DE965100C - Gesenk aus Warmarbeitsstahl zum Herstellen von Metallgegenstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gesenk aus Warmarbeitsstahl zum Herstellen von Metallgegenständen, wie Turbinen- und Verdichterschaufeln od. dgl., durch Warmbearbeiten, wie Schlagen, Pressen oder Schmieden.

Es ist bekannt, daß Gesenke aus Warmarbeitsstahl beim Schlagen von Metallteilen, wie Schaufeln, nur eine Fertigungsanzahl von etwa 500 bis 750, im günstigsten Falle etwa 1000 Werkstücken aushalten. Nach diesen Stückzahlen weisen die Werkzeuge aber bereits in ihrem Material Einsenkungen von einigen Zehntelmillimetern auf, so daß ihre Genauigkeit für die Herstellung von Präzisionsteilen, wie Turbinensehaufeln od. dgl., nicht mehr ausreicht.

Es ist bereits bekannt, auf die Werkzeugkörper von Gesenken einen Mantel aufzuschrumpfen. Unabhängig hiervon ist vorgeschlagen worden, gegenüber stark beanspruchten Werkstückteilen besondere Aussparungen vorzusehen.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Werkzeugkörper des Gesenkes unterhalb und im Bereich der Gravur eine Materialausnehmung hat und außerdem von mindestens einem Schrumpfmantel umgeben ist. Dadurch wird ein Werkzeug geschaffen, welches den Anforderungen der Praxis besser als die bekannten Gesenke entspricht und eine wirtschaftlichere Fertigung ermöglicht.

Der um den Gesenkkörper gelegte Schrumpfmantel erzeugt eine Spannung, die der Dehnung

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des Warmarbeitsstahles beim Schlagen oder Pressen entgegengerichtet ist. Dadurch wird vor allem einer Verdrängung des Materials in Umfangsrichtung entgegengewirkt. Die am Umfang des Werkzeuges auftretenden Komponenten der Schlagkräfte lassen sich bei entsprechender Bemessung des Schrumpfmantels durch die von letzterem hervorgerufenen Schrumpfkräfte weitgehend ausgleichen. Die im Bereich der eigentlichen Gravur auftretenden

ίο Kräfte können aber durch den Schrumpfmantel allein noch nicht genügend in ihrem Verlauf beeinflußt werden. Durch die Schläge im Bereich der Gravur konnte teilweise ein Verdichten· des Materials erfolgen. Andererseits konnten die Schlagkräfte teilweise auch in umgekehrter Richtung wirksam werden und zu einer Volumenvergrößerung der außerhalb des Gravurbereiches liegenden Zone führen. Dieser Kräfteverlauf wird nun erfindungsgemäß durch die zusätzliche An-Ordnung einer Materialausnehmung unterhalb der Gravur beeinflußt. Praktisch wird zu diesem. Zweck eine Aussparung mit einem ungefähr der Flächenausdehnung der Gravur entsprechenden Grundriß auf der der Gravur gegenüberliegenden Unterseite des Werkzeugkörpers vorgesehen. Die Wirkung dieser Ausnehmung ixn Sinne einer bleibenden Verformung wird aber durch die Anordnung eines oder vorzugsweise zweier Schrumpfmäntel verhindert. Dadurch wird in dem Stahl eine der eigentlichen Schlagrichtung entgegengesetzte Vorbelastung erzeugt. Diese Vorspannung müßte im Werkzeug erst überwunden werden, bis eine elastische und dann unter Umständen bleibende Ausdehnung auftritt. Dieser Vorgang kann durch den oder die Sdhrumpfmäntel vollständig oder jedenfalls in hohem Maße unterbunden werden, da es praktisch keine wesentlichen Schwierigkeiten bereitet, genügend starke Schrumpfkräfte zur Wirkung zu bringen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß bleibende Materialverdrängungen, die sich in Einsenkungen der Gravur äußern, weitgehend verhindert werden, so daß die Schlagleistung des Werkzeugs wesentlich erhöht wird.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise und schematisch veranschaulicht.

Fig. ι zeigt im Querschnitt ein Werkzeug zum Warmschlagen von Schaufeln od. dgl., und

Fig. 2 zeigt das Werkzeug in Ansicht von oben. Das Gesenk besteht aus dem eigentlichen Werkzeugkörper i, in welchem eine Gravur 2 eingearbeitet ist. Vorzugsweise wird das Werkzeug rund ausgebildet und aus Warmarbeitsstahl von hoher Festigkeit hergestellt.

Um den Werkzeugkörper 1 ist ein Schrumpfmantel 3 gelegt worden. Die Unterlagsplatte, mit welcher das Werkzeug auf dem Pressentisch od. dgl. aufliegt, ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt.

Auf der Unterseite des Werkzeugkörpers 1 ist im Bereich der Gravur 2 und dieser gegenüberliegend eine Ausnehmung 4 vorgesehen. Die Form und Tiefe dieser Ausnehmung kann je nach den gewünschten Wirkungen verschieden gewählt werden; im Grundriß soll die von der Ausnehmung eingenommene Fläche etwa der Flächenausdehnung der Gravur 2 entsprechen. In manchen Fällen kann es aber zweckmäßig sein, die Flächenausdehnung der Ausnehmung größer oder kleiner zu wählen.

Es kann vorteilhaft sein, um den ersten Schrumpfmantel 3 einen zweiten Schrumpf mantel 5 zu legen, welcher in der Zeichnung in strichpunktierten Linien dargestellt ist. Dieser zweite Schrumpfmantel oder Schrumpfring soll z. B. vor allem in der Nähe der Auflagefläche des Werkzeugs eine zusätzliche Schrumpfwirkung erzeugen, die in Verbindung mit der Ausnehmung 4 eine Vorspannung oder Vorbelastung hervorruft, welche der Schlagrichtung entgegengesetzt gerichtet ist.

Die Erfindung beschränkt sich im übrigen nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, auch mehr als zwei Schrumpfringe vorzusehen, wenn die Größe der auftretenden Schlagkräfte die Erzeugung entsprechend hoher Schrumpfkräfte erfordert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gesenk aus Warmarbeitsstahl zum Herstellen von Metallgegenständen, wie Turbinen- und Verdichterschaufeln od. dgl., durch Warmbearbeiten, wie Schlagen, Pressen oder Schmieden, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkörper unterhalb des Bereiches der Gravur eine Materialausnehmung hat und von mindestens einem Schrumpfmantel umgeben ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 302 308;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 515 589;

   Zeitschrift Industrie-Anzeiger, Essen, Nr. 42 vom. 25.5. 1954, S. 641;

   Buch von Mayer-Sidd: Merkbuch für Fehler bei der Warmbearbeitung von Eisen und Stahl, 1938, S. 60.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 737/200 12.56 (709 524/304 5, 57)