DE2808198A1

DE2808198A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildung eines achsschenkels an einem hohlen achsrohling

Info

Publication number: DE2808198A1
Application number: DE19782808198
Authority: DE
Inventors: John P Dutton; Joseph Henry Zawacki
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-02-25
Publication date: 1978-09-07
Also published as: FR2382289A1; CA1080520A; US4100781A

Description

Dip'.-fng. Ι-ί.-J. Lrppert *

Pafonf on wä/to
Frankenforsiar Straßs 137

5060 ßergisch Gladbach 3 ²^ · Februar 1978

L/K

Lear Siegler, Inc. Detroit, Michigan/USA

ⁿ Verfahren und Vorrichtung zur Bildung eines Achsschenkels an einem hohlen Achsrohling"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Achsschenkels an einem hohlen Achsrohling sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

An den Enden von Achsrohlingen werden Achsschenkel angebracht, um Räder darauf zu befestigen, und zwar gewähnlich mit Hilfe von

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Wälzlagern, die bei der Raddrehung die Reibung reduzieren. Achsrohlinge, an denen Achsschenkel angebracht werden, sind normalerweise hohl ausgebildet und weisen eine runde, rohrförmige Gestalt auf, deren Durchmesser an ihrem Ende bzw. an ihren Enden verjüngt sein muß, um verschiedene reduzierte Durchmesserabschnitte zu schaffen, axiale Rippen und geneigte, kegelstumpfförmige Flächen, die den Achsschenkel bilden. Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung solcher Achsschenkel besteht aus einem Heißschmiedevorgang in drei Arbeitsstationen. Jede Arbeitsstation weist ein Paar geschlitzter Gfesenke auf, die für den Schmiedevorgang benötigt werden. In der ersten Station greifen die geschlitzten Gesenke um das heiße Ende des Rohlings, und es wird ein axialer Stauchdorn verwendet, um dem Rohmaterial die Gestalt entsprechend der inneren Kontur der geschlitzten Gesenke zu geben. In der zweiten Station führen die geschlitzten Gesenke einen Hämmervorgang aus, wobei eines der Gesenke mit dem von ihm aufgenommenen heißen Rohling stationär befestigt wird, während das andere Gesenk beweglich gelagert wird, um den Rohling zwischen die Gesenke zu stoßen. In der dritten Station wird ein weiterer axialer Stauchdorn verwendet, um den Rohling zwischen die Gesenke dieser Station zu stoßen und ihm seine Form und Größe zu geben.

Rohe Achseehenkel-Schmiedestücke, die mit Hilfe von geteilten Gesenken hergestellt werden, müssen zur endgültigen Fertig-

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stellung nachbearbeitet werden. Diese Bearbeitung erfordert gewöhnlich einen ersten halbgroben Schnitt und danach einen Halbfertig-Schnitt, gefolgt von einem Fertigschritt, bei dem der Achsschenkel poliert wird. Bevor das Material spanabhebend bearbeitet werden kann, muß zunächst der durch die geteilte Konstruktion des Gesenks entstandene Grat sowie der während des Schmiedeprozesses gebildete Zunder von dem Schmiedeteil entfernt werden. Während des Schmiedevorgangs muß darauf geachtet werden, daß keine inneren Hohlräume in dem geschmiedeten Achsschenkel entstehen und daß sichergestellt ist, daß die inneren und äußeren Achssehenkelflächen zueinander konzentrisch sind. Ferner muß in der zweiten Arbeitsstation die Drehung des Schenkelrohlings zwischen jedem Stoß begrenzt sein, um die Entstehung innerer Hohlräume beim Schmieden zu verhindern.

Die Herstellung von Achsschenkeln durch Schmieden und andere Formgebungsverfahren sind aus den US-Patenten 2 053 975, 2 165 472, 3 165 199, 3 327 513, 3 465 418, 3 580 038, 3 668 und 3 673 888bekannt.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens sowie einer verbesserten Vorrichtung zum Schmieden eines Achsschenkels aus einem hohlen Achsrohling. Dabei soll der geschmiedete Achsrohling in einer engeren Abmessungstoleranz

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liegen, so daß die nachfolgende Bearbeitung reduziert wird, der aufgrund des geteilten Gesenkes entstehende Grat soll wegfallen, die inneren und äußeren Achsschenkelflächen sollen konzentrisch sein, die Gefahr der Entstehung innerer Hohlräume soll reduziert werden und Zunder, der während des Schmiedens auf dem Achsschenkel entsteht, soll leicht entfernbar sein.

Diese Ziele und Vorteile werden durch die Erfindung dadurch erreicht, daß ein hohler Stempel verwendet wird, der einen Metallkörper mit einer inneren Arbeitsfläche und einen Dorn umfaßt, der innerhalb einer Arbeitsöffnung des Stempelkörpers befestigt ist. Der Dorn steht von einem geschlossenen Ende des Stempelkörpers in Richtung auf ein offenes Ende vor, welches durch die Arbeitsfläche in einem Abstand zu dieser Fläche bestimmt ist. Während der Herstellung eines Achssehenkels an einem hohlen Achsrohling wird der Stempel relativ zu dem Achsrohling in eine Richtung bewegt» in welche der Dorn weist, so daß der Dorn in dem Achsrohling aufgenommen wird, während die Arbeitsfläche des Stempels einen Achsschenkel um den Dorn formt. Da der hohle Stempelkörper den Achsrohling völlig umgibt, während der Achsschenkel darauf hergestellt wird, bildet sich auf dem geformten Achsschenkel im Gegensatz zu Achsschenkeln, die mit einem geteilten Gesenk geschmiedet werdan_s kein Trenngrat. Ferner sorgt die Konstruktion des Stempels mit seinem innerhalb des Hohlkörper¹© angeordneten Dora für ©in@

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Konzentrizität der inneren und äußeren, durch den Stempel geformten Achsspindelflächen.

Vorzugsweise werden mehrere der hohlen Stempel verwendet, um den Achsschenkel in fortschreitenden Stufen herzustellen. Der Metallkörper jedes Stempels weist eine langgestreckte ringförmige Gestalt auf, deren inneres Ende die Arbeitsfläche bildet, durch die die Arbeitsöffnung zur Aufnahme des Achsrohlings bei der Herstellung des Achsschenkels geschaffen wird. Der Dorn jedes Stempels hat ebenfalls eine langgestreckte Gestalt, von der ein Ende an dem verschlossenen Ende des Stempelkörpers befestigt ist, während sich das andere abgeschrägte Ende nahe dem offenen Ende des Stempelkörpers befindet. Zwischen seinen beiden Enden weist der langgestreckte Dorn eine runde Außenfläche auf, um welche der Achsschenkel geformt wird. Bestimmte Stempel weisen ringförmige Arbeitsflächenbereiche auf, die zu der Axialrichtung, in welche der Dorn weist, orientiert sind, so daß sie während des Bearbeitungsvorgangs mit dem Ende nach vorn an dem Achsrohling anliegen. Alle Stempel mit Ausnahme des ersten, der zur Anfangsformung des Achsrohlings vorgesehen ist, haben nahe dem verschlossenen Ende des Stempelkörpers einen Arbeitsflächenbereich, der im Durchmesser kleiner 1st als der nahe dem offenen Ende.

Die Herstellung des Achsschenkels beginnt vorzugsweise mit der Erwärmung des zu verformenden Ende des Achsrohlings auf Schmiede-

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temperatur. Dann wird der Rohling in der Weise stationär festgelegt, daß sich der Stempel relativ dazu bewegen kann, um den Achsschenkel zu schmieden, wenn sich der Dorn innerhalb des Endes des Achsrohlings befindet, wobei die Arbeitsfläche des Stempelkörpers den Achsrohling um den Dorn schmiedet. Zwei zusammenwirkende Greif- bzw. Spanngesenke mit Greif- bzw. Spannteilen werden vorzugsweise zur Positionierung des Achsrohlings verwendet und zur Bildung einer langgestreckten Öffnung mit einem runden Querschnitt für die gleitende Aufnahme und Führung des Stempelkörpers während der Stempelbewegung, die zum Schmieden des Achsschenkels ausgenutzt wird. Der Stempelkörper weist eine ausreichende Länge auf, so daß sich seine Arbeitsfläche über den erwärmten Bereich des Endes des Achsrohlings hinauserstreckt, und zwar bis zu dem nicht erwärmten Bereich, bevor dieser verformt wird. In dem Stempel kann ferner eine Schmiermittelzuleitung vorgesehen sein, durch die ein Schmiermittel in die Arbeitsöffnung des Stempelkörpers zwischen seine Arbeitsfläche und die äußere Oberfläche des Doms eingeführt werden kann. In einer Arbeitsstation, in welcher eine beträchtliche Auswartsbewegung des Rohlingmaterials stattfindet, wird das Zurückziehen des Stempels dadurch erleichtert, daß der Dorn einen Bereich mit ünterschnitt bzw. Untermaß aufweist.

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Außer den Wirkungen, daß kein Teilungsgrat entsteht, wie er beim Achsschenkelschmieden mit geteilten Gesenken auftritt , und daß eine gute Konzentrizität der inneren und äußeren Achsschenkelflächen erzielt wird, weist die Erfindung den Vorteil auf, daß die Abmessungen des geschmiedeten Achsschenkels in engeren Toleranzen liegen, so daß die anschließende Bearbeitung reduziert wird. Ferner ist gefunden worden, daß durch die Erfindung die Gefahr reduziert ist, daß während des Schmiedevorgangs Hohlräume in dem Material des Achsschenkels entstehen und daß irgendwelcher Zunder, der auf dem Achsschenkel gebildet wird, leichter entfernt werden kann als bei herkömmlichen Schmiedeprozessen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Achsschenkel-Formmaschine zur Herstellung von Achsschenkeln an hohlen Achsrohlingen,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus Fig. 2,

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Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Achsrohlings, der in einer Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 mit einem Achsschenkel versehen werden kann»

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines anderen Teils aus Fig. 1,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 aus Fig. 5,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines fertigen Achsschenkels der mit Hilfe der Vorrichtung an einem Rohling gemäß Fig. 4 gebildet ist,und

Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht eines Hohlstempels der Vorrichtung gemäß Fig. 5 und 6_e

In Flg. 1 der Zeichnung ist eine mit der Positionszahl 10 bezeichnete Achsschenkel-Schmiedevorrichtung dargestellt, die vier Arbeitsstationen 12a, 12b, 12c und 12d aufweist. In diesen vier Arbeitsstationen werden nacheinander hohl© Achsrohling© 14 bearbeitet, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, und zwar werden sie entweder von Hand oder mit Hilf© aines ge©lgnet©n Zuführmechanismus in die Vorrichtung ©ingebrachte In der Vorrichtung werden die Rohlinge mit @in®m Achsschenkel 16 v©rs@hen,

wie er in Fig. 4 dargestellt ist, der nur noch einer abschließenden spanabhebenden Bearbeitung oder einem Poliervorgang unterworfen werden muß. Jede Arbeitsstation umfaßt einen Hohlstempel 18a, 18b, 18c bzw. 18d und eine mit diesem zusammenwirkende Aufnahmeeinrichtung 20a, 2Ob₁ 20c bzw. 2Od, mit denen die Achsschenkel durch einen Warmschmiedeprozeß geformt werden. Die Stempel 18a, 18b, 18c und 18d sitzen auf einem Stößel 22, der kraftbetätigt ist und sich in Richtung des Pfeiles A nach links und rechts bewegen kann, während die Aufnahmeeinrichtungen 20a, 20b, 20c und 2Od auf einem stationären Support befestigt sind, so daß sie die Achsrohlinge 14 gegen jegliche Bewegung festhalten.

Der Stempel b und seine dazugehörige Aufnahmeeinrichtung 20b der Arbeitestation 12b sind in den Figuren 2 und 3 näher erläutert, während der Stempel 18d und seine dazugehörige Aufnahmeeinrichtung 2Od der Arbeitestation 12d in den Figuren 5, 6 und näher dargestellt sind. Die Beschreibung und zeichnerische Darstellung zu diesen Arbeitsstationen 12b und 12d sind auch lesbar auf die Arbeitsstationen 12a und 12c, wobei die Positionszahlen auch denen der jeweiligen Komponenten und Teile in den anderen ArbeiteStationen entsprechen.

Nach Fig. 2 und 3 weist der Hohlstempel 18b der Arbeitsstation 12b einen Metallkörper 26b auf, der eine langgestreckte, ring-

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förmige Gestalt hat. Eine runde äußere Oberfläche 28b des Stempelkörpers 26b und eine runde innere Arbeitsfläche 30b wirken in der Weise zusammen, daß sie einen ringförmigen Stempelkörper bilden· Die innere Arbeitsfläche 30b schafft eine Arbeitsöffnung, die in der Zeichnung allgemein durch die Positionszahl 32b gekennzeichnet ist, wobei das erste Ende 34b offen und das zweite Ende 36b verschlossen ist. Innerhalb der Arbeitsöffnung 32b des Stempelkörpers befindet sich ein Dorn 38b der sich von dem verschlossenen Ende 36b des Stempelkörpers in Richtung auf dessen offenes Ende 34b erstreckt. Ein im Durchmesser breiteres Ende 40b des Doms sitzt in einer Fassung 42b eines mit Gewinde versehenen Endteils 44b des Stempels. Ein mit Gewinde versehener Einsatz 46b, der mit Preßsitz in eine Öffnung 48b des hin- und hergehenden Stößels 22 gedrückt ist, steht mit dem Endteil 44b des Stößelkörpers im Gewindeeingriff, so daß beide Teile, das Körperendteil und das im Durchmesser größere Dornende 40b an einer Wand 50b des Einsatzes anliegen,wodurch beide, der Stempel und der Dorn, mit dem Stößel verbunden sind. Von seinem mit dem größeren Durchmesser versehenen Ende 40b aus erstreckt sich der Dorn 38b durch eine in dem verschlossenen Ende des Stempelkörpers vorgesehene runde Öffnung 52b. Der Dorn weist eine runde äußere Oberfläche 54b auf und ist mit einem spitz zulaufenden freien Ende 56b versehen. Die Dornoberfläche 54b

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liegt in einem Abstand zu der Arbeitsfläche 30b des Stempelkörpers, so daß die Arbeitsöffnung 32b eine kreisringförmige Gestalt aufweist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Aufnahme- bzw. Greifeinrichtung 20b zwei zusammenwirkende Greifgesenke 58b und 60b auf, wobei eines oben und eines unten liegt, die in Klemmposition, wie in Fig. 3 dargestellt, eine kreisringförmige Gestalt aufweisen. Ein über der Mitte angeordneter Kipphebel 62b lagert die obere Gesenkhälfte 58b derart, daß sie eine vertikale Bewegung ausführen kann, und zwar zwischen einer oberen nichtklemmenden Lage und einer unteren Klemmposition, in welcher die halbkreisförmigen Gesenkteile 64, wie in Fig. 2 dargestellt, in der Weise zusammenwirken, daß sie den Achsrohling 14 einklemmen. Auf der rechten Seite ihres Greifteils 64 weisen die unteren und oberen Greifgesenke 58b und 60b, wie aus Fig. 2 hervorgeht, halbkreisförmige Führungsflächen 66b auf, die eine langgestreckte Führungsöffnung mit rundem Querschnitt zur gleitenden Aufnahme und Führung des metallischen Stempelkörpers 26b bilden, wenn der Stempel 18b mit Hilfe des Stößels 22 nach links bewegt wird.

Während des Schmiedeprozesses wird ein Achsrohling 14 auf eine Schmiedetemperatur von etwa 1150⁰C oder eine entsprechende Temperatur gebracht. Nachdem der Rohling in der Arbeitsstation 12a in der im nachstehenden beschriebenen Weise schmiedend be-

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arbeitet worden ist, wird der Achsrohling in seine neue Position gebracht und zwischen den in den Figuren 2 und 3 dargestellten Greifern 20b eingeklemmt. In dieser Position kann der Rohling mit dem Hohlstempel 18b weitergeschmiedet werden. Der Stößel wird dann in der Weise betätigt, daß er sich von rechts nach
links in die gezeigte Position bewegt. Während dieser Bewegung nach links wird das äußere Ende des Stempelkörpers 26b zunächst von der Führungsöffnung aufgenommen, die durch die Führungsflächen 66b der oberen und unteren Aufnahmegesenke 58b und 60b gebildet wird. Das mit der größeren Öffnung versehene Ende 34b des Stempelkörpers 26b nimmt das Ende des Achsrohlings 14
gleitend auf, wenn die nach links gerichtete Stempelbewegung
mit der entsprechenden Geschwindigkeit, wie sie beim Schmieden angewendet wird, vorangeht, wobei das Ende des Achsrohlings dann zunächst den gleichen Durchmesser aufweist wie der Rest des
Rohlings, wie in der Arbeitsstation 12a in Fig. 1 dargestellt. Wenn sich der Stempel 18b weiter nach links bewegt, trifft die Arbeitsfläche 30b auf den Achsrohling 14 auf und beginnt damit, ihn um die äußere Fläche 54b des Dorns 38b in die in Figo 2 dargestellte Gestalt zu bringen. Die Länge des St©mpelkörpers 26b ist ausreichend groß, so daß sich d©r Stempi.körper über das
rotglühend erwärmte Teil des Achsrohlings hinaus bis zu össsen nichterwärmten Teil erstreckt, bevor der Yerformungsvorgang eingeleitet wird. Ein Aufschlag mit dem Stempel 18b führt den Schmied©· Vorgang in der Arbeitsstation 12b aus und der Achsrohling ist

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dann fertig zur weiteren Bearbeitung in der nächsten Station.

Wenn der Schmiedevorgang in der oben beschriebenen Weise fortgesetzt wird, greift der hohle Stempelkörper 26b völlig um den Achsrohling 14 in kontinuierlicher Weise herum, so daß dessen geschmiedetes Ende keinen Grat aufweist, wie er beim Schmieden mit herkömmlichen geteilten Gesenken auftritt. Ferner kann aufgrund der festen Anordnung des Doms 38b innerhalb des Stempelkörpers 26b eine gute Konzentrizität der geformten inneren und äußeren Achsschenkelflächen eingehalten werden. Es ist bei diesem Verfahren auch gefunden worden, daß beim Schmieden des Materials eine geringere Gefahr der Bildung von inneren Hohlräumen entsteht, als es bei Anwendung herkömmlicher geteilter Schmiedegesenke der Fall war. Auch kann irgendwelcher Zunder, der sich auf dem Achsrohling gebildet hat, leichter entfernt werden. In Hinsicht auf den Zunder, der sich beim Schmieden bildet, muß beachtet werden, daß der Metallkörper 26b des Stempels 18b einen Schmiermitteldurchgang 68 aufweist, der durch zwei senkrecht zueinander stehende Bohrungen 70 gebildet ist, so daß ein Schmiermittel in den Stempel zwischen dessen Arbeitsfläche 30b und den Dorn 38b vor Einleitung des Schmiedevorgangs eingebracht werden kann.

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Als Schmiermittel kann Öl verwendet werden, welches zerstäubt ist und mit Luft eingeblasen werden kann, so daß die Luft jeglichen Zunder entfernt, welcher auf der Arbeitsfläche oder des Doms vorhanden ist, während das Öl haften bleibt und während des nachfolgenden Schmiedevorgangs für eine Schmierung sorgt. Es ist auch möglich, den Dorn mit flüssigem Schmieröl zu übergießen, so daß sowohl ein Kühl- als auch ein Schmiereffekt erzielt wird. Eine Schmierung in jeglicher Art ist besonders hilfreich in der Arbeitsstation 12b, da in dieser Station eine beträchtliche, nach innengerichtete Materialbewegung stattfindet, wenn der Achsrohling 14 in dieser Station geschmiedet wird. In dieser Hinsicht ist auch zu bemerken, daß das geschlossene Ende 36b der in dem Stempelkörper vorgesehenen Arbeitsöffnung 32b in axialer Richtung von dem Ende des Achsrohlings 14 entfernt ist, wenn dieser ganz in den Stempel eingedrungen ist, so daß das Material in axialer Richtung ungehindert fließen kann und sich dadurch Ungleichmäßigkeiten in der Wanddicke des Rohlings einstellen können. Auch die anderen Stempel weisen ähnliche SchmiermittelZuführungen auf, obgleich diese in der Zeichnung nicht dargestellt sind.

Nach den Figuren 5 bis 8 wird der Achsrohling 14 zu einem Halbfertigteil geschmiedet, wie in Fig. 7 dargestellt, und zwar durch den hohlen Stempel 18d der Arbeitsstation 12d und der dazugehörigen Aufnahme- bzw. Greifeinrichtung 2Od. Außer der

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Gestalt der Arbeitsfläche 3Od des Stempelkörpers und einiger
anderer Änderungen, ist die Konstruktion des Hohlstempels 18d die gleiche wie die des im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 beschriebenen Stempels 18b, so daß die dazugehörige Beschreibung auch auf die Ausbildung der Arbeitsstation 12d zutrifft und somit nicht wiederholt zu werden bracht. Die Arbeitsöffnung 32d,die durch die Arbeitsfläche 3Od gebildet ist, weist eine Gestalt auf, die der des endgültig geformten Achsschenkels 16 entspricht. Dieser Achsschenkel ist nach seinem Schmieden
in der Arbeitsstation 12d in einem noch nicht ganz fertigen
Zustand, in welchem er noch einer geringen spanabhebenden Bearbeitung oder einer sonstigen Nachbearbeitung unterzogen werden kann. Aufgrund der Hohlstempel-Konstruktion mit dem inneren
Dorn, um welchen der Achsschenkel mit Hilfe der dazugehörigen Arbeitsfläche herumgeformt werden kann, ist es möglich,
Toleranzen einzuhalten, die die bei der Nachbearbeitung abzutragende Materialmenge erheblich reduzieren. Ferner kann, wie bereits beschrieben, die Konzentrizität der inneren und äußeren Achsschenkelflächen genau eingehalten werden, ein Grat wie er bei herkömmlichen geteilten Gesenken auftritt, kann vermieden werden, die Gefahr der Bildung innerer Hohlräume während des
Schmiedens ist reduziert und jeglicher Zunder, der sich auf
dem Achsschenkel bildet, kann leicht entfernt werden.

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Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, weist der Dorn 38d eine Gestalt auf, die sich etwas von der des in Fig. 2 dargestellten Dorns 38b unterscheidet. Dieser Dorn 38b ist durch die in dem geschlossenen Ende 36d der Arbeitsöffnung vorgesehene runde Stempelkörperöffnung 52d von links nach rechts eingesetzt, und zwar im Gegensatz zu der entgegengesetzten Einsatzrichtung des Dorns 38b, die in Fig. 2 veranschaulicht ist. Das Endteil 4Od des Dorns 38d ist in eine Mutter 72 eingeschraubt, die in axialer Richtung einerseits an dem Endteil 44d des Stempelkörpers und andererseits an der Wand 5Od des Einsatzes anliegt. An seinem linksseitigen spitz zulaufenden Ende 56d weist der Dorn 38d einen quadratischen Teil 74d auf, der beim Anziehen der Mutter 72 mit einem Schraubenschlüssel festgehalten werden kann. Beim Festziehen der Mutter 72 wird ein mit einem erweiterten Durchmesser versehener Zwischenabschnitt 76d des Dorns in Anlage an den Stempelkörper gezogen, und zwar gegen das linksseitige Ende der Bohrung 52d, so daß der Dorn in seiner Lage festgelegt wird« Das Befestigen des mit Gev/inde versehenen Endteils 44d des Stempelkörpers innerhalb des Gewindeeinsatzes 46d wird ebenfalls dadurch erreicht, daß ein Schraubenschlüssel an dem quadratischen Endteil 74d des Dorns angesetzt wird. Ein kreisringförmigar Teil 78d der Arbeitsfläche des Dornteils 76d ist in axialer Richtung orientiert und dient als Anlagefläche für das Sad® des Achsrofolings 14 während des Schmiedens des Achsschenkels 16₉ so daß ©in® genau©

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Ausbildung des Achsschenkelendes sichergestellt ist.

Wie insbesondere in Fig. 5 zu erkennen ist, weist der Dorn 38d zwischen seinen Enden einen mit Untermaß versehenen Abschnitt 86d auf, der das Zurückziehen des Stempels 18d nach dem Schmieden des warem Rohlings erleichtert. Diese Konstruktion ist insbesondere in solchen Arbeitsstationen hilfreich, in denen eine nach außen gerichtete Materialbewegung stattfindet, wie beispielsweise in den Arbeitsstationen 12c und 12d.

Nach Fig. 1 beginnt das Schmieden des Achsschenkels in der Arbeitsstation 12a, wo der erwärmte rohrförmige Achsrohling in der Aufnahmeeinrichtung 20a festgeklemmt wird. Die Arbeitsfläche 30a des Hohlstempels 18a weist in dieser Station einen gleichmäßigen Durchmesser auf, und der Dorn 38a stößt seinen axial orientierten ringförmigen Arbeitsflächenteil 78a in Richtung auf sein Ende zu und schmiedet dabei einen verdickten Wandbereich 80a der sich nach innen um einen stumpfen Endabschnitt 82 des verjüngten Dornendteils 56a erstreckt. Die Dornoberfläche 54a kann zur linken leicht nach innen abgeschrägt sein, und zwar in Abhängigkeit von der besonderen Ausbildung des herzustellenden Achsschenkels. Wie bereits oben beschrieben, formt der hohle Stempel 18b in der Arbeitsstation 12b den rechts von dem verdickten Wandbereich 80b gelegenen Endteil des Rohlings nach innen um den Dorn 38b, so daß der Rohling in diesem

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Bereich einen reduzierten Durchmesser erhält, der nach links außen geneigt ist. In der Arbeitestation 12c trifft dann der axial orientierte itingförmige Arbeitsflächenteil 78c auf das Ende des Rohlings, so daß die Arbeitsfläche 30c einen ringförmigen Wulst 84 schmieden kann, der außerhalb der Materialbewegung beginnt und zur Bildung der endgültig zu schmiedenden Achsschenkelform erforderlich ist. In der letzten Arbeitsstation 12d wird der vorgeformte Achsschenkel in der oben beschriebenen Weise weitergeschmiedet, um den Schmiedeprozeß zu Ende zu führen.

Zusammenfassend ergeben sich bei der Durchführung dieser Methode viele Vorteile, nämlich engere Herstellungstoleranzen, so daß der Nacharbeitungsaufwand reduziert wird, kein Grat, wie er bei in geteilten Gesenken geschmiedeten Achsschenkeln auftritt, Konzentrizität der geformten inneren und äußeren Achsschenkelflächen, Verringerung der Gefahr der Entstehung innerer Einschlüsse in dem Achsschenkelmaterial und leichtes Entfernen von Zunder, das durch Erwärmung des Achsrohlings beim Schmieden entsteht.

Selbstverständlich kann die Relativbewegung zwischen den Achsrohlingen 14 und den Stempeln 18a, 18b, 18c und 18d auch dadurch erzielt werden, daß die Achsrohlinge auf einem beweglichen

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Stößel befestigt werden, während die Stempel stationär gehalten werden. Das Verschieben der Stempel und das Festhalten der Achsrohlinge, wie es anhand der Figuren beschrieben ist, wird jedoch beim Schmieden von Achsschenkeln bevorzugt. In entsprechender Weise können auch andere Vorrichtungsteile abgewandelt werden, obgleich allerdings die dargestellte Ausführungsform zu Erzielung der beschriebenen Vorteile am geeignetsten erscheint.

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Claims

DipUng.W.PaMU Pa te η fa η-.να ho 23. Februar 1978 Frankanbrster Straße 137 5060 ßergisdi Giadbach 3 L/K Lear Siegler, Inc. Detroit, Michigan/USA Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Herstellung eines Achsschenkels am Ende eines

hohlen Achsrohlings, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsrohling fest gehaltert wird, daß nahe dem Ende des Achsrohlings ein hohler Stempel mit einer inneren Arbeitsfläche und ein zentraler Dorn, der innerhalb der Arbeitsfläche angeordnet ist, in Stellung gebracht wird und daß der Stempel relativ zu dem Achsrohling derart bewegt wird, daß der Dorn in das Ende des Achsrohlings eingreift, während die Arbeitsfläche des Stempels den Achsrohling um den Dorn herumformt, um einen Achsschenkel zu bilden.

2. Verfahren zum Schmieden eines Achsschenkels am Ende eines hohlen Achsrohlings, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsrohling fest eingespannt wird, daß nahe dem zu verformenden Ende des Achsrohlings ein hohler Stempel von kreisringförmiger Gestalt mit einer runden inneren Arbeitsfläche und ein langgestreckter runder

ORIG/WÄL INSPECTED

Dorn, der zentral innerhalb der Arbeitsfläche angeordnet ist, zu dem Achsrohling ausgerichtet werden und daß der Stempel relativ zu dem Achsrohling derart bewegt wird, daß der Dorn in das Ende des Achsrohlings eingreift, während die Arbeitsfläche des Stempels den Rohling um den Dorn herumschmiedet bzw. warmverformt, um einen runden Achsschenkel zu erzeugen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stempel zwischen den Dorn und die Arbeitsfläche des Stempels ein Schmiermittel eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur dasjenige Ende des hohlen Achsrohlings erwärmt wird, an welchem der Achsschenkel geschmiedet werden soll, daß der Achsrohling zwischen zwei Aufnahmegesenken eingespannt wird, die um das Ende des Achsrohlings einen Öffnungsraum bilden, und daß der Stempel gleitend innerhalb des Öffnungsraums geführt ist, der um das Ende des Achsrohlings herum durch die Aufnahmegesenke gebildet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche des Stempels einen nicht-, erwärmten Teil des Achsrohlings aufnimmt, bevor das erwärmte Ende des Rohlings verformt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e kennz eichnet, daß ein Dorn verwendet wird, der einen mit Untermaß versehenen Bereich aufweist, durch den das anschließende Herausziehen des Stempels aus dem warmen Achsrohling erleichtert wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens einen hohlen Stempel (18a bis d) aus einem metallischen Körper mit einer Arbeitsfläche (30a bis d) ,die eine ArbeitsÖffnung mit einem ersten offenen Ende zur Aufnahme eines hohlen zu verformenden Achsrohlings und ein zweites verschlossenes Ende aufweist, und einen Dorn (38a bis d) der innerhalb der Arbeitsöffnung des Stempelkörpers angeordnet ist₉ von dem verschlossenen Ende des Stempelkörpers zu dem offenen Ende hin vorsteht und in einem Abstand von der die Öffnung bildenden Arbeitsfläche derart angeordnet ist, daß der Achsrohling durch die Arbeitsfläche um den Stempel herumgeformt wird, wobei

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während einer Relativbewegung zwischen dem Stempel und dem Achsrohling entlang der Richtung, in welche der Dorn weist, ein Achsschenkel entsteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper des hohlen Stempels (18a bis d) eine langgestreckte Gestalt und einen" kreisringförmigen Querschnitt aufweist, daß die Arbeitsfläche an der Innenwand des Stempels ausgebildet ist und daß der Dorn (38a bis d) zentrisch innerhalb der Arbeitsöffnung des Stempelkörpers befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen Arbeitsflächenteil mit einer kreisringförmigen Gestalt umfaßt, der am verschlossenen Ende der Arbeitsöffnung angeordnet ist und zu der Richtung, in welche der Dorn weist, axial orientiert ist, so daß er den Achsrohling während des Verformungsprozesses aufnimmt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das verschlossene Ende der Arbeiteöffnung einen kleineren Durchmesser aufweist, als dessen offenes Ende.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Schmieden eines Achsschenkels an einem hohlen Achsrohling, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein hohler Stempel (18a bis d) vorgesehen ist, der aus einem langgestreckten metallischen Körper von kreisringförmiger Gestalt mit einer inneren Arbeitsfläche besteht, die eine runde Aufnahmeöffnung bildet mit einem ersten offenen Ende zur Aufnahme des zu schmiedenden hohlen Achsrohlings und mit einem zweiten verschlossenen Ende, daß ein langgestreckter Dorn (38a bis d) innerhalb der Arbeitsöffnung des Stempelkörpers angeordnet ist, daß der Dorn ein erstes spitz zulaufendes Ende und ein zweites Ende aufweist, das nahe dem verschlossenen Ende der Arbeitsöffnung derart mit dem Stempelkörper verbunden ist, daß der Dorn zentrisch durch die runde Arbeitsöffnung in einem Abstand von der Arbeitsfläche in Richtung zum offenen Ende der Arbeitsöffnung verläuft, und daß der Dorn zwischen seinen Enden eine runde äußere Oberfläche aufweist, wobei der Achsrohling von der Arbeitsfläche um den Dorn herum zu einem runden Achsschenkel geschmiedet wird, während der Stempel relativ zu dem Achsrohling eine Relativbewegung in derjenigen Richtung, in welche sich der Dorn erstreckt, ausführt.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, d a durch gekennzeichnet, daß Durchgangsbohrungen (68, 70) zur Einleitung eines Schmiermittels in die Arbeitsöffnung vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13» gekennzeichnet durch zwei jedem Stempel zugeordnete Aufnahmegesenke (58, 60) mit Greifteilen zur Halterung des Achsrohlings während des Schmiedevorgangs.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltegesenke (58, 6θΧ eine langgestreckte Öffnung mit einem runden Querschnitt zur gleitenden Aufnahme und Führung des Stempelkörpers während seiner den Achsschenkel schmiedenden Bewegung bilden.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempelkörper eine derartige ausreichende Länge zwischen seinen Enden aufweist, daß sein offenes Ende einen nichterwärmten Teil eines Achsrohlings aufnimmt, bevor die Arbeitsfläche des Stempelkörpers den erwämten Rohlingteil verformt.

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16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn
(38c, 38d) einen mit einem geringeren Durchmesser versehenen Abschnitt (86c, 86d) aufweist, der das Herausziehen des Stempels aus dem geschmiedeten Achsrohling
erleichtert.