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Verfahren zum Gesenkpressen von gekröpften Kurbelwellen Mehrfach gekröpfte
Kurbelwellen werden u. a. auch in zweiteiligen Gesenken geschmiedet. Dabei werden
die Gesenkhälften so ausgearbeitet, daß die Ausnehmungen der Form der Kurbelwelle
entsprechen. Beim Schmieden von Kurbelwellen in einem solchen zweiteiligen Gesenk
wird dieses durch die Schmiedeschläge des Kröpfstempels allmählich senkrecht zur
Kurbelwellenachse geschlossen. Der überschüssige Werkstoff tritt dabei zwischen
den Trennflächen der Gesenkteile aus und bildet einen Grat. Obzwar dieses Schmiedeverfahren
einen Vorteil insofern bietet, daß alle Hübe der Kurbelwelle nacheinander geformt
werden können, überwiegen die Nachteile bei diesem Verfahren, die vor allem darin
bestehen, daß als Vorwerkstück .ein Stab dient und dieser beiderseits des Gesenkes
durch besondere Backen festgehalten werden muß. Trotzdem ist -ein ,einwandfreier
Faserverlauf, wie er für hochbeanspruchte Kurbelwellen unbedingt erforderlich ist,
nicht zu erzielen. Durch die Art der Verformung des Werkstoffs treten leicht überlappungen
und Faserverwerfungen auf, die insbesondere durch die Gratbildung beim Auspressen
des überschüssigen Werkstoffs entstehen.
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Es würde auch schon vorgeschlagen, Kurbelwellen so herzustellen, daß
ein Hub nach dem anderen geformt wird, wobei das Auspressen der Kurbelwellenkröpfung
zwischen in der durch die Kurbelwellen- und die Kurbelzapfenachse gehenden Ebene
drehbaren Backen durch einen Preßstempel derart erfolgt, daß sich die drehbaren
Backen nach und nach schließen. Dabei ist es Voraussetzung, daß zunächst ein langer
Stab vorgebogen wird. Ein anderes Verfahren staucht und preßt die Kurbelarme gleichzeitig
fach. Beide Verfahren haben -wiederum den Nachteil, daß sich das Gesenk erst während
des Pressens allmählich schließt. Schließlich ist es noch bekannt, Kurbelwellen
auf Schmiedemaschinen herzustellen. Diese Arbeitsweise beschränkt sich jedoch nur
auf das Biegen eines Stabes und auf die Herstellung einfacher einhubiger Kurbelwellen.
Keines der bekannten Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kurbelwellen mit angeschmiedeten
Gegengewichten.
Die aufgezeigten Nachteile bei den bekannten Verfahren
zur Herstellung von Kurbelwellen werden durch das neue Verfahren vermieden. Erfindungsgemäß
wird in einer geschlossenen zweiteiligen Form, deren Innenform dem von der Kurbelkröpfung
umschlossenen Raume entspricht, ein gegebenenfalls mit angeschmiedeten oder angedrehten
Lagerzapfen versehener prismatischer Block h mittels eines in die Form von einer
Seite dicht schließend eintretenden Stempels zu den Kurbelwangen und dem diese verbindenden
Kurbelzapfen gepreßt. Es werden also die einzelnen Hübe der Kurbelwelle aus einem
gegebenenfalls mit angeschmiedeten oder angedrehten Lagerzapfen versehenen prismatischen
Block mittels eines Stempels in einer von Anfang an geschlossenen zweiteiligen Form
zu den Kurbelwangen und dem diese verbindenden Kurbelzapfen gepreßt, wobei ein bereits
fertiggestellter Hub in einem bestimmten Winkel zu dem eben gepreßten Hub gehalten
wird. Die Länge der herzustellenden Kurbelwelle ist nicht begrenzt, Überlappungen
sind ausgeschlossen, da während der Verformung kein Werkstoff aus dem geschlossenen
Gesenk austreten kann und somit die Bildung eines Grates unmöglich ist. Durch den
besonderen Verformungsvorgang, die Unmöglichkeit des Auftretens von Überlappungen
und Gratbildung ist der günstigste Faserverlauf der Kurbelwelle gewährleistet. Durch
das neue Verfahren ist auch erstmals die Herstellung von großen Kurbeltvellen mit
angeschmiedeten Gegengewichten technisch einwandfrei gelöst.
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Ein Gesenk für das Verfahren der Erfindung ist in den Abb. i bis 3
dargestellt. In den Gesenkbacken a und b, welche drehbar oder schwenkbar
in den Gesenkplatte c gelagert sind, ist die Form einer Kurbelwellenkröpfung eingearbeitet.
Während des Pressens mit Hilfe des Stempels d werden die Gesenkteile a und
b mittels der Schließplatte e und des Keiles f geschlossen gehalten. Die
Unterteilung des geschlossenen Gesenkes kann auch nach Abb. 4. und 5 derart erfolgen,
daß die Teile a und b übereinander angeordnet sind, wobei der untere Teil
a unmittelbar im Hammeramboß o. dgl. befestigt ist; der obere Teil b wird
z. B. durch die Keile/-/,
mit dem unteren Teil a zusammengehalten. Soll eine
einfach gekröpfte Kurbelwelle, z. B. etwa nach Abb.6, gepreßt werden, so wird eine
Vorform nach den Abb.7, 8 oder 9 benutzt. Die Vorform nach Abb.7 läßt sich in das
schon geschlossene Gesenk einlegen, weil sie den Stempelabmessungen angepaßt ist.
Bei Verwendung von Vorformen nach Abb.8 und 9 wird die Vorform in das g@eöffnete
Gesenk eingelegt, worauf das Gesenk, wie oben beschrieben, geschlossen wird. Die
Länge des Vorwerkstücks nach Abb.8 entspricht der Länge der Kröpfung. Bei einer
Vorform nach Abb.9 entspricht das Mittelteil der Länge der Kröpfung; die Zapfen
sind angeschmiedet oder angedreht. Vor Beginn des Pressens muß das Gesenk auf alle
Fälle geschlossen sein. Der Preßstempel d, welcher in das Gesenkoberteil g eingebaut
ist, drückt auf den Werkstoff h, so daß dieser die Gesenkform ganz ausfüllt. Nun
wird das Gesenk durch Entfernung des Keiles f und der Schließplatte e geöffnet und
die fertiggepreßte Kurbelwelle herausgenommen. Wird eine solche Kurbelwelle zweiteilig
verlangt, so wird sie nach der Linie x-xl zerschnitten.
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Bei der Herstellung von mehrfach gekröpften Kurbelwellen wird eine
Kröpfung nach der anderen gepreßt. Dabei wird jeweils der bereits gepreßte Hub in
der vorgeschriebenen Entfernung und Lage in den Gesenkteilen a und b mit
Hilfe der zweiteiligen Einlage k, kt
(Abb.lo) gehalten. Bei der Erzeugung
von sechshubigen Kurbelwellen hat z. B. die zweiteilige Einlage (Abb. i o) außen
die Form eines Sechskantes. Dadurch wird es ermöglicht, die einzelnen Hübe ohne
nachträglich notwendige Verdrehung um 120' zueinander versetzt zu pressen. In Abb.
i i ist eine zwei hubige und in Abb. 12 eine sechshubige Kurbelwelle dargestellt.
Bei der Erzeugung solcher Wellen müssen die Lagerstellen zwischen den einzelnen
Kröpfungen am Vorwerkstückausgedreht oder ausgeschmiedet werden. Abb. 13 zeigt das
Vorwerkstück für eine zweihubige und Abb. i ¢ das Vorwerkstück für eine sechshubige
Kurbelwelle. Natürlich können bei entsprechender Verlängerung des Gesenkes auch
zwei oder mehr Stempel eingebaut werden, so daß zwei oder mehr Kröpfungen auf einmal
gepreßt werden.