DE2348917C3 - Werkzeug zum Herstellen eines Zwischenrohteiles für kreuz- oder sternförmige Werkstücke aus Metall - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Herstellen eines Zwischenrohteiles für kreuz- oder sternförmige Werkstücke aus Metall in einer Presse mit relativ zueinander beweglichen Preßbacken und quer zu deren Bewegung liegenden Räumen für die Arme der Werkstücke.

Ein bekanntes Werkzeug (DT-Gbm 69 07 643) zum Herstellen kreuz- oder sternförmiger Werkstücke ist als geschlossenes Gesenk ausgebildet, in dem das Werkstück in einem Arbeitsgang gratlos ohne Nachbearbeitung warm oder kalt hergestellt werden soll. Die geschlossene Preßform weist zwei Formteile auf, die zentral im Bereich der Formhohlraumhälften in Preßrichtung Bohrungen aufweisen, in denen sich in Preßrichtung bewegliche Stempel befinden. Vor dem Preßvorgang wird in die Bohrungen des unteren Preßformteils auf den Preßstempel das Rohstück gelegt, worauf die Formteile zur Herstellung der geschlossenen Preßform zusammengedrückt und daraufhin mittels der Preßstempel das Rohstück in die endgültige Form gepreßt wird. Abgesehen davon, daß es in der Praxis kaum möglich sein dürfte, mit diesem bekannten Werkzeug tatsächlich in einem Arbeitsgang ein nicht mehr nachzubearbeitendes Werkstück herzustellen, ergeben sich bei dem bekannten Werkzeug Schwierigkeiten, wenn Metalle hoher Festigkeit, wie Stahl, verpreßt werden sollen. Solche Werkstoffe müssen vor dem Verpressen einer Wärmebehandlung unterworfen werden, wodurch sich an der Oberfläche des Rohstückes, namentlich wenn es sich um Stahl handelt, eine Oxydschicht bildet. Beim Pressen springt diese Schicht in Form von Schuppen ab, die zu einem Verschleiß der Führungsflächen der beweglichen Werkzeugteile führen und die Ausbildung einer sauberen Oberfläche am Werkstück unmöglich machen.

In der Praxis erzeugt man gegenwärtig kreuz- bzw. sternförmige Werkstücke dadurch, daß man das Rohstück warm in offenen Gesenken preßt oder schlägt, wobei durch Gratbildung bis zu 30 oder 40% des Ausgangsmaterials als Abfall anfallen kann. Beim Schmieden größerer Teile, etwa für den Rotorkopf von Hubschraubern, wird ein solch hoher Abfallanteil untragbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mit welchem nur noch geringfügig weiterzuverformende Zwischenrohlinge wirtschaftlich erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaU gelöst durch zylindrische, in gegenseitigem Parallelabstand senkrecht auf der einen Preßbacke angeordnete Zapfen, die durch eine entsprechende Anzahl von Bohrungen in der anderen Preßbacke gleitend führbar sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug läßt sich der Zunderanfali leicht beherrschen. Der Zunder kann durch entsprechende Blas- oder Absaugvorrichtungen einfach zwischen den Zapfen seitlich herausgeblasen oder herausgesaugt werden. Der Verschleiß der Führungsflächen der beweglichen Werkzeugteile wird dadurch auf ein Mindestmaß herabgedrückt. Mit dem Werkzeug können somit auch sehr feste Werkstoffe verarbeitet werden, die einer vorherigen Wärmebehandlung bedürfen. Die runden Flächen der Zapfen ergeben günstige Fließpreßeigenschaften des Werkzeuges. Dadurch können die Zwischenrohlinge so weit aufgeformt werden, daß nur noch eine ganz geringfügige Weiterverformung zum Erlangen der Schmiedefertigform erforderlich ist. Die Ausformung ist normalerweise nicht gratlos.

Vorteilhafterweise sind die Bohrungen in der einen Preßbacke, wie an sich bekannt, mit auswechselbaren Büchsen ausgefüttert. Soweit tatsächlich in den Führungsflächen in den Bohrungen Verschleiß auftritt, läßt sich dieser Mangel durch einfaches Austauschen der Büchsen beheben.

Zweckmäßig haben die einzelnen Zapfen jeweils eine leicht konisch geformte Basis. Dadurch wird das Auswerfen des Zwischenrohlings mittels eines in der die Zapfen tragenden Preßbackc angeordneten Auswerfers erleichtert.

Um das Fließen oder Ausbreiten des Metalls bei der Ausbildung der Arme zu erleichtern, kann die Arbeitsfläche wenigstens einer Preßbacke radial auswärts leicht abgeschrägt verlaufen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Seiten-Schnittansicht der mit einem erfindungsgemäß ausgelegten Werkzeug ausgerüsteten Presse,

F i g. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 11-11 in F i g. 1,

Fig. 3 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie IM-III in F i g. 1 mit eingesetztem Rohteil,

F i g. 4 eine F i g. 3 entsprechende Ansicht nach Pressen des Zwischenrohteils und

F i g. 5 eine Vorderansicht eines fertigen Werkstükkes.

Die in der Zeichnung dargestellte Presse weist zwei waagerechte, parallele und relativ zueinander bewegliche Preßbacken 1 und 2 auf. Die untere Backe 1 steht gewöhnlich fest, während die obere Backe 2 unter dem Antrieb (nicht gezeigter) hydraulischer oder mechanischer Einrichtungen in Richtung auf die untere parallelverschieblich ist.

Das erfindungsgemäß ausgelegte Werkzeug weist zunächst eine auf der unteren Preßbacke 1 befestigte Grundplatte 3 auf. An bzw. in dieser ist mittels einer

Matrizenplatte 4 eine Anzahl — im dargestellten Beispiel vier — von zylindrischen Zapfen 5 senkrecht befestigt. Wie man insbesondere in F i g. 2 bis 4 erkennt, sind die Zapfen 5 parallel zueinander an den Ecken eines Quadrats angeordnet. Ihr gegenseitiger Abstand S ist durch die Abmessungen des herzustellende!· Werkstücks vorgegeben.

An der oberen Preßbacke 2 ist eine Grundplatte 6 befestigt. In dieser vorgesehene zylindrische Bohrungen 7 dienen der Führung der freien Enden der Zapfen 5 beim Absenken der oberen Preßbacke 2. Eine auf der Grundplatte 6 befestigte Matrizenplatte 8 weist ebenfalls Bohrungen in einer der der Bohrungen 7 in der Grundplatte 6 entsprechenden Anordnung auf. In die Bohrungen der Matrizenplatte 8 sind zylindrische Büchsen 9 eingesetzt, welche sich nach Abnahme der Matrizenplatte 8 von der Grundplatte 6 mühelos auswechseln lassen. Die Büchsen 9 sind vorzugsweise aus einem hochwertigen Spezialstahl gefertigt, während die Matrizenplatten 4 und 8 aus weniger hochwertigem Stahl sein können.

Die zylindrischen Zapfen 5 haben jeweils eine leicht konisch geformte Basis 10, welche das Auswerfen eines Zwischcnrohteils mittels eines in der unteren Preßbakke 1 vorhandenen Auswerfers 11 erleichtern. Die Arbeitsfläche 12 der Matrizenplatte 8 ist um ein geringes Maß radial auswärts abgeschrägt, um das Fließen des Metalls beim Pressen des Vorformlings zu erleichtern.

Zum Schmieden von kreuz- oder sternförmigen Werkstücken wird ein vorzugsweise kubisches Rehstück 13 aus Metall zwischen die Zapfen 5 des Werkzeugs eingesetzt und gepreßt oder gestaucht. Beim Absenken der oberen Preßbackc 2 in Richtung auf die untere Backe 1 gleiten die Zapfen 5 mit ihren freien Enden zunächst in die auswechselbaren Büchsen 9 in der Matrizenplatte 8 und dann in die Bohrungen 7 der Grundplatte 6, während das Rohstück 13 zwischen den Matrizenplatten 4 und 8 gestaucht wird. Dabei fließt das Metall des Rohstücks zwischen den Zapfen hindurch nach außen, und man erhält einen in F i g. 4 dargestellten Zwischenrohteil \4 mit vier rechteckigen Querschnitt aufweisenden Armen, deren Abmessungen den Abständen zwischen den Zapfen entsprechen.

Nach diesem Arbeitsgang wird die obere Preßbacke in ihre obere Endstellung zurückgeführt und der Zwischenrohteil 14 mittels des in der unteren Preßbacke 1 untergebrachten Auswerfers 11 ausgeworfen.

In einem zweiten Arbeitsgang braucht der Zwischenrohteil 14 lediglich in bekannter Weise zwischen zwei entsprechend ausgebildeten Formwerkzeugen gepreßt zu werden, um damit beispielsweise das in F i g. 5 gezeigte Zapfenkreuz 15 für ein Kardangelenk in einem Kraftfahrzeug fertig zu schmieden. Um bei der Herstellung eines solchen Werkstücks den Anteil des Abfalls möglichst zu beschränken, müssen die Anordnung, die Abstände und die Durchmesser der Zapfen 5 sowie die Stauchhöhe in bezug auf das Rohstück 13 sorgfältig berechnet werden. Diese Größen werden vorzugsweise so berechnet, daß der rechteckige Querschnitt der Anne des Vorformlings 14 möglichst die gleiche oder angenähert gleiche Flächengröße aufweist wie das betreffende Teil des herzustellenden Werkstücks. Außerdem ist die Länge der Arme des Vorformlings vorzugsweise etwas geringer als die der Arme des fertigen Werkstücks.

Unter solchen Bedingungen ergeben sich bei Einbeziehung eines gewissen Sicherheitsspielraums im zweiten Arbeitsgang des Verfahrens kaum nennenswerte Grate zwischen den beiden Formwerkzeugen, während beim ersten Arbeitsgang, also beim Herstellen des Zwischenrohteils 14 aus dem Rohstück 13, keinerlei Abfall entsteht.

Das beschriebene Werkzeug läßt sich ohne Schwierigkeiten und mit den gleichen Vorteilen zum Herstellen etwa Y-förmiger Werkstücke oder von Werkstükken mit mehr als vier Armen anwenden, wozu denn lediglich ein Werkzeug mit der jeweils entsprechenden Anzahl von Zapfen erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Werkzeug zum Herstellen eines Zwischenrohleils für kreuz- oder sternförmige Werkstücke aus Metall in einer Presse mit relativ zueinander beweglichen Preßbacken und quer zu deren Bewegung liegenden Räumen für die Arme der Werkstücke, gekennzeichnet durch zylindrische,

in gegenseitigem Parallelabstand senkrecht auf der einen Preßbacke (1) angeordnete Zapfen (5), die durch eine entsprechende Anzahl von Bohrungen (7) in der anderen Preßbacke (2) gleitend führbar sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen in der einen Preßbacke (2), wie an sich bekannt, mit auswechselbaren Büchsen (9) ausgefüttert sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Zapfen (5) jeweils eine leicht konisch geformte Basis (10) haben.

4. Werkzeug nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (12) wenigstens einer Preßbacke (2) radial auswärts leicht abgeschrägt verläuft.