Schmiedegesenk und mit dem Schmiedegesenk hergestellter Formling

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Schmiedegesenk mit die Außenkontur des zu schmiedenden Körpers formenden Gesenkteilen (1,2) und einem die Innenkontur bestimmenden Schmiededorn (4,10). Zur Schmiedung von Hohlkörpern, die im Hohlraum zumindest Teilbereiche mit hinterschnittener Kontur aufweisen, ist der Schmiededom aus Segmenten (4) zusammengesetzt und zur Erreichung der für das Schmieden erforderlichen Abmessung reversibel aufweitbar ausgebildet

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Schmiedegesenk mit die Außenkontur des zu schmiedenden Körpers formenden Gesenkteilen und einem die Innenkontur bestimmenden Schmiededorn. Derartige Schmiedegesenke sind in verschiedenen Ausführungsarten bekannt, doch war es damit bisher nicht mögliche Hohlkörper zu schmieden, welche im Hohlraum Bereiche mit hinterschnittener Kontur aufweisen. Man hat es nämlich bisher als unmöglich betrachtet, den die Innenkontur ausformenden Schmiededorn aus dem präzisionsgeschmiedeten Formling unter Vermeidung einer Deformation desselben zu entfernen.

[0002] Zur Lösung der Aufgabe, eine Präzisionsschmiedung von Hohlkörpern ausführen zu können, die im Hohlraum zumindest Teilbereiche mit hinterschnittener Kontur aufweisen, besteht das Kennzeichen des erfindungsgemäßen Schmiedegesenkes darin, daß der Schmiededorn aus Segmenten zusammengesetzt und zur Erreichung der für das Schmieden erforderlichen Abmessung reversibel aufweitbar ist.

[0003] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform begrenzen die Segmente einen inneren Hohlraum, in welchem ein eine Radialbewegung der Segmente bewirkender konischer Aufweitdorn geführt ist. Der Aufweitdorn ist zweckmäßig in seinem oberen, mit den Segmenten zusammenwirkenden Bereich zylinderförmig und in seinem unteren Bereich konisch gestaltet.

[0004] Die einzelnen Segmente können an zumindest einer Stelle mit einem in einer Nut liegenden Sprengring bzw. Federring zusammengehalten sein. Jedes der Segmente kann vorteilhafterweise eine innen liegende axial verlaufende Nut aufweisen, mit der es an einer am Aufweitdorn ausgebildeten Nase längsgeführt ist,

[0005] Gemäß einem weiteren Erfindungskennzeichen sind die Segmente an ihren Berührungsaußenkanten angefast gestaltet.

[0006] Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert, in denen als Ausführungsbeispiel die Präzisionsschmiedung von Achszapfen für Kraftfahrzeuge dargestellt ist.

[0007] Es zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt ein erfindungsgemäßes Schmiedegesenk im Stadium der ausgeführten Schmiedung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Obergesenk in der Ausgangsstellung;

Fig. 3a bzw. 3b ein Segment des Schmiededorns im Aufriß bzw. Kreuzriß;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV von Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt gemäß der Linie V - V von Fig.2;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen mit dem erfindungsgemäßen Schmiedegesenk geschmiedeten Formling und

Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Linie VII - VII von Fig. 6.

[0008] Die für das Ausführungsbeispiel gewählten Achszapfen werden als antriebsübertragendes Element bei frontbetriebenen Autos verwendet. Die eigentliche Kraftübertragung erfolgt durch sechs Kugeln, welche im hinterschnittenen Achszapfenhohlraum in sechs ebenfalls hinterschnittenen Kugellaufbahnen laufen.

[0009] Solche Achszapfen können nun durch Anwendung des erfindungsgemäßen Schmiedegesenkes präzisionsgeschmiedet hergestellt werden. Dieses besteht aus dem Untergesenk 1 und dem durch Befestigungsschrauben 3 fixierten Obergesenk 2 als die Außenkontur des zu schmiedenden Körpers formenden Gesenkteilen. Zur Formung des Hohlraumes dient ein Schmiededorn, der aus sechs gleichförmigen Segmenten 4 und einem mit sechs Nasen 11 zur Längsführung der Segmente 4 ausgebildeten Aufweitdorn 10 zusammengesetzt ist. Der Aufweitdorn 10 ist in seinem oberen Bereich zylinderförmig und in seinem unteren Bereich konisch gestaltet. Die Segmente 4 sind durch den in der Nut 6 liegenden Federring 9 zusammengehalten. Bei der durch nicht dargestellte Mittel bewirkten Abwärtsbewegung des Dornes 10 werden die Segmente 4 in die Schmiedestellung aufgeweitet. Nach erfolgter Schmiedung können sie wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt und somit der Formling 13 abgezogen werden. Um die ungehinderte Bewegung der Segmente 4 sicherzustellen, sind die Berührungsaußenkanten achsparallel verlaufend und in radialer Richtung je Segment zueinander parallel verlaufend angefast, wie dies insbesondere die Fig. 3a, 3b und die Fig. 4 und 5 mit der Anfasung 12 erkennen lassen.

[0010] Diese Art der Anfasung wird als optimal angesehen, wenngleich Abweichungen.davon möglich und bei der Angabe dieser Erfindungsmerkmale berücksichtigt sind. Der das Untergesenk 1 aufnehmende Gesenkträger 16 hat eine entsprechende Ausnehmung zur Aufnahme des Stummels 13' des Formlings 13, welcher in Fig.1 nicht dargestellt ist. In einer anschließenden Verbreiterung der erwähnten Ausnehmung sind nicht dargestellte Befestigungsmittel für den Stummel 13' vorgesehen, welche beim Ausziehen des Aufweitdornes 10 in seine Ausgangsstellung zur Wirkung kommen, um den Formling 13 in der Schmiedestellung festzuhalten.

[0011] Grundsätzlich weisen die mit dem erfindungsgemäßen Schmiedegesenk hergestellten Formlinge mit hinterschnittener Hohlkontur Schmiedegrate auf, die gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal in den Bereichen der Innenkontur axial (Schmiedegrate 14), am äußeren Umfang hingegen in Umfangsrichtung verlaufen (Schmiedegrate 15). Die Höhe der Schmiedegrate hängt primär vom Volumen des eingesetzten Rohlings 13 ab und in zweiter Linie von der Schmiedetemperatur. Je höher diese Temperatur ist, umso leichter kann das Material fließen und dementsprechend kommt es auch zur Ausbildung etwas höherer Grate. Der Fachmann hat es demnach in der Hand, durch zweckentsprechende Abstimmung der genannten Einflußfaktoren die optimale Ausbildung der präzisionsgeschmiedeten Formlinge festzulegen. Es erscheint einleuchtend, daß sowohl die Schmiedegrate 15 als auch die im Hohlraum befindlichen Schmiedegrate 14 ohne besonderen Aufwand, z.B. durch spanabhebende Bearbeitung rationell entfernt werden können, ohne daß der Schmiedefaserverlauf in den besonders beanspruchten Kugellaufbahnen geschwächt oder gar unterbrochen wird. Die Nachbearbeitung der präzisionsgeschmiedeten Formlinge ist auf die Entfernung der beschriebenen Schmiedegrate beschränkt.

[0012] Die eingesetzten Rohlinge 13 bestehen im Falle des beschriebenen Anwendungsbeispieles aus einem unlegierten, oberflächenhärtbaren Kohlenstoff-Stahl mit 0,5 % C, weil insbesondere für die Kugellaufbahnen eine entsprechende Härte erforderlich ist. Grundsätzlich ist es möglich, dafür alle schmiedbaren Legierungen einzusetzen.

Ansprüche

1. Schmiedegesenk mit die Außenkontur des zu schmiedenden Körpers formenden Gesenkteilen und einem die Innenkontur bestimmenden Schmiededorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiededorn zum Gesenkschmieden von Hohlkörpern, die im Hohlraum zumindest Teilbereiche mit hinterschnittener Kontur aufweisen, aus Segmenten (4) zusammengesetzt und zur Erreichung der für das Schmieden erforderlichen Abmessung reversibel aufweitbar ist.

2. Schmiedegesenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) einen inneren Hohlraum begrenzen, in welchem ein eine Radialbewegung der Segmente (4) bewirkender Aufweitdorn (10) geführt ist.

3. Schmiedegesenk nach Anspruch 2,-dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitdorn (10) in seinem oberen Bereich zylinderförmig und in seinem unteren Bereich konisch gestaltet ist.

4. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Segmente (4) an zumindest einer Stelle mit einem in einer Nut (5,6) liegenden Sprengring bzw. Federring (8, 9) zusammengehalten sind.

5. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Segmente (4) eine innen liegende axial verlaufende Nut (7) aufweist, mit der es an einer am Aufweitdorn (10) ausgebildeten Nase (11) längsgeführt ist.

6. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) an ihren Berührungsaußenkanten angefast sind.

7. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fase achsparallel verläuft.

8. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1,6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasen eines Segmentes in Achsrichtung konisch bis vorzugsweise achsparallel verlaufend ausgebildet sind.

9. Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasen eines Segmentes (4) in radialer Richtung konisch bis vorzugsweise zueinander parallel verlaufend ausgebildet sind.

10. Mit dem Schmiedegesenk nach den Ansprüchen 1 bis 9 hergestellter Formling,dadurch gekennzeichnet, daß er Schmiedegrate (14, 15) aufweist, die in den Bereichen der Innenkontur axial und am äußeren Umfang in Umfangsrichtung verlaufen.

Zeichnung