DE2823799C3

DE2823799C3 - Process for forging crank throws

Info

Publication number: DE2823799C3
Application number: DE2823799A
Authority: DE
Inventors: Tadeusz Prof. Dr. Poznan Rut
Original assignee: Instytut Obrobki Plastycznej
Current assignee: Instytut Obrobki Plastycznej
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-05-31
Publication date: 1981-04-16
Also published as: JPS5754219B2; JPS5699036A; DE2823799A1; PL204016A1; DE2823799B2; HU187457B; PL112203B1

Description

1515th

2020th

3030th

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 Kürbeikröpfungen, welches auf beiderseitigem Stauchen eines Stababschnittes bei gleichzeitigem Biegen des Mittelteils dieses Abschnittes beruht. Bei Anwendung dieses bekannten Verfahrens ist es nicht möglich, Kurbelkröpfungen herzustellen, die umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangen seitlich von den Kurbelwellcnzapfen aufweisen. Solche Vorsprünge werden bis jetzt am Rohstab durch Drehen jener Stellen ^M 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 is known for shaping pumpkin cuttings which is based on the upsetting of a rod section on both sides while simultaneously bending the central part of this section. When using this known method, it is not possible to produce crank throws which have extensive projections on the crank webs to the side of the crankshaft journals. Such projections have so far been produced on the raw rod by turning those points ^M which are to form the shaft journals and the crank journals in the finished crank. Such turning is costly and causes material loss. Metal fibers are cut through at the turned points, which has an adverse effect on the strength of the forging.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Schmieden der Kurbelkröpfungen zu ermöglichen, bei welchem seitlich der Kurbelwellenzapfen umfangreiche Vorsprünge an den Kurbelwangen entstehen.The object of the invention is to forge the crank throws enable the side of the crankshaft journal extensive protrusions on the crank webs develop.

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.According to the invention, the forged rod section is upset in a first manufacturing phase and at the same time enforced its middle part transversely to the upsetting movement, after which in a second Manufacturing phase of the rod section further compressed and at the same time its middle part in the opposite direction to enforce Direction is bent.

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 Stab beiderseitig angestaucht und gleichzeitig sein Mittelteil in zum endgültigen Biegen der Kurbel entgegengesetzter Richtung durchgesetzt wird.The working stage of the two-sided upsetting of a rod known from previous processes with simultaneous bending of its central part forming the crank is one in the method according to the invention upstream additional work stage, in which the rod is upset on both sides and at the same time 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

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55 Richtung über den Umriß der Wellenzapfen erstrecken. 55 direction extend over the outline of the shaft journal.

Es kann vorteilhaft sein, die in der ersten Fertigungsphase stattfindende Durchsetzung mit einem Durchdrücken des für den Kurbelzapien bestimmten Stababschnittes zu verbinden. Während dieses Durchdrückens 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 Biegewerkzeuges 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 advantageous to enforce the first manufacturing phase with a push-through of the rod section intended for the crank zapien. During this push through the material intended for the crank pin is inserted into a fork-shaped caliber in the bending tool. During and after the introduction into the caliber, the material is moved in the longitudinal direction of the bending tool pressed. Pressing it through reduces the crank pin cross-section in the horizontal direction, the pressing tapers this cross-section in the vertical direction. That Pushing through and pressing thus enables the design of a crank pin with a smaller cross section than the shaft journal. The continuity of the metal fibers is retained in the forging.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in verschiedenen bekannten Vorrichtungen nach einer gewissen Anpassung der Werkzeuge und Ausrüstung durchgeführt werden.The inventive method can in various known devices after a certain Adjustment of tools and equipment can be done.

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

F i g. 1 die Vorrichtung im offenen Zustand, ohne Weikzeugeinlagen, in der Seitenansicht teilweise geschnitten,F i g. 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^: g. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A von F i g. 1,Q ^: g. 3 shows a section along the line AA from FIG. 1,

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

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D-Dvon Fig. 1,Fig. 5 is a section along the line D-D of Fig. 1;

F i g. 6 bis 9 im Schnitt Werkzeugeinsätze für die Vorrichtung von F i g. 1 und 2 und das geschmiedete Material in vier aufeinanderfolgenden Formungsphasen, F i g. 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-C und H-Hvon F i g. 6 bis 9,10 to 13 the tool inserts and the forged material in section along the lines EE, FF, GC and HH of 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 1, 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 Vorsprünge ib. An den unteren Vorsprüngen Io 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 Fig. 5 sichtbar ist. Die untere Lagerfläche des Gelenkhebels 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 (Fi 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 1 as a base, the outline of which is similar to an elongated letter H. 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 ib on the lower surface. Two transverse bars 3 are held on the lower projections Io. A bearing roller 4 is seated on each of these bars 3. An articulated lever 5, which is fork-shaped or U-shaped, is articulated on each bearing roller 4, as can be seen from FIG. 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 Anlenkpunkt jedes Matrizenhalters 7 am Gelenkhebel 5 befindet sich unterhalb der Matrizenteilungsebene. Der Matrizenhalter ist am Gelenkhebel 5 mittels Bolzen 8 (Fi 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 \a vorgesehen. Zwischen den Lagerwalzen 9 und 10 ist je ein Gelenkhebel 11 angeordnet In der ιυ Vorrichtung ist also jeder untere Matrizenhalter an zwei Gelenkhebeln 11 und einem gabelförmigen Gelenkhebel 5 angelenkt und bildet mit ihnen und den Balken eine Parallelogrammführung.bels 5 the lower die holder 7 is articulated. The point of articulation of each die holder 7 on the articulated lever 5 is below the plane of the die division. The die holder is secured to the pivot lever 5 by means of bolts 8 (Fi g.5) For each lower die holder 7 is above the Matrizenteilungsebene both sides each one bearing roller 9 secured analogs bearing rollers 10 are provided on the upper surface of the beam 1 and the upper protrusion \ a. A joint lever 11 is arranged between the bearing rollers 9 and 10. In the device, each lower die holder is therefore linked to two joint levers 11 and a fork-shaped joint lever 5 and forms a parallelogram guide with them and the bar.

An den Balkcnenden sind hydraulische Zylinder 13 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 beam and are connected to the die holders 7 by means of traction ropes are connected. These traction 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 Vorsprünge 18a auf, weiche 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, welche in Fig.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 befestigt.The upper assembly of the device consists of two upper beams 16, which are secured with spacer screws are connected to each other. The bars 16 are equipped with two inclined guide pieces 16a which two upper die holders 18 are slidably attached by means of strips 17. These die holders are in their starting position at stops 19. The die holder have projections 18a, soft as Drivers are used and during the working stroke with the projections 7a of the lower die holder 7 be coupled. 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. In the The tool inserts 20 are placed in the lower die holder 7, the tool inserts in the upper die holder 18 21 installed The bending tool 23 is attached to the holder 22 arranged on the plate 2 Holder 24, which is arranged on the beam 16, the anvil 25 together with the removable one Forged saddle 26 attached.

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 erfindungsgemäBe Verfahren folgendermaßen durchgeführt. Im offenen Zustand legt man das zu schmiedende Material 27 in Form eines Stabes auf die unteren Werkzeugeinsätze 20 und setzt 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 11 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 also eine Verjüngung des betreffenden Abschnittes in horizontaler Richtung. Während des Abfülleiis 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 Biege werkzeuges Ans tauchungen 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 Presse 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 Kurbelwrngen 33 umfangreiche Vorsprünge 33a, welche über die Wellenzapfen in zur Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.In the device, the inventive Procedure carried out as follows. In the open state, the material to be forged 27 is placed in Form a rod on the lower tool inserts 20 and starts the press. 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 11 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 causes. The middle section of the infiltrated material is turned into 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 penetration thus causes a tapering 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 pressed further from above during the working stroke. The material partially flows out of the caliber and, together with the further compressed material, forms on both sides of the Bending tool indentations 27a. This creates a raw part of the crank offset. The working stroke is now interrupted and the forging saddle 26 is removed after lifting the press ram a little the press started again. During the further working stroke, the raw part is transferred to the Enforcement in the opposite direction bent by the bending tool and further compressed on both sides. The forging process ends when the lower die holders 7 are in contact with the beam 1. Through the Upsetting 27a arise on the crankshafts 33 extensive projections 33a, which over the The shaft journals protrude in the opposite direction to the crank.

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.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Process for forging crank cranks: in which a bar section on both sides upset and its middle part is bent perpendicular to the upset direction, 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 during the enforcement of the Middle part of the forged rod is pressed into a fork-shaped caliber, the width of which is smaller than the diameter of the starting rod.

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

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