DE3001267A1 - Verfahren bei der herstellung eines kurbelarmes fuer eine geschweisste kurbelwelle und pressausruestung zur ausuebung des verfahrens - Google Patents

Verfahren bei der herstellung eines kurbelarmes fuer eine geschweisste kurbelwelle und pressausruestung zur ausuebung des verfahrens

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Description

30012G7
"Fall 500" - 5 -
BURMEISTER & WAIN A/S, 1449 Kopenhagen K, Dänemark
Verfahren bei der Herstellung eines Kurbelarmes für eine geschweisste Kurbelwelle und Pressausrüstung zur Ausübung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren bei der Herstellung eines Kurbelarmes für eine geschweisste Kurbelwelle, welches das Erhitzen eines Werkstückes mit zwei sich gegenüberliegenden, exakt oder im wesentlichen planen Seitenflächen auf Schmiedetemperatur und die Bildung einstückiger Zapfenteile für einen Kurbelzapfen bzw. einen Hauptlagerzapfen durch Extrusion von Material aus dem Werkstück in rechtwinklig zu den genannten Seitenflächen desselben verlaufender Richtung umfasst.
Aus der USA-Patentschrift Nr. 2.403.049 ist ein Verfahren dieser Art bekannt, nach dem das plane Werkstück durch Schmieden zwischen zwei Gesenken oder Matrizen zu einem Kurbelarm mit zwei wegragenden Zapfenteilen geformt wird, die an ihren Wurzeln direkt in die respektiven Seitenflächen des Armes übergehen.
Das der vorliegenden Erfindung gemässe Verfahren unterscheidet sich vom bekannten Verfahren dadurch, dass im Anschluss an die Extrusion jedes Zapfenteiles eine mit dem Zapfenteil konzentrische Vertiefung mit gleichmassig gekrümmtem Querschnitt in die betreffende Seitenfläche des Werkstückes eingepresst wird, welche Vertiefung sich über einen Winkel von wenigstens 60 zu jeder Seite der Mittellinie zwischen den beiden Zapfenteilen erstreckt und auf der Innenseite gleichmassig in den extrudierten Zapfenteil übergeht.
Nach dem angegebenen Verfahren wird eine starke lokale Kompression und das Schliessen von Poren in dem Be-
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reich des Werkstückes erreicht, das sich an die eingepresste Vertiefung anschliesst und später bei der zusammengeschweissten und fertig bearbeiteten Kurbelwelle die Ausrundung oder Hohlkehle zwischen dem Arm und dem angrenzenden Wellenzapfen bildet· Dadurch ergeben sich verbesserte Festigkeitswerte in diesem hoch beanspruchten Bereich der Kurbelwelle, wo die Spannungen typisch 4-5mal so hoch wie in der Mitte der Länge der zylindrischen Wellenzapfen sind. Beim Einpressen der Vertiefung fliesst das Material in den extrudierten Zapfenteil hinein, und bei der Bearbeitung eines geschmiedeten oder gewalzten Werkstückes mit in der Ebene des Werkstückes ausgerichtetem Faserverlauf erreicht man dadurch einen annähernd oberflächenparallelen Verlauf der Fasern in und zu beiden Seiten der Hohlkehle, und zwar auch nach der spanabhebenden Fertigbearbeitung der Kurbelwelle.
Um zu sichern, dass das beim Einpressen verdrängte Material im grosstmoglichen Ausmass radial nach innen zum Zapfenteil fliesst, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens beim Einpressen der Vertiefung das Werkstuck so festgehalten, dass es in seitlicher Richtung nicht expandieren kann.
Die oben angeführten Vorteile ergeben sich bereits bei einer begrenzten Extrusion, durch die nur relativ kurze wegragende Zapfenteile zum späteren Anschweissen separat hergestellter Kurbel- und Hauptlagerzapfen entstehen. Es ist jedoch auch möglich, Zapfenteile von einer derartigen Länge zu extrudieren, dass sich die Zapfenteile zweier aneinanderstossender Arme der kompletten Kurbelwelle, analog mit dem, was in der USA-Patentschrift Nr. 2.403.049 beschrieben ist, direkt miteinander verschweissen lassen. In diesem Fall ist es zweckmässig, dass die Vertiefung unter gleichzeitiger, hauptsächlich axialer Extrusion des zugehörigen Zapfenteiles eingepresst wird und dass im sich anschliessenden Arbeitsgang
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eine kombinierte axial-radiale Ausweitung des Zapfenteiles vorgenommen wird. Durch Aufteilung des Extrusionsverlaufes in zwei sukzessive Arbeitsgänge erreicht man mit äusserst guter Annäherung einen oberflachenparallelen Verlauf der Faserrichtung auf der gesamten Länge jedes Zapfenteiles und damit optimale Festigkeitseigenschaften der fertigen Kurbelwelle.
Die Erfindung betrifft auch eine Pressausrüstung zur Ausübung des Verfahrens und mit einem ersten und einem zweiten Presswerkzeug, welche Werkzeuge aufeinander zu- und voneinander wegbeweglich sind. Die Pressausrüstung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Presswerkzeug eine Auflagefläche mit einer kreisförmigen Aussparung aufweist, die dem Zapfenteil entspricht, der durch das Zueinanderbewegen der Werkzeuge extrudiert werden soll, dass die inwendige Oberfläche der kreisförmigen Aussparung im ersten Werkzeug wenigstens längs eines Teiles ihres Umkreises gleichmässig übergeht in einen aus der Auflagefläche in Richtung zum zweiten Werkzeug vorspringenden Patrizenteil, der mit der Aussparung koaxial ist und ein gleichmässig gekrümmtes, konvexes Axialprofil besitzt, das am äusseren Umkreis des Patrizenteiles gleichmässig in die Auflagefläche übergeht, und dass das zweite Presswerkzeug eine plane Pressfläche hat, die dem Patrizenteil gegenüberliegt.
Ausser den beiden Presswerkzeugen kann die Ausrüstung einen ringförmigen Halter zum Festhalten des Werkstückes längs der Kontur desselben umfassen. Ausser zu verhindern, dass das Werkstuck in seiner eigenen Ebene expandieren kann, so dass das durch jeden Patrizenteil verdrängte Material dazu gezwungen wird, nach innen in den extrudierten Zapfenteil zu fliessen, stellt der Halter ein bequemes Mittel zum Hantieren des heissen Werkstückes bei der Bearbeitung dar.
Um sicherzustellen, dass der Patrizenteil längs sei-
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nes gesamten Umkreises auf volle Tiefe in das Werkstück eindringt, sollte die gegenüberliegende, plane Pressfläche ein geeignetes Stuck über den Patrizenteil hinausragen. Sie kann sich zweckmässigerweise im wesentlichen bis hinaus zur inneren Kontur des ringförmigen Halters und so weit in Richtung zum zweiten Zapfenteil, der bereits aus dem Werkstück extrudiert worden ist oder anschliessend extrudiert werden wird, erstrecken, dass sie die Vertiefung, die diesen zweiten Zapfenteil umgibt, überlappt.
Wenn jeder Zapfenteil gleichzeitig mit dem Einpressen der umgebenden Vertiefung extrudiert werden soll, kann das zweite Presswerkzeug einen mit dem Patrizenteil koaxialen, rotationssymmetrischen Pressdorn haben, der zentral aus der planen Pressfläche dieses Werkzeugs hervorragt und dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der gegenüberliegenden Aussparung im ersten Werkzeug gleich ist.
Zwecks Ergänzung des in allem wesentlichen rein axialen Extrusionsfliessens, das der genannte Pressdorn bewirkt^ durch die bereits erwähnte axial-radiale Aus-. Weitung des extrudierten Zapfenteiles kann die Ausrüstung einen nach dem genannten ersten Pressdorn anzuwendenden, zweiten rotationssymmetrischen Pressdorn, der in auf das erste Werkzeug zugekehrter Richtung abnehmenden Durchmesser hat, sowie einen zentral in der Aussparung des ersten Werkzeugs versenkt angebrachten, rotationssymmetrischen Amboss umfassen. Durch seine Anlage gegen die Stirnfläche des Zapfenteiles sichert der Amboss, dass das Material im zentralen Bereich des Zapfenteiles durch den eindringenden zweiten Pressdorn nicht axial verdrängt werden kann, so dass das durch den Dorn verdrängte Material eine radiale Erweiterung des freien Endes des Zapfenteiles und eine axiale Verlängerung des Zapfenteiles als Gesamtheit hervorruft. Dadurch lässt sich eine grßssere zylindri-
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sehe Zapfenlänge mit dem oberflächenparallelen Faserverlauf erzielen als durch einen einzelnen Pressvorgang möglich ware.
Der Aussendurchmesser des Ambosses kann zweckmässigerweise 1+0-60% des Innendurchmessers der ihn umgebenden Aussparung betragen.
Es ist zweckmässig, dass der zweite Pressdorn einen konkaven Abschnitt hat, dessen Längsprofil hauptsächlich wie ein Kreisbogen geformt ist und in dem freien Ende des Dorns zugekehrter Richtung in einen schwach konischen Zapfen übergeht. Mit dem konkaven Abschnitt des Dorns wird ein entsprechend gekrümmter Verlauf der Faserrichtung längs der Oberfläche des extrudierten hohlen Zapfenteiles und damit ein günstiger, gleichmassiger Übergang zu den Faserrichtungen im fertigen Kurbelarm zwischen den Kurbel- und Hauptlagerzapfeη erreicht.
Der am weitesten vorspringende Teil des Axialprofils des Patrizenteiles kann wie ein Kreisbogen geformt sein, der zum Schluss der Zueinanderbewegung der beiden Werkzeuge mit dem konkav bogenförmigen Abschnitt des Längsprofils des zweiten Pressdorns konzentrisch ist. Bei Anwendung eines derartig ausgebildeten Satzes von Presswerkzeugen erhält das Gut, welches den Zapfenteil mit dem Arm verbindet, in einem durch die Achse des Zapfenteiles verlaufenden Schnitt eine konstante Stärke.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Presswerkzeugs ragt der Patrizenteil von einem in einem Unterwerkzeug herausnehmbar angebrachten Tragring hervor, der aussen konisch ist und innen die Aussparung für die Extrusion eines Zapfenteiles bildet, und der Tragring ist axial in wenigstens zwei Segmente aufgeschlitzt. Dadurch wird ermöglich, einen exakt zylindrischen Zapfenteil zu extrudieren und somit in grosstem Ausmass den oberflächenparallelen Faserverlauf auch nach dem
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Abdrehen des Zapfenteiles beizubehalten. Dies beruht darauf, dass beim Herausnehmen des geschmiedeten Werkstückes aus dem Unterwerkzeug der Tragring vom Werkzeug mitgenommen werden kann, bis die einzelnen Segmente so weit aus dem Unterwerkzeug herausgehoben sind, dass sie sich unter ihrem eigenen Gewicht vom Zapfenteil losen.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung näher erklärt. Es zeigt Fig. 1 einen lotrechten Schnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemassen Pressausrüstung mit einem im ringförmigen Halter der Ausrüstung angebrachten Werkstück,
Fig. 2-4 entsprechende Schnitte, die die Pressausrüstung und das Werkstück in sukzessiven Phasen der Umformung des Werkstückes in einen Kurbelarm wiedergeben,
Fig. 5 einen entsprechenden Schnitt, der den nach spanabhebender Bearbeitung zum Verschweissen mit zwei entsprechenden Kurbelarmen bereiten Kurbelarm darstellt, und
Fig. 6 das Unterwerkzeug der Pressausrüstung und den ringförmigen Halter für das Werkstück in der Draufsicht .
Die schematisch veranschaulichte Pressausrüstung umfasst ein stationäres Unterwerkzeug 1, ein in lotrechter Richtung verschiebliches Oberwerkzeug, von dem in den Fig. 1-4 nur auswechselbare Pressstempel 2 bzw. 3 wiedergegeben sind, sowie einen ringförmigen Halter 4 für das zu bearbeitende Werkstück 5·
Das stationäre Unterwerkzeug 1 umfasst eine Aufspannplatte oder ein Fundament 6, die oder das in ihrer bzw. seiner Oberseite eine kegelstumpfförmige Versenkung hat, die einen aussen konischen und inwendig kreiszylindrischen Tragring 7 aufnimmt. Wie aus den
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Fig. 1-4 und Fig. 6 hervorgeht, ist der Tragring 7 an drei Stellen seines Umkreises axial durchgeschnitten, so dass er aus drei gleichen Segmenten Ö besteht, die eng aneinander anliegen, wenn der Tragring in der Vertiefung der Aufspannplatte angebracht ist. Unmittelbar um seine zylindrische Innenfläche 9 herum ist der Tragring als ein nach oben gekehrter Patrizenring 10 ausgebildet, dessen axiales Querschnittprofil, wie gezeigt, durch einen Kreisbogen abgegrenzt wird, der innen die zylindrische Fläche 9 tangiert und aussen über einen geradlinigen Abschnitt in eine plane, ringförmige Fläche 11 übergeht. Wenn der Ring 7 in der Aufspannplatte 6 angebracht ist, fluchtet die Fläche 11 mit der planen Oberseite 12 der Aufspannplatte.
In die Fläche 12 ist ein Stutzzapfen 13 versenkt, dessen nach oben gekehrte, abgerundete Stirnfläche mit der Oberkante des Patrizenringes 10 auf gleicher Höhe liegt. Der Abstand zwischen der Mittellinie des Zapfens 13 und der Mittellinie des Ringes 7 ist gleich dem gewünschten Kurbelradius. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, dient der Zapfen 13 zu Beginn des ersten Pressvorganges zur ergänzenden Unterstützung für das Werkstuck 5·
Der ringförmige Halter 4 ist mit einer inwendigen Kontur 14 ausgebildet, die der gewünschten Kontur des fertiggepressten Kurbelarmes entspricht. Die Stärke des Halters ist gleich der Stärke des Werkstückes 5· Der Halter ist zweckmässigerweise mit geeigneten Mitteln ausgebildet, die schematisch als ein wegragender Zapfen 15 dargestellt sind und ein einfaches Hantieren des Halters mit dem darin sitzenden Werkstück 5 während der Pressvorgänge ermöglichen.
Das Werkstück 5 kann durch Brennschneiden aus einer geschmiedeten oder gewalzten Stahlplatte mit einer solchen äusseren Kontur hergestellt werden, dass es sich nach dem Erhitzen auf Schmiedetemperatur verhältnismässig
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leicht in den Halter 4 einsetzen lässt, aber durch den im folgenden beschriebenen ersten Arbeitsgang dazu gebracht wird, so fest im Halter zu sitzen, dass es zusammen mit diesem hantiert werden kann. Alternativ kann das Werkstuck 5 durch Verschmieden eines abgewogenen Blockes zu einer Platte hergestellt werden, wobei der abschliessende Teil des Verschmiedevorgangs mit im Halter angebrachtem Werkstück erfolgt, so dass das Werkstück nach dem Verschmieden fest im Halter sitzt und längs des grossten Teiles der Kontur 14 mit diesem Kontakt hat.
Fig. 1 veranschaulicht das im Halter 4 festgehaltene und auf Schmiedetemperatur erhitzte Werkstuck 5 auf dem Patrizenring 10 und dem Stutzzapfen 13 ruhend und unmittelbar vor dem ersten Pressvorgang, der mit Hilfe des Pressstempels 2 ausgeführt wird, welcher an der nicht eingezeichneten Aufspannplatte des beweglichen Oberwerkzeugs befestigt ist. Der Pressstempel 2 hat eine nach unten gekehrte, ringförmige Pressfläche 16, die einen vorspringenden, rotationssymmetrischen und schwach konischen Pressdorn 17 umgibt, dessen Durchmesser in etwa dem Durchmesser der zylindrischen Fläche 9 des Unterwerkzeuges entspricht.
Ein Einsatz IS ist auf der Sohle der Vertiefung in der Aufspannplatte 6 angebracht und umfasst einen kreisförmigen Flansch 19, mit dessen Hilfe der Einsatz im Tragring 7 zentriert ist, sowie einen emporragenden kreiszylindrischen Teil 20, der bei der im folgenden beschriebenen Extrusion von Zapfenteilen aus dem Werkstück 5 als Amboss dient, indem die obere Stirnfläche 21 des Teiles 20 gegen die Stirnfläche des extrudierten Zapfenteiles zur Anlage gebracht wird.
Fig. 2 zeigt das Werkstück und die Werkzeuge zum Schluss des ersten Pressvorganges, wenn die Pressfläche 16 des Oberstempels 2 zur Anlage gegen die Oberseite des
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Werkstückes gebracht worden ist und dessen Unterseite gegen die miteinander fluchtenden Flächen 11 und 12 des Unterwerkzeuges anliegen. Beim Pressvorgang hat der Dorn 17 eine ihm entsprechende Vertiefung 22 in der 5 Oberseite des Werkstückes gebildet, und der Patrizenring 10 hat eine ihm entsprechende, ringförmige Vertiefung 23 in der Unterseite des Werkstückes gebildet. Das dabei verdrängte Material ist in den Ring 7 hineingeflossen und hat dort einen aus der Unterseite des Werkstückes vorspringenden, provisorischen Zapfenteil 24 gebildet.
Danach wird der Pressstempel 2 wieder vom Werkstück abgehoben, und nach Abheben des Halters 4 und des Werkstückes vom Unterwerkzeug 1 wird der Halter um 100° um seine Längsachse gedreht und so weit verschoben, dass die durch den Zapfen 13 hervorgebrachte Vertiefung mit der Mittellinie des Pressstempels 2 fluchtet. Um das Zentrieren des Werkstückes zu erleichtern, kann der Dorn 17 auf seiner Unterseite mit einem nicht eingezeichneten, zentral vorspringenden Zapfen versehen sein, der dem Zapfen 13 entspricht. Durch Wiederholung des oben beschriebenen Pressvorganges wird auf der Oberseite des Werkstückes eine Vertiefung 25 und auf der Unterseite des Werkstückes ein dieser Vertiefung gegenüberliegender, extrudierter Zapfenteil 26 mit einer ihn umgebenden, ringförmigen Vertiefung 27 erzeugt, der in einem Abstand von dem zuerst extrudierten Zapfenteil angeordnet ist, welcher dem gewünschten Abstand zwischen dem Kurbelzapfen und dem Hauptlagerzapfen am fertigen Kurbelarm entspricht. Fig. 3 gibt einen Querschnitt des Werkstückes, das hier mit 2Ö bezeichnet ist, nach der Ausführung dieser beiden ersten Pressvorgänge wieder.
Der Pressstempel 2 des Oberwerkzeuges wird nun gegen den in den Fig. 3 und 4 veranschaulichten zweiten Pressstempel 3 ausgewechselt, der eine der Pressfläche 16
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des ersten Pressstempel entsprechende, nach unten gekehrte Pressfläche 29 hat, die einen rotationssymmetrischen Pressdorn 30 mit einem schwach konischen Basisteil 31 umgibt, der über einen konvexen Abschnitt 32 mit kreisbogenformiger Längskontur in einen konkaven Abschnitt 33 übergeht, dessen Längsprofil ebenfalls wie ein Kreisbogen ausgebildet ist. Der konkave Abschnitt 33 des Dorns geht in einen abschliessenden, schwach konischen Zapfen 34 über.
Aus der in Fig. 3 gezeigten Ausgangsstellung erfolgt der zweite Pressvorgang dadurch, dass das Oberwerkzeug mit dem Stempel 3 nach unten bewegt wird, bis die Pressfläche 29 gegen die Oberseite des Werkstückes 2Ö anliegt. Danach wird das Oberwerkzeug wieder vom Werkstück abgehoben, und letzteres wird zusammen mit dem Halter 4 vom Unterwerkzeug abgehoben und in derselben Weise gedreht, wie es weiter vorn im Anschluss an den einleitenden Pressvorgang beschrieben ist, so dass die in Fig. 3 nach oben gekehrte Seitenfläche des Werk-Stuckes 2ß gegen die Flächen 11, 12 des Unterwerkzeugs zur Anlage gebracht wird und der Patrizenring 10 in die ringförmige Vertiefung 23 eingreift. Dann wird der beschriebene zweite Pressvorgang wiederholt, und nach dessen Durchführung hat das Werkstück die in Fig. 4 wiedergegebene Form.
Bei jedem der beiden abschliessenden Pressvorgänge verdrängt der Pressdorn 30 das unter der Vertiefung 25 bzw. 22 befindliche Material des Werkstückes 2$ nach unten, aber da das Fliessen des Materials in axialer Richtung durch den Amboss 20 begrenzt wird, erfolgt ein erhebliches radiales Fliessen, so dass die beiden vorläufigen Zapfenteile 24 und 26 nicht nur verlängert werden, sondern in erster Linie bis zur Anlage gegen die zylindrische Fläche 9des UnterWerkzeuges expandieren, so dass die fertigen Zapfenteile 35 und 36, abgesehen
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von ihren äussersten Abschnitten, die später durch spanabhebende Bearbeitung entfernt werden, eine kreiszylindrische Form mit oberflächenparallelera Faserverlauf erhalten. Das einleitende Einpressen der ringformigen Vertiefungen 23 und 27 mit Hilfe des Patrizenringes 10 sichert an diesen Stellen des fertiggepressten, mit 37 bezeichneten Kurbelarmes einen entsprechenden oberflächenparallelen Faserverlauf.
Der Mittelpunkt des Kreisbogens, der das Längsprofil des konkaven Abschnittes 33 des Pressdorns 30 bildet, wird vorzugsweise so angeordnet, dass er in der in Fig. 4 veranschaulichten Endlage der Presswerkzeuge mit dem Mittelpunkt des kreisbogenformigen Teiles des Profils des Patrizenringes 10 zusammenfällt. Es ist zweckmässig, dass die beiden nach unten gekehrten Pressflächen 16 und 29 an den Pressstempeln 2 und 3 die Auflagefläche 11 des Unterwerkzeuges so weitgehend wie möglich überlappen. Ihre äussere Kontur kann den in Fig. 6 durch eine strichpunktierte Linie 3$ angegebenen Verlauf besitzen, der ganz rechts nur dadurch begrenzt wird, dass sich die Fläche am angrenzenden extrudierten Zapfenteil des Werkstuckes vorbeibewegen können muss.
Die zylindrische Oberfläche der beiden Zapfenteile 35 und 36 bewirkt, dass der Ring 7 des Unterwerkzeuges beim Anheben des Halters 4 mit dem Werkstück mitgenommen wird, aber auf Grund der aussenseitigen Konizität des Ringes 7 und seiner Aufteilung in Segmente wird der Ring dadurch schnell aus seinem Sitz in der Vertiefung in der Aufspannplatte 6 herausgehoben,· so dass sich die Segmente des Ringes unter ihrem eigenen Gewicht vom Zapfen losen und wieder auf ihren jeweiligen Platz in der Aufspannplatte zurückfallen.
In Fig. 5 ist die Querschnittkontur des fertiggepressten Kurbelarmes durch eine strichpunktierte Linie
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37 angedeutet, wahrend mit durchgezogenen Linien das Aussehen des Kurbelarmes nach der spanabhebenden Bearbeitung vor einem an sich bekannten Zusammenschweissen mehrerer identischer Kurbelarme an den Stirnflächen 39 und 40 der beiden Zapfenteile 41 und 42 zwecks Herstellung einer kompletten Kurbelwelle gezeigt ist. Daraus ist ersichtlich, dass das Verfahren eine sehr wirtschaftliche Ausnutzung der verwendeten Materialmenge zur Erstellung eines relativ leichten Kurbelarmes mit einem Minimum an Materialentfernung durch spanabhebende Bearbeitung bewirkt, und zwar gleichzeitig damit, dass der weiter vorn erwähnte, für die Festigkeitseigenschaften der Kurbelwelle wesentliche, oberflächenparallele Verlauf der Fasern des Materials in den Zapfen und in erster Linie in den Ausrundungen oder Hohlkehlen zwischen den Zapfen und den dazwischenliegenden Teilen der Arme erzielt wird.
Bei einer nicht wiedergegebenen Ausführungsform erstrecken sich die eine der beiden eingepressten Vertiefungen oder auch beide diese Vertiefungen, die im beschriebenen Beispiel zusammenhängend um jeden Zapfenteil herum verlaufen, nur um einen kleineren Teil des Umkreises jedes Zapfens, und zwar genauer gesagt längs desjenigen Teiles des Zapfens, der dem anderen der beiden extrudierten Zapfen zugekehrt ist und wo die Materialspannungen in der fertigen Kurbelwelle bei Beanspruchung besonders hoch sind. Die Vertiefung wird zweckmässigerweise symmetrisch zu beiden Seiten der Mittellinie zwischen den Zapfen angeordnet, die in Fig. 6 durch eine strichpunktierte Linie 43 angedeutet ist. Die Länge der Vertiefung sollte einem Winkel von wenigstens 60° zu jeder Seite der genannten Mittellinie entsprechen. Durch diese Ausführungsform lässt sich die Materialmenge reduzieren, die durch die anschliessende spanabhebende Bearbeitung entfernt werden muss, vgl. Fig. 5, da man
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die Kontur des Werkstuckes und dementsprechend die innere Kontur des ringförmigen Halters näher an den angrenzenden Zapfen heranzieht.
Auf Grund der ziemlich grossen Presskraft, die zum Einpressen einer Vertiefung erforderlich ist, insbesondere wenn diese sich über 36O0 erstreckt, kann es zweckmässig sein, das Einpressen in zwei sukzessiven Teilarbeit sgängen vorzunehmen. Im ersten Arbeitsgang kann ein planer Oberstempel ohne den in den Fig. 1 und 2 gezeigten zentralen Pressdorn Anwendung finden, so dass auf der Unterseite des Werkstückes nur ein verhältnismässig niedriger Zapfen oder Ansatz gebildet wird, der das Material enthält, das beim Einpressen der Vertiefung verdrängt wird.
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Claims (1)

  1. BURMEISTER & WAIN A/S, 1449 Kopenhagen K, Dänemark- - „ ~ η
    Verfahren bei der Herstellung eines Kurbelarmes für eine geschweisste" Kurbelwelle und Pressausrüstung zur Ausübung des Verfahrens
    Patentansprüche
    ί 1./ Verfahren bei der Herstellung eines Kurbelarmes für eine geschweisste Kurbelwelle, welches das Erhitzen eines Werkstückes (5) mit zwei sich gegenüberliegenden, exakt oder im wesentlichen planen Seitenflächen auf Schmiedetemperatur und die Bildung einstückiger Zapfenteile (35, 36) für einen Kurbelzapfen bzw. einen Haupt !Lagerzapfen durch Extrusion von Material aus dem Werkstück in rechtwinklig zu den genannten Seitenflächen desselben verlaufender Richtung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an die Extrusion jedes Zapfenteiles (35, 36) eine mit dem Zapfenteil konzentrische Vertiefung (23, 27) mit gleichmässig gekrümmtem Querschnitt in die betreffende Seitenfläche des Werkstückes (5) eingepresst wird, welche Vertiefung sich über einen Winkel von wenigstens 60 zu jeder Seite einer Mittellinie (43) zwischen den beiden Zapfenteilen (35, 36) erstreckt und auf der Innenseite gleichmässig in den extrudierten Zapfenteil übergeht .
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einpressen der genannten Vertiefung (23, 27) das Werkstück so festgehalten wird, dass es in seitlicher Richtung nicht expandieren kann.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (23, 27) unter gleichzeitiger, hauptsächlich axialer Extrusion des zugehörigen Zapfenteiles (24, 26) eingepresst wird und dass im sich anschiiessenden Arbeitsgang eine kombinierte axial-ra-
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    diale Ausweitung des Zapfenteiles vorgenommen wird.
    4. Pressausrüstung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3 und mit einem ersten und einem zweiten Presswerkzeug, welche Werkzeuge aufeinander zu- und voneinander wegbeweglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Presswerkzeug (1) eine Auflagefläche (11, 12) mit einer kreisförmigen Aussparung (9) aufweist, die dem Zapfenteil (35, 36) entspricht, der durch das Zueinanderbewegen der Werkzeuge extrudiert werden soll,
    dass die inwendige Oberfläche der kreisförmigen Aussparung (9) im ersten Werkzeug wenigstens längs eines Teiles ihres Umkreises gleichmässig übergeht in einen aus der Auflagefläche (11, 12) in Richtung zum zweiten Werkzeug vorspringenden Patrizenteil (10), der mit der Aussparung (9) koaxial ist und ein gleichmässig gekrümmtes, konvexes Axialprofil besitzt, das am äusseren Umkreis des Patrizenteiles gleichmässig in die Auflagefläche (11, 12) übergeht,
    und dass das zweite Presswerkzeug eine plane Pressfläche (16, 29) hat, die dem Patrizenteil (10) gegenüberliegt.
    5. Pressausrüstung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem einen ringförmigen Halter (4) zum Festhalten des Werkstückes (5) längs der Kontur desselben umfasst.
    6. Pressausrüstung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass sich die plane Pressfläche (l6, 29) des zweiten Werkzeugs im wesentlichen bis hinaus zur inwendigen Kontur (14) des ringförmigen Halters (4) erstreckt und die den zweiten der beiden extrudierten ' Zapfenteile umgebende Vertiefung (23, 27) überlappt.
    7. Pressausrüstung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Presswerkzeug einen mit dem Patrizenteil (10) koaxialen, rotationssym-
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    metrischen Pressdorn (17) hat, der zentral aus der planen PressflSche (16) dieses Werkzeugs hervorragt und dessen Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser der gegenüberliegenden Aussparung (9) im ersten Werkzeug gleich ist.
    Ö. Pressausrüstung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen nach dem genannten ersten Pressdorn (17) anzuwendenden, zweiten rotationssymmetrischen Pressdorn (30), der in auf das erste Werkzeug (1) zugekehrter Richtung abnehmenden Durchmesser hat, sowie einen zentral in der Aussparung (9) versenkt angebrachten, rotationssymmetrischen Amboss (20) umfasst.
    9. Pressausrüstung nach Anspruch δ, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussendurchmesser des Ambosses (20) 1+0-60% des Innendurchmessers der ihn umgebenden Aussparung (9) beträgt.
    10. Pressausrüstung nach Anspruch Ö oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Pressdorn (30) einen konkaven Abschnitt (33) hat, dessen Längsprofil hauptsächlieh wie ein Kreisbogen geformt ist und in dem freien Ende des Dorns zugekehrter Richtung in einen schwach konischen Zapfen (34) übergeht.
    11. Pressausrüstung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der am weitesten vorspringende. Teil des Axialprofils des Patrizenteiles (10) wie ein Kreisbogen geformt ist, der zum Schluss der Zueinanderbewegung der beiden Werkzeuge mit dem konkav bogenförmigen Abschnitt des Längsprofils des zweiten Pressdorns (30) konzentrisch ist.
    12. Pressausrüstung nach einem der Ansprüche 4-H# dadurch gekennzeichnet, dass der Patrizenteil (10) von einem im Unterwerkzeug (1) herausnehmbar angebrachten Tragring (7) hervorragt, der aussen konisch ist und innen die Aussparung (9) für die Extrusion eines Zapfenteiles bildet, und dass der Tragring (7) axial in wenig-
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    stens zwei Segmente (Ö) aufgeschlitzt ist.
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