Ansteigens und Absteigens des Pressenblockes zwischen dem Pressenblock (23) und dem Schlitten (4) vorgesehen sind, wobei die Mittel folgendes aufweisen: obere Führungsmittel (70), die vier Führungsgleiter (71) aufweisen, die an den vier Ecken des oberen Teils des Pressenblockes (23) angebracht sind, wobei eine Führungsstruktur (25) fest auf dem Oberteil des Schlittens (4) montiert ist, und vier Führungsschienen (72), die an der Führungsstruktur (25) angebracht sind, um die Führungsgleiter (71) zu führen; und untere Führungsmittel (75), die vier Führungsgleiter aufweisen, die an den vier Ecken des unteren Teils des Pressenblockes angebracht sind, und vier Führungsschienen, die an dem Schlitten zur Führung der vier Führungsgleiter angebracht sind.
Formgebungspresse nach Anspruch 9, wobei der Führungsgleiter (71) und die Führungsschiene an jeder Ecke des Pressenblockes (23) von sowohl den oberen Führungsmitteln (70) als auch den unteren Führungsmitteln (75) so konfiguriert sind, daß der Führungsgleiter aus zwei Teilen besteht, und daß die Führungsschiene aus zwei Teilen besteht, und wobei ein Satz eines Führungsgleitteils und eines Führungsschienenteils den Pressenblock gegen seine Abweichung zum Vorderteil oder zum Hinterteil der Formgebungspresse führt, wie es auch der Fall sein mag, und wobei der andere Satz eines Führungsgleiterteils und eines Führungschienenteils den Pressenblock (23) gegen eine Abweichung nach rechts oder links von der Formgebungspresse führt, wie es auch der Fall sein mag.