DE2660538C2 - Preßvorrichtung, insbesondere Vorrichtung zum Pressen von achsstummelfreien Kurbelhüben - Google Patents

Description

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Die Erfinduifg bezieht sich auf eine Preßvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Die Kurbelhübe sind zur Herstellung von halbgebauten Kurbelwellen, insbesondere für Motoren großer Leistung bestimmt In der Schmiedevorrichtung wurde die beim Schmieden von monolithischen Kurbelwellen bekannte Konstruktion angewandt, welche aus zwei zwischen Kopfstück und dem Untergestell angeordneten, gegenüber dem Pressetisch quer zur Richtung des Pressestößelhubes beweglich gelagerten und an Gelenkhebeln angelenkten Matrizenhaltern besteht, wobei in der Stauchzone zwischen den Stirnflächen der in diesen Haltern befestigtes! Matron der den Kurbelzapfen gestaltende Biegestempel und der ihm zugeordnete 3s Amboß angeordnet sind.

Aus der Patentschrift der Bundesrepublik Deutschland 13 01 297 ist eine Schmiedevorrichtung bekannt, in welcher der Pressestößel mittels Gelenkhebeln mit den als Klemmbacken mit Formschluß ausgebildeten Stauchwerkzeugen verbunden ist, die sich quer zur Richtung des Pressestößelhubes bewegen. Die Gelenkhebel sind an einer Seite an einem am Pressestößel angeordneten Kopfstück, und an dem anderen Ende auf der Rückseite der Stauchwerkzeuge angelenkt. In der Stauchzone zwischen den Stirnflächen der Stauchwerkzeuge ist das den Kurbelzapfen gestaltende Biegewerkzeug und der ihm zugeordnete Amboß angeordnet Die Übertragung der Kraft vom Pressestößel mittels Gelenkhebeln auf die Stauchwerkzeuge weist den Vorteil auf, r!aß am Ende des Arbeitshubes das Übersetzungsverhältnis des Gelenkhebelgetriebes am größter/ ist, wodurch die Presse wesentlich entlastet und ein rationelles Ausnützen ihrer Kraft ermöglicht wird.

Bei der Herstellung von sehr großen Kurbelwellen bestehen aber weiterhin wesentliche Schwierigkeiten bei der Erlangung entsprechend hoher Umformungskräfte und der damit verbundenen Festigkeit der Schmiedevorrichtungen, die bei der Gestaltung der Kurbelhübe nötig sind.

Aus der DEOS 1015 665 ist eine Schmiedepresse für Kurbelwellen bekannt, bei der über Keilschieber eine Bewegung der Matrizenhälften sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung der entstehenden Kurbelwelle erfolgt. Dieses bekannte System hat den wesentlichen Nachteil, daß während des Arbeitshubes das durch die Keilschieberflächen bewirkte Kraftübersetzungsverhältnis zwischen der Preßkraft und der Stauehkraft unveränderlich bleibt, Da am Ende des Arbeitshubes die vom zu verformenden Werkstück ausgehenden Widerstände am größten sind, wird in der entsprechenden Endphase des Verformungsvorganges die Kraft eines zusätzlichen Zylinders 3 erfordert. Diese Zylinder bilden zusammen mit ihren Zugankern eine zusätzliche aufwendige Preßvorrichtung. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Stauch- und Preßhub zur gleichen Zeit stattfinden und sein Ende finden muß. Die gegenseitigen Bewegungsgeschwindigkeiten <,)er Hübe stehen in einem konstanten Verhälntis zueinander. Diese Problematik ist in der DE-OS 19 36 012 ausführlich beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein besonders großes Obersetzungsverhältnis der Preßkraft zur Stauehkraft erzielbar ist und in welcher_ die Kraftübertragungsmechanismen weitgehend vor Überlastungen geschützt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem Patentanspruch, insbesondere dem Merkmal des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs, gelöst

Die Keilschieber bewirken zusammen mit den sich am Gehäuse abstützenden Gelenkhebeln eine Synchronisierung der Stauchbewegung und der Biegung bzw. des Versetzens des geschmiedeten Materials. Die zum Stauchen notwendige Kraft wird vom am Pressenstößel befestigten Kopfstück auf die Matrizenhalter über zwei Wege übertragen, und zwar über die Keilschieber und über den Biegestempel und das geschmiedete Material. Dadurch sind die Keilschieber wesentlich entlastet Die durch den Biegestempel wirkende und zum Biegen nötige Kraft geht nicht verloren, sondern sie wird auf einen wesentlichen Teil der Stauchkraft transformiert Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß entgegen dem Stand der Technik keine Hilfszylinderanordnungen für die Endphase des Arbeitshubes notwendig sind, in der die Stauehkraft am größten ist

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß das Verhältnis der Versetzungsbzw. Biegegeschwindigkeit zur Stauchgeschwindigkeit immer kleiner wird Von dem Augenblick ab, in dem die Längsachsen der Gelenkhebel auf der einen Seite senkrecht zu den schrägen Führungsflächen des Keilschiebers und des Matrizenhalters auf der anderen Seite stehen, gibt es kein Versetzen bzw. Biegen des Kurbelzapfens mehr. Es tritt dann lediglich ein Stauchen des Kurbelzapfens auf, was die Endumformung im sich schließenden Gelenk begünstigt und zugleich den nötigen Kraftaufwand herabsetzt

In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorrichtung zum Pressen von Kurbelhüben, dargestellt am Anfang des Arbeitshubes, in Ansicht und teilweise im Längsschnitt,

Fig.2 einen Teil der Vorrichtung gemäß Fig, I im Querschnitt, wobei auf der linken Hälfte der Zeichnung die Lage der Matrizeneinlagen und des Rohteiles vor dem Arbeitshub, und auf der rechten Hälfte die Lage dieser Elemente während des Arbeitshubes jedoch vor dem Versetzen der Kurbelzapfen gezeigt ist,

Fig.3 die Vorrichtung nach dem Arbeitshub, in Ansicht und teilweise im Längsschnitt,

Fig.4 einen Teil der Preßvorrichtung gemäß Fig.2 in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt,

Fig.5 einen Stempel, der zur Formung der Kurbelwangenendteile dient, in Ansicht, und

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F ί g. 6 diesen Stempel im Längsschnitt,

Auf dem Preßtisch ist ein Gehäuse 1 starr befestigt, In diesem Gehäuse sind symmetrisch zwei gegenläufige Baugruppen gleicher Konstruktion montiert. Auf den zwei sich gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses stützen sich unmittelbar (oder mittels in der Zeicnnung nicht dargestellter pjstanzein!?gen) Lagerblöcke 2. An jedem Lagerblock 2 sind zwei Lagerwalzen 3 befestigt Auf den Lagerwalzen 3 sind Gelenkhebel 4 angelenkt, die schräg zur Horizontalebene liegen. Die Gelenkhebel 4 stützen sich andererseits auf die Lagerwalzen 3^f, weiche an den Haltern 5 der Matrizen 6 befestigt sind.

Die rechten und linken Teile des Gehäuses sind mittels walzenartiger Zuganker 7 verbunden. Zwischen den Lagerböcken 2 und den Matrizenhaltern 5 sind Laschen 8 angelenkt, weiche ein Herausfallen der zwischen den Lagerwalzen 3 und 3' sich befindenden Gelenkhebeln verhindern.

Die Matrizenhalter 5 haben schräge hintere Flächen, die mit Keilschiebern 9 am Kopfstück 10 in Zusammenarbeit stehen, wobei dieses Kopfstück mit dem Pressestöße! angetrieben wird. Am Kopfstück to ist der Stempel 11 befestigt

Wie in Fig.2 und 4 gezeigt befindet sich in jedem Halter 5 eine Matrize 6 bzw. 6' und zwei obere Keileinlagen 12.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1—4 wirkt folgendermaßen:

Bei gehobenem Kopfstück 10 wird der linke und rechte Matrizenhalter 5 in Richtung der Gehäusewände auseinandergeschoben. Auf die Flächen 13 der Matrizen 6 und 6" in den rechten und linken Haltern 5 legt man das Rohteil 14, wonach von oben auf jeder Seite je ein Paar Keileinlagen 12 eingelegt wird. Dies wurde in F i g. 2 (linke Seite) gezeigt Auf die Keileinlagen werden Klötze 15 gelegt und die Presse wird in Gang gesetzt Den Pressestößel arretiert man, wenn die Matrizen und das Rohteil sich in üer in Fig.9 rechten Seite ersichtlichen Lage befinden. Man entfernt nun die Klötze 15 und setzt die Presse wieder in Gang. Der Stempel 11 drückt nun von oben auf die Verengung 14a des Rohteiles 14, was ein Versetzen des Materials nach unten bewirkt Gleichzeitig mit dem Versetzen wird das Material gestaucht, was durch die gegenläufige Bewegung des Matrizenhalters 5 bewirkt wird. In das sich durch Stauchen ansammelnde Material werden von oben die Küileinlagen 12 hineingepaßt. Am Ende des Pressenhubes sind sowohl die Kurbelwangen als auch der Kurbelzapfen vollständig geformt Dieses ist in F i g. 4 gezeigt worden.

Das Fertigschlagen del Xurbelwangenoberteile kann auch während eines zusätzlichen Pressehubes ausge-

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50 führt werden. In diesem Fall werden die Keileinlsgen 12 nicht angewandt. Nach Beendigung des ersten Pressehubes, in welchem der Kurbelzapfen vollständig versetzt und die unteren Teile der Kurbelwangen gestaltet werden, wird der Pressestößel und das Kopfstück 10. gehoben und der Stempel Il entfernt Anstelle dieses Stempels wird am Kopfstück IQ das auf den F i g, 5 und 6 ersichtliche stempeiförmige Werkzeug befestigt und die Presse wird in Gang gesetzt Das Teil 16 des Werkzeuges wird in den zwischen den Kurbelwangen des Kurbelhubes sich befindenden Raum eingeführt, den im ersten Arbeitshub der Stempel 11 gestaltet hat Am Ende des zusätzlichen Arbeitshubes schmieden die Flächen 17 und 18 des Werkzeuges die endgültige Gestalt der Kurbelwangenoberteile.

An dieser Stelle soll auf manche charakteristische Merkmale der Kräfteübertragungsmechanismen verwiesen werden.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die senkrechte Stößelkraft mittels zwei Übersetzungsstufen in waagerechte Kräfte umgewandelt, weiche das gegenseitige Nähern der Matrizenhalter bewirken.

Die erste Übersetzungsstufe ist beim keilschieber 9. Das Übersetzungsverhältnis dieses Schiebers ist konstant während des ganzen Arbeitshubes.

Die zweite Übersetzungsstufe ist an den Gelenkhebeln 4, weiche sich zwischen dem immobilen Gehäuse 1 und den gegenläufigen Matrizenhaltern 5 befinden. Das Übersetzungsverhältnis dieser zweiten Stufe ändert sich während des Arbeitshubes gemäß der Tangensfunktion des Winkels zwischen der Richtung der Preßkraft und der Gelenkhebellängsachse. So eine Verbindung zweier Übersetzungen mit verschiedener Arbeitscharakteristik ermöglicht eine Wahl der Schmiedewerkzeugbewegungen entsprechend zu den aktuellen Erfordernissen.

Es ist zu betonen, daß gerade im Endstadium der Umformung während welchem die größten Widerstandskräfte des Materials zur Wirkung kommen, steht in der erfindungsgemäßen Vorrichtung das größte Übersetzungsverhältnis zur Verfügung, mit welchem die Preßkraft auf die Stauchkraft umgewandelt werden kann. Dieses ermöglicht ein Formen großer Erzeugnisse auf verhältnismäßig kleinen Pressen.

Ein zweites Merkmal der Kräi'teübertragungsmaschinen beruht darauf, daß ein wesentlicher Teil der Preßkraft durch den Stempel 11 und durch das geformte Material auf die Matrizen 6 und deren Halter 5 übertragen wird, wodurch diese Halter 5 sich quer zur Stößelbewegung gegenläufig nähern. Deswegen sind die Keilschieber 9 wesentlich entlastet, weil sie nur ein Teil der zum Antrieb der Halter 5 nötigen Kraft übertragen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch!

   Preßvorrichtung, insbesondere Vorrichtung zum Pressen von achsstummelfreien Kurbelhüben, mit zwei zwischen Kopfstück und Untergestell angeordneten, an Gelenkhebeln angelenkten Matrizenhaltern, wobei in der Stauchzone zwischen den Stirnflächen der in diesen Haltern befestigten Matrizen der den Kurbelzapfen gestaltende, mit dem Kopfstück verbundene Biegestempel und der ihm zugeordnete Amboß angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkhebel (4) an gegenüberliegenden Seitenwänden eines Gehäuses (1) angelenkt sind und daß zusätzlich die Matrizenhalter (5) schräge Führungsflächen aufwei- is sen, an denen vom Kopfstück (10) angetriebene Keilschieber (9) anliegen.