DEM0020205MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 26. September 1953 Bekanntgemacht am 30. August 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
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 Oberflächenbeschaffenheit des
Kokillenblockes und die Größe und Kompliziertheit der Werkstücke ist man hierbei gezwungen,
mit entsprechend großen Materialzugaben zu arbeiten. Bei dem bekannten Fertigungsverfahren
ist es zudem schmiedetechnisch nur schwer möglich, auf die genaue Endfoitm und eine weitgehende
Maßhaltigkeit des Erzeugnisses Rücksicht zu nehmen, wie dies z.B. bei der gegabelten Kreuzkopfsei.te
einer Großdieselmotorentreibstange wünsehenswert 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
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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 nachgepreßt 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 aufnehmen-. den 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 '35 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 Qüerhaupt 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 Flachpreßvörgang 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 II-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 Spanngesenk 10 gepreßt wird. Bei dem
Ausführungsbeispiel erfolgt das Anpressen hydraulisch. Die beiden Gesenke 8, 10 stützen sich an
einer Gegendruckplatte 11 afc. Der vom Preßplunger
2 auf die Stange 7 ausgeübte Preßdruck wird über diese Gegendruckplatte 11 unter
Zwischenschaltung von Abstandsbuchsen 12 auf n0
das feststehende Querhaupt 13 übertragen, das durch die Säulen 14 mit dem Preß zylinder 1 verbunden
ist. Als Fuß'widerlager 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
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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 Mehrsäulenpresse mit einem zur Achse der Stange 7
senkrecht angeordneten Drehtisch 20 als Träger der Gesenke'22, 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 eingelegt,
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 (9)
1. 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! (n)
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, gekennzeichnet 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 g0
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. 663 517, 835 246,
883552;
französische Patentschrift Nr. 1 016457;
USA.-Patentschrift Nr. 2 552 103;
Max Kursein, »Die Werkzeuge und Arbeitsverfahren der Pressen«, 2. Auflage, Berlin 1926,
S. 297/98;
Werkstattbücher, Heft 58, Flugo Kaessberg, »Gesenkschmieden von Stahl« II. Teil, 2. Auflage,
Berlin/Göttingen/Heidel'berg 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
609 616/292 8.56
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