DE901125C - Verfahren und Vorrichtung zum Richten gekroepfter Werkstuecke - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Richten gekroepfter Werkstuecke

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DE901125C
DE901125C DED1621D DED0001621D DE901125C DE 901125 C DE901125 C DE 901125C DE D1621 D DED1621 D DE D1621D DE D0001621 D DED0001621 D DE D0001621D DE 901125 C DE901125 C DE 901125C
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DE
Germany
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straightening
heating
temperature
workpiece
workpieces
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Expired
Application number
DED1621D
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Kuhlbars
Dr-Ing Gerhard Seulen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsche Edelstahlwerke AG
Original Assignee
Deutsche Edelstahlwerke AG
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Publication date
Application filed by Deutsche Edelstahlwerke AG filed Critical Deutsche Edelstahlwerke AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE901125C publication Critical patent/DE901125C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08Making machine elements axles or shafts crankshafts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Richten gekröpfter Werkstücke Bei der Herstellung von gekröpften Werkstücken, wie Kurbelwellen, wird im Verlauf der Erzeugung eine ganze Reihe von Wärmebehandlungsverfahren durchgeführt. Teils erfolgen diese im unbearbeiteten oder halbbearbeiteten Zustand, teils kurz vor der endgültigen Fertigbearbeitung. Die Wärmebehandlungen haben in mehr oder minder großem Umfang ein Verziehen des Werkstückes zur Folge, das durch Richten ausgeglichen werden muß, und es sind zu diesem Zweck besondere Richtpressen entwickelt worden.
  • Mit diesen Richtpressen gelingt es im allgemeinen, den Verzug zu beseitigen. Dies gilt insbesondere für den Verzug, der sich aus Glüh- und Anlaßbehandlungen ergibt, die durchgeführt werden, während das Werkstück sich noch im unbearbeiteten Zustand oder in einem Zwischenzustand der Verarbeitung befindet. Wenn aber gewisse Stellen des Werkstückes gehärtet werden sollen, wie dies beispielsweise mit den Lagerstellen einer Kurbelwelle durch Nitrieren, Einsatzhärten oder Oberflächenhärten geschieht, so muß diese Behandlung erfolgen, nachdem das Werkstück bereits fast vollkommen fertigbearbeitet ist. Das Richten in der Presse bringt dann erhebliche Gefahren für die bearbeiteten. Flächen des Werkstückes mit sich. Hinzu kommt noch, daß die gehärteten Stellen bei dem rein mechanischen Richten, das zudem. im kalten Zustand durchgeführt wird, der Gefahr des Reißens ausgesetzt sind, wobei die Risse an den Stoßstellen zwischen Lagerzapfen und Kurbelwange sowie an den Öllöchern auftreten, namentlich wenn diese schräg verlaufen.
  • Auch kann durch das mechanische, beispielsweise spanabhebende Bearbeiten ein gewisser Verzug verursacht werden, der ebenfalls praktisch nach Fertigstellung des Werkstückes durch Richten beseitigt werden muß.
  • Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, das gewaltsame Kaltrichten durch ein einfacheres und milder wirkendes Verfahren zu ersetzen, das die oben geschilderten Gefahren vermeidet. Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren darin, das Richten von gekröpften Werkstücken, z. B. von Kurbelwellen, dadurch herbeizuführen, .daß die nicht in Achsrichtung des Werkstückes verlaufenden Teile, d. h. also z. B. die Kurbelarme einer Kurbelwelle, elektroinduktiv ein- oder beidseitig erwärmt und anschließend abgeschreckt werden. Das Erwärmen hat bei einer Temperatur zu erfolgen, die unterhalb der Anlaßtemperatur einer etwa voraufgegangenen Vergütungsbehandlung liegt. Das Erwärmen der betreffenden Stellen muß ferner so durchgeführt werden, daß die höhere Temperatur in Richtung des durch die thermische oder mechanische Vorbehandlung vergrößerten, den Verzug bestimmenden Abstandes der nicht in Achsrichtung liegenden Teile zur Einwirkung gebracht wird. Die gegenüberliegende Stelle, die nach dem Vorgesagten auf eine niedere Temperatur zu erwärmen ist, kann dabei auch gänzlich unaufgeheizt bleiben.
  • Es war zwar schon vorgeschlagen worden, die bei Erwärmungen auftretenden Krümmungserscheinungen zum Richten auszunutzen, indes wurden keine näheren Angaben gemacht, wie das Erwärmen durchzuführen sei.
  • Zum Verständnis der Maßnahmen gemäß der Erfindung wird auf die Abbildungen verwiesen, aus denen außerdem noch Vorrichtungen ersichtlich sind, die gemäß der Erfindung der Ausübung des Verfahrens dienen können.
  • In Abb. i ist eine vierhübige Kurbelwelle dargestellt, deren Hublager 3 und Endlager :2 einem Nitrierhärten, Einsatzhärten oder Oberflächenhärten unterworfen sind. Die Wärmebehandlung soll zu einem Verzug geführt haben, und zwar derart, daß sich der Abstand A zwischen den Kurbelwangen des einen Hublagers 3 unzulässig vergrößert hat. Die Folge hiervon ist, daß, der Deutlichkeit halber übertrieben groß gezeichnet, die Achse der Kurbelwelle nach der strichpunktierten Linie B-B verläuft. Um diesen Verzug auszugleichen, ist es im Sinn der Erfindung erforderlich, an der Stelle 4 in Richtung des vergrößerten Abstandes A eine Wärmewirkung hervorzurufen. Diese Wärmeeinwirkung und das Abschrecken nach erfolgtem Aufheizen haben zur Folge, daß der Abstand A sich verringert und dadurch sich die Krümmung der Achse B-B in Richtung des Pfeiles C ausgleicht. Sofern die Erwärmung an der Stelle 4 nicht ausreicht, kann beispielsweise eine weitere Erwärmung sinngemäß an der Stelle q' erfolgen, bis die Achse -des Werkstückes B-B der theoretischen Lage vollkommen oder zum mindesten weitestgehend angenähert entspricht. Bei sehr großen Verzügen kann eine weitere Behandlung an den Stellen 4", 4"' usw. erfolgen.
  • Das Erhitzen wird gemäß der Erfindung elektroinduktiv durchgeführt, und mach Abb. i und 2 ist zu diesem Zweck eine Heizleiterschleife 5 vorgesehen, die über die bei g gegeneinander isolierten Anschlußstücke 7 und 8 mit der Hochfrequenzstromquelle verbunden ist und seitlich an die Verkröpfungsstelle herangeführt wird. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades und um sicherzustellen, daß die Wärme tatsächlich in Richtung der Pfeile 6 auf die gewünschte Stelle 4, q.' od. dgl. einwirkt, sind auf die Heizleiterschleife Magnetjoche aufgesetzt, die entweder, wie in Abb. i und 2 schematisch dargestellt,- aus geschichteten Blechen io bestehen oder aus sog. Massekernwerkstoff hergestellt sind. Entsprechend der Form der Kurbelarme und der Größe des Verzuges werden die Temperatur, die Tiefe des Eindringens -der Wärme und die Länge bzw. Breite der Aufheizzone eingestellt. Je nach Lage des Verzuges kann die Aufheizzone auch schräg zur Kurbelwange verlaufen.
  • Nach dem Vorschlag gemäß Abb. i wird der Kurbelarm nur einseitig erwärmt. Gelegentlich kann es aber von Vorteil sein, einen solchen Kurbelarm zum Zweck des Richtens der gesamten Kurbelwelle beidseitig zu erhitzen. Die hierzu erforderlichen Maßnahmen sind in dem Anwendungsbeispiel gemäß Abb.3 und 4 dargestellt. Gleiche Bezugszeichen beziehen sich auf gleiche Teile wie in Abb. i. Indes ist angenommen, daß sich ein Verzug in anderer Richtung ergeben hat, so daß es gilt, den Abstand A der nicht in Achsrichtung liegenden Kurbelarme an anderer Stelle zu verringern als in Abb. i. Der Induktor ist als Spule ausgebildet, die mit ihren Heizleiterabschnitten 5 und 5' den Kurbelarm umfaßt und an der Stelle q; eine Temperaturerhöhung herbeiführt. Die Wärmewirkung an der Stelle 4 kann verstärkt werden, indem auf den Heizleiterabschnitt 5 Blechpakete io aufgesetzt werden. Da der Heizleiter auch an der gegenüberliegenden Seite des Kurbelarmes vorbeigeführt wird, ergibt sich auch hier eine gewisse Temperaturerhöhung im Werkstück, die durch Änderung der Kopplung oder durch geeignete Bemessung des Heizleiterabschnittes 5' genau geregelt werden kann.
  • Damit das Heizgerät um die Kurbelwange gelegt werden kann, ist es erforderlich, es aufklappbar zu gestalten, was in. einfacher Weise durch ein Scharnier im Heizleiter ermöglicht werden kann. Solche Heizgeräte sind für andere Zwecke bekannt.
  • Es ist darauf hingewiesen worden, daß es notwendig ist, die erwärmte Stelle oder die erwärmten Stellen nach beendetem Aufheizen unmittelbar abzuschrecken, um die Richtwirkung zu erzielen und beizubehalten. Dies kann entweder so erfolgen, daß der Induktor nach beendetem Aufheizen entfernt und das Werkstück sodann mit einem Kühlmittelstrahl, vorzugsweise Wasserstrahl, abgespritzt wird. Es ist aber auch möglich, das Heizgerät so auszubilden, daß es dem Abschrecken dienen kann. Zu diesem Zweck wird der Heizleiter hohl gestaltet und mit Spritzöffnungen in Richtung auf das Werkstück versehen, so daß das Abschreckmittel nach beendetem Aufheizen durch den Heizleiter hindurch auf die Werkstückoberfläche gespritzt werden kann. Wenn Magnetjoche aus geschichteten Blechen vorgesehen sind, so können auch diese mit Bohrungen und Kanälen versehen werden, die der Zuleitung des Abschreckmittels dienen. Weiterhin können auch zusätzliche Spritzkammern, vorzugsweise aus Isolierstoff, angeordnet werden, deren Austrittsöffnungen auf die erwärmten Werkstückstellen gerichtet sind.
  • Mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens und der zur Ausübung des Verfahrens vorgeschlagenen Vorrichtungen gelingt es, gekröpfte Werkstücke der verschiedensten Art und Form ohne die Gewaltanwendung des Richtpressens zu richten, und nur in den seltensten Fällen ist es erforderlich, während des thermischen Richtens gemäß der Erfindung zusätzlich noch ein mechanisches Richten anzuwenden. Das in seinen Auswirkungen außerordentlich milde thermische Richten hat zur Folge, daß die Werkstücke von Richtrissen aller Art frei bleiben.
  • Das Verfahren ist in Verbindung mit vierhübigen Kurbelwellen geschildert. Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch Kurbelwellen mit mehr oder weniger als vier Hüben auf diese Weise gerichtet werden können, wobei insbesondere bei den mehrhübigen Kurbelwellen es unter Umständen erforderlich sein kann, das ein- oder beidseitige Erwärmen an mehreren Kurbelwangen oder -armen sinngemäß durchzuführen. Die Richtwirkung wird um so größer, je weiter die erwärmte Stelle von den Endlagern entfernt ist.
  • An Stelle von Kurbelwellen können auch andere gekröpfte Werkstücke einer entsprechenden Richtbehandlung unterworfen werden.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung arbeitet so genau, daß es möglich ist, für die einzelnen Werkstücktypen, insbesondere Kurbelwellentypen, Tabellen aufzustellen, aus denen für einzelne Verzugswerte abzulesen ist, welche der nicht in Achsrichtung liegenden Werkstückabschnitte zu erwärmen sind und auf welche Temperatur sie gebracht werden müssen, um die gewünschte Richtwirkung zu erzielen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Richten von gekröpften Werkstücken, z. B. von Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der nicht in Achsrichtung des Werkstückes verlaufenden Teile, z. B. die Kurbelarme einer Kurbelwelle, elektroinduktiv ein- oder beidseitig auf eine unterhalb der Anlaßtemperatur des Vergütens liegende Temperatur erwärmt und anschließend abgeschreckt werden, wobei die höhere Temperatur in Richtung des durch die thermische oder mechanische Vorbehandlung vergrößerten, den Verzug bestimmenden Abstandes der nicht in Achsrichtung liegenden Teile einwirkt.
  2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein schleifenförmiges Heizgerät, das seitlich an die Verkröpfungsstelle, z. B. an den Kurbelarm, herangeführt ist.
  3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein spulenförmiges, die Verkröpfungsstelle, z. B. den Kurbelarm, umfassendes, teilbares Heizgerät. q.. Vorrichtung nach Anspruch :2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleiter des Induktors hohl ausgebildet und/oder diese umgebende Blechpakete mit Kanälen ausgerüstet sind, aus deren Austrittsöffnungen nach beendetem Aufheizen ein Abschreckmittel auf die Einwirkungsstellen ausgespritzt werden kann. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 286 117; französische Patentschrift Nr. 777:269.
DED1621D 1942-08-12 1942-08-12 Verfahren und Vorrichtung zum Richten gekroepfter Werkstuecke Expired DE901125C (de)

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DE901125C true DE901125C (de) 1954-01-07

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE286117C (de) *
FR777269A (fr) * 1933-11-06 1935-02-15 Procédé et appareil de préchauffage et de traitement thermique en aluminothermie

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE286117C (de) *
FR777269A (fr) * 1933-11-06 1935-02-15 Procédé et appareil de préchauffage et de traitement thermique en aluminothermie

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