DE959608C

DE959608C - Verfahren und Vorrichtung zum Schmieden von Treibstangen

Info

Publication number: DE959608C
Application number: DEM20205A
Authority: DE
Inventors: Adolf Schwartz
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1953-09-27
Filing date: 1953-09-27
Publication date: 1957-03-07

Description

AUSGEGEBEN AM 7. MÄRZ 1957

M 202051b /

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmieden von Treibstangen mit rundem Schaft und flachen verbreiterten Enden für Kreuzkopf- und Kurbelzapfenlager von Großdieselmotoren mit Fertiggewichten ab etwa 500 kg. Treibstangen großer Abmessungen für Großdieselmotoren wurden bisher durchweg nach dem Freiformschmiedeverfahren hergestellt. Bei diesem bekannten Verfahren wird von einem entsprechenden Kokillenblock ausgegangen, der unter einer Freiformschmiedepresse zunächst einmal grob auf ein Vorblockmaß ausgeschmiedet wird. Daran schließen sich meist noch mehrere Arbeitsvorgänge unter einer Schmiedepresse an, bis die Rohform einer Treibstange vorliegt. Mit Rücksicht auf die schlechte _r Oberflächenbeschaffenheit des Kokillenblockes und die Größe und Kompliziertheit der Werkstücke ist man hierbei gezwungen, mit entsprechend großen Materialzugaben zu arbeiten. Bei' dem bekannten Fertigungsverfahren ao ist es zudem schmiedetechnisch nur schwer möglich, auf die genaue Endfotfm und eine weitgehende Maßhaltigkeit des Erzeugnisses Rücksicht, zu nehmen, wie dies z. B. bei der gegabelten Kreuzkopfseite einer Großdieselmotorentreibstange wün- as sehenswert wäre. An den Schmiedevorgang schließt sich daher in üblicher Weise eine weitere Grobbearbeitung durch Schruppen, Hobeln oder Fräsen an. Bei dieser spanabhebenden Bearbeitung werden jedoch gerade an den hochbelasteten Stellen des Werkstückes die Materialfasern durchschnitten. Bei dem bekannten Herstellungsverfahren ergibt sich somit einerseits ein großer Gewichtsunterschied zwischen Roh- und Fertigerzeugnis, andererseits läßt auch der Faserverlauf bei letzterem zu wünschen übrig. Aus dem großen

Gewichtsunterschied erwachsen nicht nur hohe Materialkosten, sondern auch hohe Kosten für die spanabhebende Bearbeitung des Werkstückes.

Die erwähnten Nachteile werden bei dem Verfahren zum Schmieden von Treibstangen mit rundem Schaft und flachen verbreiterten. Enden für Kreuzkopf- und Kurbelzapfenlager von Großdieselmotoren gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß an einer Rundstange mit dem ungefähren ίο Durchmesser des fertigen Schaftes die erhitzten Enden breitgestaucht, anschließend flachgepreßt und darauf im Gesenk die Kopfteile fertiggeformt werden. Das Vormaterial wird dabei, bevor es dem Stauchvorgang unter der Schmiedepresse unterworfen wird, zweckmäßigerweise auf einer Drehbank überdreht, um Oberflächenfehler im Material von vornherein weitgehend auszuschalten. Die Erwärmung des Stangenmaterials auf die nötige Schmiedetemperatur wird unter Einhaltung einer bestimmten Länge sodann mittels einer Induktionsspule vorgenommen, da die bei Treibstangen vorkommenden Abmessungen noch durchaus im Gebiet dieser induktiven Erwärmungsmöglichkeit liegen. Dies hat den weiteren Vorteil der Einsparung an Heizenergie und Aufheizzeit gegenüber der bisher notwendigen Erhitzung im Gasofen, und auch der Zunderanfall wird stark eingeschränkt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung benutzt, welche aus zwei in Form von Backen den Schaft aufnehmenden Spanngesenken besteht, von denen das eine quer beweglich ist. und die zusammen mit einem gegen sie vorgetriebenen, vom Preßbär getragenen Stauchgesenk einen Gesenkraum für die zu stauchende Kopfform umschließen, und bei dem ferner ein gegen den Fuß. der Stange anschlagendes Widerlager vorgesehen ist. Vorrichtungen mit Stauchbär, quer schließenden Spanngesenken und Widerlager sind an sich bekannt.

Entsprechend der Form des Enderzeugnisses kann eine Auswechslung der Gesenke vorgesehen sein, um mehrere Arbeitsschritte mit verschiedenen Gesenken nacheinander durchführen zu können. Um beim Schmiedeprozeß die durch den Ein- und Ausbau der Gesenke bedingten Rüstzeiten auf ein Mindestmaß zu beschränken, können auch auf einem zur Achse des Stangenmaterials senkrechten Drehtisch mehrere Gesenke angeordnet sein. Es wird dann jeweils eine am Drehtisch bewegliche Gesenkhälfte nach Einlegen des Werkstückes mittels einer mechanisch oder hydraulisch wirkenden Druckvorrichtung an eine am Drehtisch fest angeordnete Gesenkhälfte angepreßt. Der Drehtisch ist zweckmäßig in axialer Richtung verschiebbar. Um den vom Preßplunger auf das Werkstück ausgeübten Preßdruck aufzunehmen, stützen sich die Gesenke gegen eine Gesenkplatte, bei Verwendung eines mit mehreren Gesenken ausgerüsteten Drehtisches gegen einen portalartigen Träger ab. Zur Abstützung des Stangenmaterials in Achsrichtung ist am Querhaupt der Presse ein Fußwiderlager auswechselbar angeordnet. Der Lagerkörper weist auf seinen beiden Stirnseiten Ausnehmungen auf, welche der Form des Werkstückes angepaßt sind und in die allenfalls noch Beilagen je nach der Länge des Stangenmaterials eingesetzt werden können. Eine der Säulen der Mehrsäulenpresse kann in bekannter Weise als axiales Lager des Drehtisches ausgebildet sein.

Beim Preßschmieden von Treibstangen ist ein weiterer Preßvorgang notwendig, um die angestauchte wulstartige Verdickung für den Treibstangenkopf in die gewünschte flache Form umzuwandeln. Zu diesem Zweck wird vor das Gesenk mittels einer mechanisch oder hydraulisch wirkenden Vorrichtung eine Amboßplatte gefahren, gegen welche sich das mit seiner Achse nunmehr senkrecht zur Preßachse ausgerichtete Vorwerkstück beim Flachpreßvorgang abstützt. Ist ein Drehtisch vorhanden, so wird der auf ihm vorgesehene Flachsattel in die Preßstellung gebracht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Schmiedeverfahrens dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι ihren Aufbau als Mehrsäulenpresse, Fig. 2 eine Ansicht der Mehrsäulenpresse nach der Schnittlinie H-II der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 die Anordnung eines Drehtisches mit mehreren Gesenken,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Drehtisch nach der Linie IV-IV der Fig. 3.

Die Schmiedepresse nach Fig. 1 ist als Dreisäulenpresse ausgeführt. Sie besteht aus dem Preßzylinder 1, in welchem ein hydraulisch angetriebener Preßplunger 2 gleitet. Dieser trägt an seinem vorderen Ende das bewegliche Querhaupt 3 mit den beiden Rückzügen 4 und 5 sowie dem auswechselbaren Stauchgesenk 6. Die Stange 7 wird von einem zweiteiligen Gesenk aufgenommen, von denen das eine, bewegliche Spanngesenk 8 mittels der Druckvorrichtung 9 gegen das andere, feststehende Sp^anngesenk 10 gepreßt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel erfolgt das Anpressen hydraulisch. Die beiden Gesenke 8, 10 stützen sich an einer Gegendruckplatte 11 aib. Der vom Preßplunger 2 auf die Stange 7 ausgeübte Preßdruck wird über diese Gegendruckplatte 11 unter Zwischenschaltung von Äbstandsbuchsen 12 auf no das feststehende Querhaupt 13 übertragen, das durch die Säulen 14 mit dem Preßzylinder 1 verbunden ist. Als Fußwiderlager für die Stange 7 ist in das Querhaupt 13 ein auswechselbarer Widerlagerkörper 15 eingesetzt, der an seinen beiden Stirnseiten Ausnehmungen 16, 17 aufweist, welche der Querschnittsform des Werkstückes angepaßt sind und in die erforderlichenfalls Beilagestücke eingesetzt werden können. Bevor der Stauchvorgang durchgeführt wird, wird das Stangenende mittels einer Induktionsspule auf die Schmiedetemperatur örtlich erhitzt. Um die Übersichtlichkeit der Fig. 1 nicht zu beeinträchtigen, ist die induktive Erhitzungseinrichtung nicht dargestellt. Daraufhin bewegt sich der Preßplunger 2 mit dem beweglichen Querhaupt 3 und dem Stauchgesenk 6

gegen das Werkstück und staucht das Stangenende in die Gesenkformen.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Gegendruckplatte ii, gegen welche sich die beiden Spanngesenke 8 und io abstützen. Zwischen die beiden Gesenke 8 und io ist die Stange 7 eingelegt. In strichpunktierten Linien ist die Amboßplatte 18 in der Arbeitslage eingezeichnet. Die Amboßplatte 18 wird mechanisch oder hydraulisch durch eine Einrichtung 19 in die Arbeitsstellung gefahren.

Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform der Mehrsäülenpresse mit einem zur Achse der Stange 7 senkrecht angeordneten Drehtisch 20 als Träger der Gesenk622, 23 und einer Amboßplatte 21. Die Gesenke 22, 23 sind zweiteilig ausgeführt. An einem portalartigen Träger 24 ist eine Druckvorrichtung 25 befestigt, welche mittels eines Stößels 26 das eine, bewegliche Gesenk gegen das andere, fest an der Tischplatte 20 angeordnete Gesenk preßt, zwischen denen die Stange 7 aufgenommen wird. Die Druckvorrichtung 25 wirkt bei dem Beispiel nach Fig. 3 hydraulisch. Nach erfolgtem Stauchvorgang wird die Platte 20 um 120⁰ gedreht und das Werkstück in das folgende Gesenk eines gelegt, worauf der nächste Preßvorgang erfolgen kann. Zur Aufnahme des von der Druckvorrichtung 25 -ausgeübten Drehmoments ist eine Arretierungseinrichtung 27 vorgesehen.

Der Antrieb des um die Achse 28 schwenkbaren Drehtisches 20 erfolgt, wie in Fig. 4 gezeigt, durch einen Elektromotor 29 unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes 30, 31. Die Abstützung des Drehtisches 20 gegenüber dem portalartigen Träger 24 erfolgt in geneigten Führungsbahnen 32 am Umfang des Drehtisches 20. Der Träger 24 seinerseits ist unter Zwischenschaltung von Abstandbüchsen 12 auf dem feststehenden Querhaupt 13 abgestützt. Zur Abstützung der Gesenke könnte z. B. auch eine Stützplatte ähnlich der nach Fig. 1 vorgesehen sein, die unter Zwischenschaltung von Rollen hinter der Platte 20 angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 45

i. Verfahren zum Schmieden von Treibstangen mit rundem Schaft und flachen verbreiterten Enden für Kreuzkopf- und Kurbelzapfenlager von Großdieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Rundstange mit dem ungefähren Durchmesser des fertigen Schaftes die erhitzten Enden breitgestaucht, anschließend flachgepreßt, und darauf im Gesenk die Kopfteile fertiggeformt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch zwei in Form von Backen den Schaft aufnehmende Spanngesenke (8, 10), von denen das eine (8) quer beweglich ist und die zusammen mit. einem gegen sie vorgetriebenen, vom Preßbär (1) getragenen Stauchgesenk (6) einen Gesenkraum für die zu stauchende Kopfform umschließen, sowie ein gegen den Fuß der Stange anschlagendes Widerlager (15).
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanngesenke (8, 10) gegen den Stauchdruck durch eine in axialer Richtung verstellbare Gegendruckplatte (11) abgestützt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckplatte/(11) auf den Pressensäulen (14) geführt und durch auswechselbare Abstandsbuchsen (12) gegen das das· Fußwiderlager (15) tragende Querhaupt (13) abgestützt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußwiderlager (15) abgestufte Sitze (16, 17) für das Einbringen von Beilageplatten hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß' das Widerlager (15) im Querhaupt (13) auf beiden Stirnseiten Sitze (16, 17) hat und umdrehbar im Querhaupt gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekenn- 8g zeichnet durch eine quer zur Preßachse verschiebbare Amboßplatte (18), die sich für das Flachpressen des gestauchten Kopfes vor die Spanngesenke (8, 10) legt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanngesenke (8, 10) und das vom Preßbär getragene Gegengesenk die den Gesenkraum umschließen, zur Durchführung aufeinanderfolgender Arbeitsschritte austauschbar sind.
9. Vorrichtung-nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Drehtisch (20), der die Spanngesenke (22, 23) für das Stauchen mit dem Amboß' (21) für. das Flachpressen dem Preßbär gegenüberstellt, wobei auf den bewegliehen Gesenkbacken jeweils ein von außen in den Drehtisch eintretender Spannstößel (26) einwirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 663517, 835246, 552;

französische Patentschrift Nr. 1 016 457; USA.-Patentschrift Nr. 2 552 103;

Max Kurrein, »Die Werkzeuge und Arbeitsverfahren der Pressen«, 2. Auflage, Berlin 1926, S. 297/98;

Werkstattbücher, Heft 58, Hugo Kaessberg, »Gesenkschmieden von Stahl« II. Teil, 2. Auflage, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1951, S. 34;

»Schmiedetechnische Mitteilungen« Hagen, Nr. 2, 1950, S. 27/28;

»Werkstattstechnik und Maschinenbau«, 42. Jahrgang, Heft 5, Mai 1952, S. 189 bis 198 und 43. Jahrgang, Heft 4, April 1953, S. 149;

»American Machinist«, 26. Juni 1950, S. 73 bis 75.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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