DE2823799B2

DE2823799B2 - Process for forging crank throws

Info

Publication number: DE2823799B2
Application number: DE2823799A
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Prof. Dr. Posen Rut (Polen)
Original assignee: Instytut Obrobki Plastycznej
Current assignee: Instytut Obrobki Plastycznej
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2823799A1; PL112203B1; JPS5754219B2; HU187457B; JPS5699036A; DE2823799C3; PL204016A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for forging crank throws according to the preamble of Claim 1.

Bekannt ist ein Verfahren zum Formen von Kurbelkröpfungen, welches auf beiderseitigem Stauchen eines Stababschnittes bei gleichzeitigem Biegen des Mittelteils dieses Abschnittes beruht. Bei A η wendung dieses bekannten Verfahrens ist es nicht möglich, Kurbelkröpfungen herzustellen, die umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangjn seitlich von den Kurbelwellenzapfen aufweisen. Selche Vorsprünge werden bis jetzt am Rohstab durch drehen jener Stellen hergestellt, die in der fertigen Kurbel die Wellenzapfen und die Kurbelzapfen bilden sollen. So ein Drehen ist kostspielig und bewirkt Materialverlust. An den gedrehten Stellen sind Metallfasern durchgeschnitten, was die Festigkeit des Schmiedestückes ungünstig beeinflußt.A method for forming crank throws is known, which is based on upsetting on both sides a rod section with simultaneous bending of the middle part of this section is based. At A η application this known method it is not possible to produce crank throws, the extensive projections on the crank arms on the side of the Have crankshaft journals. Same ledges are made up to now on the raw bar by turning those places that are the shaft journals in the finished crank and should form the crank pins. Such turning is costly and causes material loss. To the At the turned points, metal fibers are cut through, which has a negative effect on the strength of the forging influenced.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Schmieden der Kurbelkröpfungen zu ermöglichen, bei welchem seitlich der Kurbelwellenzapfen umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangen ⁴* entstehen.The object on which the invention is based is to enable the crank throws to be forged, in which the side of the crankshaft journal ^{produces extensive projections on the crank webs 4} *.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Maßnahmen gelöst.This object is achieved according to the invention by the measures listed in claim 1.

Erfindungsgemäß wird somit in einer ersten Fertigungsphase der geschmiedete Stababschnitt angestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil quer zur Stauchbewegung durchgesetzt, wonach in einer zweiten Fertigungsphase der Stababschnitt weiter gestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil in zum Durchsetzen entgegengesetzter Richtung gebogen wird. ^ss According to the invention, the forged rod section is upset in a first manufacturing phase and at the same time its middle part is enforced transversely to the upsetting movement, after which the rod section is further compressed in a second manufacturing phase and at the same time its center part is bent in the opposite direction to enforcement. ^ss

Der aus den bisherigen Verfahren bekannten Arbeitsstufe des beiderseitigen Stauchens eines Stabes mit gleichzeitigem Biegen seines die Kurbel bildenden Mittelteiles ist im erfindungsgemäßen Verfahren eine zusätzliche Arbeitsstufe vorgeschaltet, in welcher der ^M Stab beiderseitig angestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil in zum endgültigen Biegen der Kurbel entgegengesetzter Richtung durchgesetzt wird.The work step known from previous methods of upsetting a rod on both sides with simultaneous bending of its middle part forming the crank is preceded in the method according to the invention by an additional work step in which the ^M rod is upset on both sides and at the same time its middle part is enforced in the opposite direction to the final bending of the crank .

Durch die Anstauchung des Stabes mit gleichzeitiger Durchsetzung seines Mittelteiles wird in der weiteren Stufe des Schmiedens eine Anfertigung praktisch beliebig langer Vorsprünge ermöglicht, welche sich an den Kurbelwangen in zur Kurbel entgegengesetzterBy upsetting the rod with simultaneous enforcement of its middle part is in the further Forging stage enables the production of projections of practically any length, which are attached to the crank webs in opposite to the crank

Extend towards the top of the outline of the shaft journal.

Es kann vorteilhaft sein, die in der ersten Fertigungsphase stattfindende Durchsetzung mit einem Durchdrücken des für den Kurbelzapfen bestimmten Stababschnittes zu verbinden. Während dieses Durebdrückens wird das für den Kurbelzapfen bestimmte Material in ein gabelförmiges Kaliber im Biegewerkzeug eingeführt Während und nach dem Einführen in das Kaliber wird das Material in Längsrichtung des Biegrwerkzeuges gepreßt Das Durchdrücken verringert den Kurbelzapfenquerschnitt in horizontaler Richtung, das Pressen verjüngt diesen Querschnitt in vertikaler Richtung. Das Durchdrücken und Pressen ermöglicht also die Gestaltung eines Kurbelzapfens, dessen Querschnitt kleiner ist als der Wellenzapfen. Im Schmiedestück bleibt dabei die Kontinuität der Metallfasern erhalten.It can be beneficial in the initial manufacturing phase taking place enforcement with a pushing through of the rod section intended for the crank pin connect to. During this pressing, the material intended for the crank pin is in a fork-shaped caliber inserted in the bending tool During and after the insertion into the caliber the material is in the longitudinal direction of the bending tool pressed Pressing through reduces the crank pin cross-section in the horizontal direction, pressing tapers this cross-section in the vertical direction. The pressing through and pressing thus enables the design a crank pin, the cross section of which is smaller than the shaft pin. The forged piece remains the Maintain continuity of metal fibers.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen bekannten Vorrichtungen nach einer gewissen Anpassung der Werkzeuge und Ausrüstung durchgeführt werden.The inventive method can be in various known devices performed after some adaptation of the tools and equipment will.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer, in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung näher erläutert Es zeigtThe method according to the invention is described below with the aid of a device shown in the drawing explained in more detail It shows

Fig. 1 die Vorrichtung im offenen Zustand, ohne Werkzeugeinlagen, in der Seitenansicht teilweise geschnitten,1 shows the device in the open state, without tool inserts, partially in a side view cut,

F i g. 2 die Vorrichtung im geschlossenen Zustand am Ende des Arbeitshubes,F i g. 2 the device in the closed state at the end of the working stroke,

F i g. 3 shows a section along the line AA from FIG. 1,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie B-B von F i g. 2 (linke Seite) und «inen Schnitt längs der Linie C-C von Fig. 1 (rechte Seite),F i g. 4 shows a section along the line BB from FIG. 2 (left side) and a section along the line CC of Fig. 1 (right side),

F i g. 5 shows a section along line DD from FIG. 1,

Fig.6 bis 9 im Schnitt Werkzeugeinsätze für die Vorrichtung von F i g. 1 und 2 und das geschmiedete Material in vier aufeinanderfolgenden Formungsphasen, 6 to 9 in section tool inserts for the device from FIG. 1 and 2 and the forged Material in four successive molding phases,

Fig. 10 bis 13 die Werkzeugeinsätze und das geschmiedete Material im Schnitt jeweils längs der Linien E-E,F-F, G-G und H-Hvon F ι g. 6 bis 9,10 to 13 the tool inserts and the forged material in section along the lines EE, FF, GG and HH in FIG. 6 to 9,

Fig. 14 im Schnitt die Werkzeugeinsätze und die geschmiedete Kurbelkröpfung nach dem Abheben von den Matrizen mittels der Abziehvorrichtung und14 shows, in section, the tool inserts and the forged crank offset after lifting off the dies by means of the puller and

Fig. 15 Werkzeugeinsätze und die Kurbelkröpfung im Schnitt längs der Linie /-/von F i g. 14.Fig. 15 Tool inserts and the crank offset in section along the line / - / of FIG. 14th

Die in F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus zwei Baugruppen, nämlich einer unteren und einer oberen.The in F i g. 1 and 2 shown device consists of two assemblies, namely a lower and a upper.

Die untere Baugruppe hat als Untergestell zwei Balken f, deren Umriß einem langgestreckten Buchstaben H ähnlich ist. Diese Balken sind mit Distanzschrauben miteinander verbunden. Diese Balken 1 sind auf einer Platte 2 abgestützt. Jeder Balken 1 hat auf der oberen Fläche zwei Vorsprünge la und auf der unteren Fläche zwei weitere Vorspränge \b. An den unteren Vorsprüngen 16 sind zwei Querbalken 3 gehalten. An jedem dieser Balken 3 sitzt eine Lagerwalze 4. An jeder Lagerwalze 4 ist ein Gelenkhebel 5 angelenkt, der gabelförmig bzw. U-förmig gestaltet ist, was aus F i g. 5 sichtbar ist Die untere Lagerfläche des Gnlenkhebels 5 ist konkav-zylindrisch, dagegen sind die oberen Lagerflächen des Gelenkhebels 5 konvex-walzenförmig. Jeder Gelenkhebel ist mit zwei Verbindungsgliedern 6 mit den Lagerwalzen verbunden und gesichert (F i g. 3). Die Verbindungsglieder haben die Gestalt von Überlaschungen, deren Vorsprünge in entsprechende Ausnehmungen in den Lagerwalzen und den Gelenkhebeln eingreifen. An den oberen Armen 5a jedes Gelenkhe-The lower assembly has two bars f, the outline of which is similar to an elongated letter H, as a base. These beams are connected to one another with spacer screws. These bars 1 are supported on a plate 2. Each bar 1 has two projections la on the upper surface and two further projections \ b on the lower surface. Two transverse bars 3 are held on the lower projections 16. A bearing roller 4 is seated on each of these bars 3. An articulated lever 5 is articulated on each bearing roller 4 and is fork-shaped or U-shaped, as can be seen from FIG. 5 is visible. The lower bearing surface of the articulated lever 5 is concave-cylindrical, whereas the upper bearing surfaces of the articulated lever 5 are convex-cylindrical. Each articulated lever is connected to the bearing rollers by two connecting links 6 and secured (FIG. 3). The connecting links are in the form of overlaps, the projections of which engage in corresponding recesses in the bearing rollers and the articulated levers. On the upper arms 5a of each articulated

bels 5 ist der untere Matrizenhalter 7 angelenkt. Der AnlenkpunkV jedes Matrizenhalters 7 am Gelenkhebel 5 befindet sich unterhalb der Matrizenteihmgsebene, Der Matrizenhalter ist am Gelenkhebel 5 mittels Bolzen 8 (F i g, 5) gesichert Zu jedem unteren Matrizenhalter 7 ist oberhalb der Matrizenteilungsebene beiderseitig je eine Lagerwalze 9 befestigt Analoge Lagerwalzen 10 sind auf der oberen Fläche des Balkens 1 und am oberen Vorsprung la vorgesehen. Zwischen den Lagerwalzen 9 und 10 ist je ein Gelenkhebel 11 angeordnet In der ι ο Vorrichtung ist also jeder untere Matrizenhalter an zwei Gelenkhebeln 11 und einem gabelförmigen Gelenkhebel 5 angelenkt und bildet mit ihnen und den Balken eine ParaUelogrammfOhrung.bels 5 the lower die holder 7 is articulated. Of the The articulation point of each die holder 7 on the articulated lever 5 is located below the Matrizenteihmgs level, The The die holder is secured to the articulated lever 5 by means of bolts 8 (Fig. 5). To each lower die holder 7 A bearing roller 9 is fastened on each side above the die division plane. Analog bearing rollers 10 are provided on the upper surface of the beam 1 and on the upper projection la. Between the bearing rollers 9 and 10, a joint lever 11 is arranged in each case. In the ι ο device, each lower die holder is therefore on two Articulated levers 11 and a fork-shaped articulated lever 5 articulated and forms one with them and the beam ParaUelogram management.

An den Balkenenden sind hydraulische Zylinder 13 is befestigt, die mittels Zugseile mit den Matrizenhaltern 7 verbunden sind. Diese Zugseile werden durch Rollen 12 geführt. Die Zylinder 13 dienen zum Rückführen der Matrizenhalter in die Ausgangsstellung bis zum Anschlag 15.Hydraulic cylinders 13 are attached to the ends of the beams and are attached to the die holders 7 by means of pull ropes are connected. These pull ropes are guided by pulleys 12. The cylinders 13 are used to return the Die holder in the starting position up to the stop 15.

Die obere Baugruppe der Vorrichtung besteht aus zwei oberen Balken 16, die mit Distanzschrauben miteinander verbunden sind. Die Balken 16 sind mit zwei schrägen Führungsstücken 16a ausgerüstet, an welchen mittels Leisten 17 zwei obere Matrizenhalter 18 gleitend befestigt sind. Diese Matrizenhalter liegen in ihrer Ausgangsstellung an Anschlägen 19 an. Die Matrizenhalter weisen Vorspränge 18a auf, welche als Mitnehmer dienen und während des Arbeitshubes mit den Vorsprüngen 7a des unteren Matrizenhalters 7 gekoppelt werden. Auf diese Weise werden die Matrizenhalter 7 und 18 gekoppelt In die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2 werden die Werkzeugeinsätze eingebaut, weiche in F i g. 6 bis 13 dargestellt sind. In die unteren Matrizenhalter 7 werden die Werkzeugeinsätze 20, in die oberen Matrizenhalter 18 die Werkzeugeinsätze 21 eingebaut An dem an der Platte 2 angeordneten Halter 22 wird das Biegewerkzeug 23 befestigt An dem Halter 24, welcher an dem Balken 16 angeordnet ist ist der Amboß 25 zusammen mit dem abnehmbaren Schmiedesattel 26 befestigtThe upper assembly of the device consists of two upper beams 16 which are connected to one another with spacer screws. The beams 16 are equipped with two inclined guide pieces 16a, to which two upper die holders 18 are slidably attached by means of strips 17. In their initial position, these die holders rest against stops 19. The die holders have projections 18a which serve as drivers and are coupled to the projections 7a of the lower die holder 7 during the working stroke. In this way the die holders 7 and 18 are coupled into the device according to FIG. 1 and 2, the tool inserts are installed, which are shown in FIG. 6 to 13 are shown. The tool inserts 20 are installed in the lower die holder 7 and the tool inserts 21 in the upper die holder 18. The bending tool 23 is fastened to the holder 22 arranged on the plate 2 attached to the detachable forge saddle 26

Außer diesen Werkzeugen werden beim Schmieden von Kurbelwellen, die mehrere Kurbelkröpfungen aufweisen, noch weitere, in der Zeichnung nicht gezeigte Einsätze verwendet, welche die gegenseitige Winkelstellung der einzelnen Kurbelkröpfungen festlegen. In addition to these tools, forging crankshafts that have several crank throws have, still further, not shown in the drawing inserts used, which the mutual Determine the angular position of the individual crank throws.

In der Vorrichtung wird das erfindungsgemäße Verfahren folgendermaßen durchgeführt: Im offenen Zustand legt man das zu schmiedende Material 27 in Form eines Stabes auf die unteren Werkzeugeinsätze 20 und setz' die Presse in Gang. In der Zeichnung ist der Pressetisch mit 28 und der Pressestößel mit 29 bezeichnet Während des Arbeitshubes pressen die oberen Matrizenhalter 18 auf die unteren Matrizenhalter 7, Wegen der Lotabweichung der Gelenkhebel 5 und It in Richtung der vertikalen Symmetrieebene und wegen der beweglichen Anordnung der oberen Matrizenhalter 18, werden die linken und die rechten Matrizen in waagerechter Richtung gegeneinander bewegt Der zwischen den Stirnflächen der zwei Werkzeugeinsatzpaare 20,21 befindliche Stababschnitt wird gestaucht Wegen der schrägen Stellung der Führungsstücke 16a der oberen Matrizenhalter 18 nähert sich der Schmiedesattel während des Arbeitshubes der Achse des Materials 27, was eine Durchsetzung in Richtung des Biegewerkzeuges 23 bewirkt Der Mittelabschnitt des durchgesetzten Materials wird in ein gabelförmiges Kaliber im Biegewerkzeug 23 durchgedrückt Dieses Kaliber verjüngt sich nach unten, und seine Breite im unteren Teil ist kleiner als der Durchmesser des geschmiedeten Ausgangsmaterials. Diese Durchdrückung bewirkt alsc^ine Verjüngung des betreffenden Abschnittes in horizontaler Richtung. Während des Abfüllens des gabelförmigen Kalibers mit dem durchgedrückten Material und nach dieser Abfüllung wird das Material während des Arbeitshubes weiter von oben gepreßt Das Material fließt teilweise aus dem Kaliber heraus und bildet zusammen mit dem weiter gestauchten Material an beiden Seiten des Biegewerkzeuges Anstauchungen 27a. So entsteht ein Rohteil der Kurbelkröpfung. Nun wird der Arbeitshub unterbrochen und der Schmiedesattel 26 nach einem kleinen Anheben des Pressestößels entfernt Dann wird die Presss wieder in Gang gesetzt Während des weiteren Arbeitshubes wird der Rohteil in zum Durchsetzen entgegengesetzter Richtung durch das Biegewerkzeug gebogen und weiter beiderseitig gestaucht Der Schmiedevorgang endet wenn die unteren Matrizenhalter 7 an den Balken 1 anliegen. Durch die Anstauchungen 27a entstehen an den Kurbelwingen 33 umfangreiche Vorsprünge 33a, welche über die Wellenzapfen in zur Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.In the device according to the invention Procedure carried out as follows: In the open state, the material to be forged is placed in Form a rod on the lower tool inserts 20 and put the press in motion. In the drawing is the The press table is denoted by 28 and the press ram is denoted by 29. The press during the working stroke upper die holder 18 on the lower die holder 7, because of the deviation from the perpendicular of the articulated levers 5 and It is in the direction of the vertical plane of symmetry and because of the movable arrangement of the upper one Die holder 18, the left and right dies are against each other in the horizontal direction moves the rod section located between the end faces of the two pairs of tool inserts 20, 21 is compressed because of the inclined position of the guide pieces 16a of the upper die holder 18 the forging saddle approaches the axis of the material 27 during the working stroke, resulting in an enforcement in the direction of the bending tool 23 caused the middle portion of the penetrated material is in a fork-shaped caliber pressed through in the bending tool 23 This caliber tapers downwards, and its width in the lower part is smaller than the diameter of the forged starting material. This depression acts as a rejuvenation of the relevant section in the horizontal direction. During the filling of the fork-shaped caliber with the pressed material and after this filling the material is during the working stroke pressed further from above The material partially flows out of the caliber and forms together with the further upset material on both sides of the bending tool upsets 27a. This is how a Raw part of the crank offset. Now the working stroke is interrupted and the forging saddle 26 after a Removed a small lifting of the press ram Then the press is restarted Further working stroke, the raw part is pushed through the opposite direction to enforcement Bending tool bent and further compressed on both sides The forging process ends when the lower ones Die holder 7 rest against the beam 1. The upsets 27a arise on the crank arms 33 extensive projections 33a, which over the shaft journals in the opposite direction to the crank protrude.

Die fertige Kurbelkröpfung wird während der Rückbewegung des Pressestößels aus den Werkzeugeinsätzen gezogen. Dazu dient die Abziehvorrichtung, deren Arme 30 das Biegewerkzeug 23 beiderseitig umfassen. In diesen Armen befinden sich Ausnehmungen 31, welche zur Formung der Kurbelwangen 33 seitlich des Wellenzapfens dienen. Die Arme 30 der Abziehvorrichtung sind mittels Zugstangen mit dem Balken 16 verbunden.The finished crank offset is removed from the tool inserts during the return movement of the press ram drawn. This is done by the puller, the arms 30 of which have the bending tool 23 on both sides include. In these arms there are recesses 31 which are used to shape the crank webs 33 serve on the side of the shaft journal. The arms 30 of the puller are by means of tie rods with the Beam 16 connected.

For this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Process for forging crank necks, in which a rod section is compressed on both sides and its central part perpendicular to the direction of compression is bent, characterized in that that during the upsetting before the bending of the central part, this part in to bending the opposite direction is enforced.

2. The method according to claim 1, characterized in that that during the enforcement of the central part of the forged rod into a fork-shaped Caliber is pushed through, the width of which is smaller than the diameter of the starting rod.

3. The method according to claim 1, characterized in '5 shows that the material in the caliber is so long during and after pressing through is pressed until some of this material flows out of the caliber

20th