Verfahren, Rohteil und Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelkröpfungen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen, bei welchem ein Stababschnitt in axialer Richtung beiderseitig gestaucht und sein Mittelteil senkrecht zur Stauchrichtung gebogen wird, ein Rohteil zum Schmieden von Kurbelkröpfungen, das die Form eines Stabes hat, als Zwischenprodukt, und eine Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelkröpfungen auf Pressen, mit zwei zwischen dem Kopfstück und dem Untergestell angeordneten, das geschmiedete Material klemmenden und gegenüber dem Pressetisch quer zur Richtung des Pressestößelhubes beweglich gelagerten geteilten Matrizen, wobei in der Stauchzone zwischen den Stirnflächen der geteilten Matrizen das den Kurbelzapfen gestaltende Biegewerkzeug und der ihm zugeordnete Amboß angeordnet sind, und beide Matrizenhälften, welche sich auf einer Seite der Matrizenteilungsebene befinden, an Gelenkhebeln angelenkt sind, welche ihrerseits am Gestell gelagert sind, und diese Matrizenhälften mit den anderen Matrizenhälften, welche sich auf der anderen Seite der Matrizenteilungsebene befinden, mittels Mitnehmers gekoppelt sind.

[0002] Bekannt ist ein Verfahren zum Formen von Kurbelkröpfungen, bei welchem ein Stababschnitt bei gleichzeitigem Biegen seines Mittelteils beiderseitig gestaucht wird. Mit diesem Verfahren können jedoch keine Kurbelkröpfungen hergestellt werden, die große Vorsprünge an den Kurbelwangen auf der Seite der Kurbelwellenzapfen aufweisen. Solche Vorsprünge werden bis jetzt am Rohstab durch Drehen jener Stellen hergestellt, die in der fertigen Kurbel die Wellenzapfen und die Kurbelzapfen bilden sollen. Das Drehen ist kostspielig und bewirkt Materialverlust. An den gedrehten Stellen werden Metallfasern durchgeschnitten, was die Festigkeit des Schmiedestückes ungünstig beeinflußt.

[0003] Bekannt sind außerdem Vorrichtungen zum Schmieden von Kurbelkröpfungen durch Stauchen und Biegen eines Stabes, in welchen der Pressestößel über Gelenkhebel mit den als Klemmbacken mit Formschluß ausgebildeten Stauchwerkzeugen verbunden ist, die sich quer zur Richtung des Pressestößelhubes bewegen. Die Gelenkhebel sind auf einer Seite an einem am Pressestößel angeordneten Kopfstück, und auf der anderen Seite auf der Rückseite der Stauchwerkzeuge oberhalb der Teilungsebene der Klemmbacken angelenkt (DE-PS 1 301 297). Dabei sind die unteren Enden der Gelenkhebel an den oberen Stauchwerkzeughälften oberhalb der Teilungsebene dieser Werkzeuge angelenkt. Die Breite der Gelenkhebel entspricht der Breite der Stauchwerkzeughälften.

[0004] Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß wegen der Anlenkung der unteren Gelenkhebelenden lediglich auf einer Seite der Werkzeugteilungsebene während des Arbeitshubs durch ein Kräftepaar ein Moment entsteht, welches eine ungleichmäßige Belastung der einzelnen Gelenkhebel bewirkt. Die Werkzeuge haben deswegen eine Tendenz zum »Kippen«. Bekanntlich steigt in solchen Vorrichtungen die Stauchkraft mit dem Ausschlag der Gelenkhebel. Mit diesem Ausschlag wächst aber auch die Differenz zwischen den Belastungen der einzelnen Gelenkhebel und dem Moment, das das »Kippen« der Stauchwerkzeuge bewirkt. Da die oberen Enden der Gelenkhebel lediglich an der unteren Fläche des Kopfstückes angelenkt sind, entstehen während des Arbeitshubes Biegekräfte, die auf die Konstruktion des Kopfstücks einwirken. Außerdem kann der gestauchte Stababschnitt lediglich in einer Richtung gebogen werden.

[0005] Weiterhin ist aus der DE-C-957 007 ein Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen bekannt, bei welchem ein Stababschnitt in radialer Richtung beiderseitig gestaucht und sein Mittelteil senkrecht zur Stauchrichtung gebogen wird, wobei während des Stauchens vor dem Biegen des Mittelteils des gestauchten Stababschnitts das fließende Material so gelenkt wird, daß an beiden Seiten des gestauchten Stababschnitts je zwei exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete und einander gegenüberliegende Anstauchungen gestaltet werden. Dabei ist jeweils einer der gegenüberliegenden Scheitel in der zum beabsichtigten Biegen entgegengesetzten Richtung orientiert.

[0006] Bei diesem bekannten Verfahren werden bei der Fertigung eines Kurbelhubes mindestens drei Preßgänge benötigt, und zwar das Einpressen der Lagerstellen, das Flachdrücken des Mittelteils der Verdickung und das Durchsetzen des Kurbelzapfens. Während des Schmiedens wird das Werkstück lediglich quer zur Kurbelwellenachse umgeformt. Axiales Stauchen wird nicht angewandt. Bei einer solchen Umformung wird während des Durchsetzens des Kurbelzapfens der kontinuierliche Metallfaserverlauf weitgehend unterbrochen.

[0007] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Schmieden der Kurbelkröpfungen zu ermöglichen, bei welchem an den Kurbelwangen umfangreiche Vorsprünge entstehen, welche über die Wellenzapfen in zu der Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.

[0008] Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß während des Stauchens vor dem Biegen des Mittelteils des gestauchten Stababschnitts das fließende Material so gelenkt wird, daß in den beiden Endbereichen des Gestauchten Stababschnitts je eine, und nur eine, exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete Anstauchung gestaltet wird, wobei die Scheitel der beiden Anstauchungen in der zum beabsichtigten Biegen entgegengesetzten Richtung orientiert sind.

[0009] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Umformung in einem einzigen Pressegang, welcher etwa in der Mitte unterbrochen wird, um den Schmiedesattel nach einem kleinen Anheben des i^lressestößels entfernen zu können. Da während der Umformung das Material sowohl in axialer Richtung beiderseitig gestaucht und sein Mittelteil in radialer Richtung gebogen wird, fließt das Material äußerst sanft. Der Verlauf der Metallfasern in der fertigen Kurbel ist einwandfrei. Durch die beschriebene Ausbildung der Anstauchungen ist es möglich, in den weiteren Schmiedevorgängen große Vorsprünge an den Kurbelwangen der Kurbelwellenzapfen zu erhalten. Diese Vorsprünge bilden entweder selbst Fliehgewichte oder es werden Fliehgewichte an ihnen befestigt. Die Lenkung des gestauchten Materials zur Gestaltung der beiden Anstauchungen kann unter Anwendung unterschiedlicher Verfahren erfolgen.

[0010] Eines dieser Verfahren besteht darin, daß während des Stauchens der Mittelteil des gestauchten Stababschnitts quer zur Stauchbewegung und in zum beabsichtigten Biegen entgegengesetzter Richtung durchgesetzt und der Mittelteil des durchgesetzten Materials in ein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt wird. Beim Durchdrücken wird der Querschnitt des obengenannten Mittelteils verjüngt.

[0011] Im erfindungsgemäßen Verfahren kann es vorteilhaft sein, wenn das sich während und nach dem Durchdrücken im Kaliber befindende Material so lange gepreßt wird, bis ein Teil dieses Materials aus dem Kaliber ausfließt.

[0012] Die Anstauchungen können auch derart geformt werden, daß während des Stauchens auf der in Richtung des beabsichtigten Biegens weisenden Seite der Mantelfläche des gestauchten Stababschnitts ein das Fließen des Materials begrenzendes Element angelegt wird, dessen Oberfläche mit der Mantellinie des Stabes übereinstimmt und auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelteil des gestauchten Materials in ein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt wird. Beim Durchdrücken wird der Querschnitt des obengenannten Mittelteils verjüngt.

[0013] Anstelle der Formung der Kurbelkröpfungen in einem Arbeitsgang kann erfindungsgemäß auch von dem eingangs genannten Rohteil ausgegangen werden, welches auf den Abschnitten, welche zur Gestaltung jeder Kurbelkröpiung bestimmt sind, an einer Seite seiner Mantelfläche je zwei exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete Anstauchungen aufweist, die in einem gewissen Abstand voneinander liegen, wobei auf der anderen Seite an den gegenüberliegenden Stellen seine Mantelfläche entweder sattelförmig ist oder mindestens teilweise in der Mantellinie des Rohstabes liegt. Auf diesen Mantelflächen können gewisse Unebenheiten, z. B. Preßgrate, auftreten, die aber die Umformung des Rohteils zu fertigen Kurbelkröpfungen nicht beeinträchtigen.

[0014] Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit der Vorrichtung der eingangs genannten Art dann durchführen, wenn der Amboß zwei gegenseitig auswechselbare Arbeitsflächen hat, wobei die eine Arbeitsfläche bei der Stauchung des Stababschnitts zur Formung der den Anstauchungen gegenüberliegenden Seite des Stababschnitts ausgebildet ist und die andere Arbeitsfläche beim Biegen des Stababschnitts zur Formung der Außenseite der Kröpfung ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist am Amboß ein Schmiedesattel lösbar befestigt.

[0015] Wenn ein Rohteil verwendet wird, bei welchem das Mittelteil des gestauchten Stababschnitts durchgesetzt wird, werden zweckmäßigerweise schräge Matrizenführungsstücke eingesetzt, die in Richtung des Ambosses konvergent zusammenlaufen und auf welchen die Matrizenhälften beweglich abgestützt sind, welche mittels Mitnehmern mit den auf Gelenkhebeln abgestützten Matrizenhälften gekoppelt sind.

[0016] Ungünstige Spannungen in der Konstruktion werden dadurch aufgehoben, daß die unteren Lagerungen der inneren Gelenkhebel, welche näher der Stauchzone angeordnet sind, an Vorsprüngen im unteren Teil der das Untergestell bildenden Balken gehalten sind, die eine H-förmige Gestalt haben können. Die oberen Lagerungen dieser inneren Gelenkhebel sind an den unteren Matrizenhaltern unterhalb der Matrizenteilungsebene angeordnet. Die unteren Lagerungen der äußeren Gelenkhebel, welche weiter von der Stauchzone entfernt sind, sind an Vorsprüngen abgestützt, die sich im oberen Teil des Balkens befinden. Die oberen Lagerungen der äußeren Gelenkhebel sind an den unteren Matrizenhaltern oberhalb der Matrizenteilungsebene angeordnet. Bei diesem Aufbau biegen sich die das Untergestell bildenden Balken nicht, sie unterliegen lediglich einem Zug in Längsrichtung. Auf die Stauchmatrizen wirkt kein Kräftepaar. Die Belastungen der Gelenkhebel sind gleichmäßig verteilt.

[0017] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können die inneren Gelenkhebel gabelförmig bzw. U-förmig gestaltet sein, wobei ihre Arme die unteren Matrizenhalter seitlich umfassen. Die Verwendung von gabelförmigen Gelenkhebeln ermöglicht es, die Lagerungsachse der Matrizenteilungsebene zu nähern. Dadurch kann die Höhe der Vorrichtung reduziert und eine gleichmäßigere Belastung der Gelenkhebel erzielt werden.

[0018] Die Formung der Kurbelkröpfung und ihr Löslösen von den Werkzeugen wird durch eine Abziehvorrichtung erleichtert, deren Arme das Biegewerkzeug beiderseitig umfassen. Diese Arme der Abziehvorrichtung weisen Ausnehmungen auf, die zum Formen der Kurbelwangen seitlich von den Wellenzapfen dienen.

[0019] Bei einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung wird das Lösen der Kurbelkröpfung von den Werkzeugen dadurch erleichtert, daß das Biegewerkzeug auf verschiebbaren Stützen ruht, wobei neben dem Amboß Stößel angeordnet sind, die in Richtung des Biegewerkzeugs ausschiebbar sind.

[0020] Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung im offenen Zustand, ohne Werkzeugeinlagen, in der Seitenansicht teilweise geschnitten,

Fig. 2 die Vorrichtung im geschlossenen Zustand am Ende des Arbeitshubs,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie B-B von Fig. 2 (linke Seite) und einen Schnitt längs der Linie C-C von Fig. 1 (rechte Seite),

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie D-D von Fig.1,

Fig. 6 bis 9 im Schnitt Werkzeugeinsätze für die Vorrichtung von Fig. 1 und 2 und das geschmiedete Material in vier aufeinanderfolgenden Formungsphasen,

Fig. 10 bis 13 die Werkzeugeinsätze und das geschmiedete Material im Schnitt jeweils längs der Linien E-E, F-F, G-G und H-H von Fig. 6 bis 9,

Fig. 14 im Schnitt die Werkzeugeinsätze und die geschmiedete Kurbelkröpfung nach dem Abheben von den Matrizen mittels der Abziehvorrichtung,

Fig. 15 Werkzeugeinsätze und die Kurbelkröpfung im Schnitt längs der Linie J-J von Fig. 14,

Fig. 16 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung im offenen Zustand, ohne Werkzeugeinlagen, in der Seitenansicht teilweise geschnitten,

Fig. 17 bis 20 im Schnitt Werkzeugeinsätze für die Vorrichtung von Fig. 16 und das geschmiedete Material in vier aufeinanderfolgenden Formungsphasen,

Fig. 21 das erfindungsgemäße Rohteil in der Seitenansicht,

Fig. 22 das Rohteil im Schnitt längs der Linie i-i von Fig. 21,

Fig. 23 die auf den Matrizen ruhende geschmiedete Kurbelkröpfung nach dem Abziehen des Biegewerkzeugs und

Fig. 24 die Kurbelkröpfung und die Werkzeugeinsätze im Schnitt längs der Linie K-K von Fig. 23, wobei auf der linken Hälfte der Zeichnung das Biegewerkzeug und die Stößel in ihrer oberen Lage, und auf der rechten Seite in ihrer unteren Lage gezeichnet sind.

[0021] Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer unteren und einer oberen Baugruppe.

[0022] Die untere Baugruppe hat als Untergestell zwei Balken 1, deren Umriß H-förmig ist. Die Balken 1 sind mit Distanzschrauben miteinander verbunden und auf einer Platte 2 abgestützt. Jeder Balken 1 hat auf der oberen Fläche zwei Vorsprünge 1a und auf der unteren Fläche zwei weitere Vorsprünge 1b. An den unteren Vorsprüngen 1b sind zwei Querbalken 3 gehalten. An jedem Querbalken 3 sitzt eine Lagerwalze 4. An jeder Lagerwalze 4 ist ein Gelenkhebel 5 angelenkt, der gabelförmig bzw. U-förmig gestaltet ist (Fig. 5). Die untere Lagerfläche des Gelenkhebels 5 ist konkav-zylindrisch, dagegen sind die oberen Lagerflächen des Gelenkhebels 5 konvex-walzenförmig. Jeder Gelenkhebel 5 ist über zwei Verbindungsglieder 6 mit den Lagerwalzen 4 verbunden und gesichert (Fig. 3). Die Verbindungsglieder 6 haben Vorsprünge, die in entsprechende Ausnehmungen in den Lagerwalzen 4 und den Gelenkhebeln 5 eingreifen. An den oberen Armen 5a jedes Gelenkhebels 5 ist ein unterer Matrizenhalter 7 angelenkt. Der Anlenkpunkt jedes Matrizenhalters 7 am Gelenkhebel 5 befindet sich unterhalb der Matrizenteilungsebene. Der Matrizenhalter 7 ist am Gelenkhebel 5 durch Bolzen 8 (Fig. 5) gesichert. An jedem unteren Matrizenhalter 7 ist oberhalb der Matrizenteilungsebene beiderseitig je eine Lagerwalze 9 befestigt. Analoge Lagerwalzen 10 sind auf der oberen Fläche des Balkens 1 und am oberen Vorsprung 1 vorgesehen. Zwischen den Lagerwalzen 9 und 10 ist je ein Gelenkhebel 11 angeordnet. In der Vorrichtung ist also jeder untere Matrizenhalter 7 an zwei Gelenkhebeln 11 und an einem gabelförmigen Gelenkhebel 5 angelenkt und bildet mit ihnen und den Balken 1 eine Parallelogrammführung.

[0023] An den Balkenenden sind hydraulische Zylinder 13 befestigt, die über Zugseile mit den Matrizenhaltern 7 verbunden sind. Die Zugseile werden durch Rollen 12 geführt. Die Zylinder 13 dienen zum Rückführen der Matrizenhalter in die Ausgangsstellung bis zum Anschlag 15.

[0024] Die obere Baugruppe der Vorrichtung besteht aus zwei oberen Balken 16, welche mit Distanzschrauben miteinander verbunden sind. Die Balken 16 sind mit zwei schrägen Führungsstükken 16a ausgerüstet, an welchen durch Leisten 17 zwei obere Matrizenhalter 18 gleitend befestigt sind. Die Matrizenhalter 18 liegen in ihrer Ausgangsstellung an Anschlägen 19 an. Die Matrizenhalter 18 weisen Vorsprünge 18a auf, welche als Mitnehmer dienen und während des Arbeitshubes mit den Vorsprüngen 7a des unteren Matrizenhalters 7 gekoppelt werden. Auf diese Weise werden die Matrizenhalter 7 und 18 gekoppelt. In die Vorrichtung von Fig. 1 und 2 sind Werkzeugeinsätze eingesetzt, die in Fig.6 bis 13 gezeigt sind. In die unteren Matrizenhalter 7 werden Werkzeugeinsätze 20, in die oberen Matrizenhalter 18 Werkzeugeinsätze 21 eingebaut. An einem an der Platte 2 angeordneten Halter 22 wird ein Biegewerkzeug 23 befestigt. An einem Halter 24, welcher an dem Balken 16 angeordnet ist, ist ein Amboß 25 zusammen mit einem abnehmbaren Schmiedesattel 26 befestigt.

[0025] Außer diesen Werkzeugen werden beim Schmieden von Kurbelwellen, die mehrere Kurbelkröpfungen aufweisen, noch weitere in der Zeichnung nicht gezeigte Einsätze verwendet, welche die gegenseitige Winkelstellung der einzelnen Kurbelkröpfungen festlegen.

[0026] Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Das zu schmiedende Material 27 in Form eines Stabes wird bei offener Vorrichtung auf die unteren Werkzeugeinsätze 20 gelegt. Dann wird die Presse in Gang gesetzt. In der Zeichnung ist der Pressetisch mit 28 und der Pressestößel mit 29 bezeichnet. Während des Arbeitshubes pressen die oberen Matrizenhalter 18 auf die unteren Matrizenhalter 7. Wegen der Lotabweichung der Gelenkhebel 5 und 11 in Richtung der vertikalen Symmetrieebene und wegen der beweglichen Anordnung der oberen Matrizenhalter 18 werden die linken und die rechten Matrizen in waagerechter Richtung gegeneinander bewegt. Der zwischen den Stirnflächen der zwei Werkzeugeinsatzpaare 20, 21 befindliche Stababschnitt wird gestaucht. Wegen der schrägen Stellung der Führungsstücke 16a der oberen Matrizenhalter 18 nähert sich der Schmiedesattel 26 während des Arbeitshubes der Achse des Materials 27, was eine Durchsetzung in Richtung des Biegewerkzeugs 23 bewirkt. Der Mittelabschnitt des durchgesetzten Materials wird in ein gabelförmiges Kaliber im Biegewerkzeug 23 durchgedrückt. Dieses Kaliber verjüngt sich nach unten. Seine Breite im unteren Teil ist kleiner als der Durchmesser des geschmiedeten Ausgangsmaterials. Diese Durchdrückung bewirkt eine Verjüngung des betreffenden Abschnitts in horizontaler Richtung. Während des Füllens des gabelförmigen Kalibers mit dem durchgedrückten Material und danach wird das Material während des Arbeitshubs weiter von oben gepreßt. Das Material fließt teilweise aus dem Kaliber heraus und bildet zusammen mit dem weiter gestauchten Material an beiden Seiten des Biegewerkzeugs Anstauchungen 27a. So entsteht ein Rohteil der Kurbelkröpfung. Nun wird der Arbeitshub unterbrochen und der Schmiedesattel 26 nach einem kleinen Anheben des Pressestößels entfernt. Dann wird die Presse wieder in Gang gesetzt. Während des weiteren Arbeitshubs wird das Rohteil in zum Durchsetzen entgegengesetzter Richtung durch das Biegewerkzeug gebogen und weiter beiderseitig gestaucht. Der Schmiedevorgang endet, wenn die unteren Matrizenhalter 7 an den Balken 1 anliegen. Durch die Anstauchungen 27a entstehen an den Kurbelwangen 33 große Vorsprünge 33a, welche über die Wellenzapfen in zur Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.

[0027] Die fertige :Curbelkröpfung wird während der Rückbewegung des Pressestößels aus den Werkzeugeinsätzen gezogen. Dazu dient die Abziehvorrichtung, deren Arme 30 das Biegewerkzeug 23 beiderseitig umfassen. In den Armen 30 befinden sich Ausnehmungen 31, welche zur Formung der Kurbelwangen 33 seitlich des Wellenzapfens dienen. Die Arme 30 der Abziehvorrichtung sind über Zugstangen 32 mit dem Balken 16 verbunden.

[0028] Bei der Ausführungsform von Fig. 16 ist die untere Baugruppe der Vorrichtung wie die von Fig. 1 gebaut, mit dem Unterschied, daß das Biegewerkzeug auf zwei Stützen ruht, welche seitlich verschoben werden können. Die obere Baugruppe hat an Stelle der schrägen Führungsstücke 16a waagerechte Führungsstücke 16b für die Matrizenhalter 18. Der Halter 24, der Amboß 25 und der Schmiedesatten 26 sind wie in Fig. 1 bis 3 und 6 bis 13 eingebaut. Bei dieser Ausführungsform ist die Höhe der oberen Baugruppe und somit auch die Höhe der gesamten Vorrichtung kleiner.

[0029] Die in Fig. 16 bis 20, 23 und 24 gezeigte Ausführungsform der Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Das zu schmiedende stabförmige Material 27 wird bei offener Vorrichtung auf die unteren Werkzeugeinsätze 20 gelegt. Dann wird die Presse in Gang gesetzt. In der Zeichnung ist der Pressentisch mit 28 und der Pressestößel mit 29 bezeichnet. Während des Arbeitshubs pressen die oberen Matrizenhalter 18 auf die unteren Matrizenhalter 7. Wegen der Lotabweichung der Gelenkhebel 5 und 11 in Richtung der vertikalen Symmetrieebene und wegen der beweglichen Anordnung der oberen Matrizenhalter 18 werden die linken und rechten Matrizen in waagerechter Richtung gegeneinander bewegt. Der zwischen den Stirnflächen der zwei Werkzeugeinsatzpaare befindliche Stababschnitt wird gestaucht. Während des Stauchens läßt der Schmiedesattel 26 einen Materialfluß nach oben nicht zu. Deswegen bleibt die Mantelfläche des Stabes auf dieser Seite nicht gewölbt. Lediglich an beiden Seiten des Schmiedesattels werden kleine Preßgrate geformt, die für die weitere Verarbeitung keine Bedeutung haben. Das gestauchte Material wird nach unten und zu den Seiten geleitet. Wegen des Ausschlagens der Gelenkhebel 5 und 11 nähert sich das Material 27 während des Arbeitshubs an das Biegewerkzeug 23. Das gestauchte Material wird in sein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt. Diese Durchdrückung bewirkt eine Verjüngung des betreffenden Abschnitts. Das Material fließt teilweise aus dem Kaliber heraus und bildet zusammen mit dem weiter gestauchten Material an beiden Seiten des Biegewerkzeugs Anstauchungen 27a. So entsteht ein Rohteil der Kurbelkröpfung, welches in Fig. 21 und 22 gezeigt ist. Nun wird der Arbeitshub unterbrochen und der Schmiedesattel 26 wird nach einem kleinen Anheben des Pressestößels entfernt. Dann wird die Presse wieder in Gang gesetzt. Während des weiteren Arbeitshubes wird das Rohteil in zu den Scheiteln der Anstauchungen 27a entgegengesetzter Richtung gebogen. Der Schmiedevorgang endet, wenn die unteren Matrizenhalter 7 an den Balken 1 anliegen. Durch die Anstauchungen 27a entstehen an den Kurbelwangen 33 große Vorsprünge 33a, welche über die Wellenzapfen in zur Kurbel entgegengesetzter Richtung hinausragen.

[0030] Die fertige Kurbelkröpfung wird während eines zusätzlichen Pressehubes aus dem Kaliber des Biegewerkzeugs herausgezogen. In der oberen Baugruppe sind dazu zwei Stößel 34 vorgesehen, die nach unten herausragen und in ihrer unteren Lage mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Riegel verriegelt werden können. Nach dem Öffnen der Presse werden diese Stößel heruntergezogen und verriegelt, die Stützen 35 des Biegewerkzeugs 23 werden zur Seite verschoben und die Presse wird in Gang gesetzt. Die Stößel 34 drücken auf die obere Fläche des Biegewerkzeugs 23 und verschieben es nach unten. Nach dem Öffnen der Presse kann die fertige Kurbelkröpfung aus den Werkzeugeinsätzen 20 gehoben werden. Als weitere Variante kann zuerst das Rohteil angefertigt werden, was etwa Fig. oder 18 entspricht. Das Rohteil ist ein Zwischenprodukt, das durch Stauchen und gleichzeitiges Biegen zu einer Kurbelwelle weiter verarbeitet werden kann. Die aus dem Rohteil ausgebildeten Anstauchungen ermöglichen an den Kurbelwangen die Ausbildung großer Vorsprünge 33a, wobei in der Kurbel ein regelmäßiger Metallfaserverlauf gesichert ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum Schmieden von Kurbelkröpfungen, bei welchem ein Stababschnitt in axialer Richtung beiderseitig gestaucht und sein Mittelteil senkrecht zur Stauchrichtung gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Stauchens vor dem Biegen des Mittelteiles des gestauchten Stababschnittes das fließende Material so gelenkt wird, daß in den beiden Endbereichen des gestauchten Stababschnittes je eine, und nur eine, exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete, Anstauchung gestaltet wird, wobei die Scheitel der beiden Anstauchungen in der zum beabsichtigten Biegen entgegengesetzten Richtung orientiert sind.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstauchungen derart geformt werden, daß während des Stauchens der Mittelteil des gestauchten Stababschnitts in zum beabsichtigten Biegen entgegengesetzter Richtung durchgesetzt wird, und der Mittelteil des durchgesetzten Materials in ein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt wird.

3. ,;<_'rfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während und nach dem Durchdrücken das sich im Kaliber befindliche Material so lange gepreßt wird, bis ein Teil des Materials aus dem Kaliber ausfließt.

4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstauchungen derart geformt werden, daß während des Stauchens auf der in Richtung des beabsichtigten Biegens weisenden Seite der Mantelfläche des gestauchten Stababschnittes ein das Fließen des Materials begrenzenden Element angelegt wird, dessen Oberfläche mit der Mantellinie des Stabes übereinstimmt, und auf der gegenüberliegenden Seite der Mittelteil des gestauchten Materials in ein gabelförmiges Kaliber durchgedrückt wird.

5. Rohteil zum Schmieden von Kubelkröpfungen, das die Form eines Stabes hat, als Zwischenprodukt, nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er auf den Abschnitten, welche zur Gestaltung jeder Kurbelkröpfung bestimmt sind, an einer Seite seiner Mantelfläche je zwei exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete Anstauchungen (27a) aufweist, die in einem gewissen Abstand voneinander liegen, und auf der anderen Seite an den gegenüberliegenden Stellen seine Mantelfläche sattelförmig ist.

6. Rohteil zum Schmieden von Kurbelkröpfungen, das die Form eines Stabes hat, als Zwischenprodukt, nach dem Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es auf den Abschnitten, welche zur Gestaltung jeder Kurbelkröpfung bestimmt sind, an einer Seite seiner Mantelfläche je zwei exzentrisch bezüglich der Stabachse angeordnete Anstauchungen (27a) aufweist, die in einem gewissen Abstand voneinander liegen, und auf der anderen Seite an den gegenüberliegenden Stellen seine Mantelfläche mindestens teilweise in der Mantellinie des Rohstabes liegt.

7. Vorrichtung zum Schmieden von Kurbelkröpfungen auf Pressen, mit zwei zwischen dem Kopfstück und dem Untergestell angeordneten, das geschmiedete Material klemmenden und gegenüber dem Pressetisch quer zur Richtung des Pressestößelhubes beweglich gelagerten geteilten Matrizen, wobei in der Stauchzone zwischen den Stirnflächen der geteilten Matrizen das den Kurbelzapfen gestaltende Biegewerkzeug und der ihm zugeordnete Amboß angeordnet sind, und beide Matrizenhälften, welche sich auf einer Seite der Matrizenteilungsebene befinden, an Gelenkhebeln angelenkt sind, welche ihrerseits am Gestell gelagert sind, und diese Matrizenhälften mit den anderen Matrizenhälften, welche sich auf der anderen Seite der Matrizenteilungsebene befinden, mittels Mitnehmers gekoppelt sind, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Amboß (25) zwei gegenseitig auswechselbare Arbeitsflächen hat, wobei die eine Arbeitsfläche bei der Stauchung des Stababschnitts (27) zur Formung der den Anstauchungen (27a) gegenüberliegenden Seite des Stababschnitts (27) ausgebildet ist und die andere Arbeitsfläche beim Biegen des Stababschnitts (27) zur Formung der Außenseite der Kröpfung ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Amboß (25) ein Schmiedesattel (26) lösbar befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch schräge Matrizenführungsstücke (16a), die in Richtung des Ambosses (25) konvergent zusammenlaufen und auf welchen die Matrizenhälften (18, 21) beweglich abgestützt sind, welche mittels Mitnehmern (7a, 18a) mit den auf Gelenkhebeln (5, 11) abgestützten Matrizenhälften (7,20) gekoppelt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Lagerungen der inneren Gelenkhebel (5), welche näher an der Stauchzone angeordnet sind, an Vorsprüngen (1b) im unteren Teil der das Untergestell bildenden Balken (1) gehalten sind, die oberen Lagerungen dieser inneren Gelenkhebel (5) an den unteren Matrizenhaltern (7) unterhalb der Matrizenteilungsebene angeordnet sind, die unteren Lagerungen der äußeren Gelenkhebel (11), welche weiter von der Stauchzone entfernt sind, an Vorsprüngen (1a) abgestützt sind, welche sich im oberen Teil des Balkens (1) befinden, und die oberen Lagerungen dieser äußeren Gelenkhebel (11) an den unteren Matrizenhaltern (7) oberhalb der Matrizenteilungsebene angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Gelenkhebel (5) gabelförmig bzw. U-förmig gestaltet sind, wobei ihre Arme (5a) die unteren Matrizenhalter (7) seitlich umfassen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Abziehvorrichtung, deren Arme (30) das Biegewerkzeug (23) beiderseitig umfassen und die Kurbelwangen seitlich der Wellenzapfen formende Ausnehmungen (31) aufweisen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug (23) auf verschiebbaren Stützen ruht, wobei neben dem Amboß (25) Stößel (34) vorgesehen sind, die in Richtung des Biegewerkzeuges (23) ausschiebbarsind.

Claims

1. Process for forging cranks, in which a portion of a bar is compressed from both ends in the axial direction and its middle portion bent vertically to the direction of compression, characterised in that during the compression before the bending of the middle portion of the compressed bar section, the flowing material is so directed, that in each end region of the compressed portion of the bar one, but only one, upset is formed which is arranged eccentrically with reference to the bar axis, so that the peak of both upsets is orientated in the direction opposed to the intended bend.

2. Process according to claim 1, characterised in that the upset is so formed, that during the compression, the middle portion of the compressed portion of the bar is deformed in the direction opposite to the intended bending, and the middle portion of this deformed material is forced into a bifurcated groove.

3. Process according to claim 2, characterised in that during and after this forcing step, force is applied to the material in the groove for sufficient time for a part of the material to flow out of the groove.

4. Process according to claim 1, characterised in that the upsets are so formed, that during the compression of the side of the surface layer of the compressed bar portion facing the desired bending, the flow of the material is so directed, that its surface coincides with the outer form of the rod, and on the opposite side, the middle portion of the compressed material is forced into a bifurcated groove.

5. Blank for the forging of cranks, which is in the form of a rod, as an intermediate product of the process of claim 1, characterised in that it has on the portions which are to be formed into each crank bend, on one side of its surface layer two upsets (27a) arranged eccentrically relative to the axis of the rod, which are spaced apart by a specific distance, and on the opposite side, its surface layer is saddle-shaped.

6. Blank for the forging of cranks, which is in the form of a rod, as an intermediate product of the process of claim 1, characterised in that it has on the portions which are to be formed into each crank bend, on one side of its surface layer two upsets (27a) arranged eccentrically relative to the axis of the rod, which are spaced apart by a specific distance, and on the opposite side its surface layer at least partially follows the surface of the blank.

7. Apparatus for forging cranks on press tools having two separated dies arranged between the head=piece and the base, which grip the forged material and are mounted opposite to the press-table and are displacable transverse to the direction of the press ramming stroke so that in the compression zone between the end surfaces of the separated dies the bending tool and the anvil corresponding thereto are arranged, and both halves of the die, which are on one side of the plane of separation of the dies, are coupled by means of a cam, for carrying out the process according to claim 1, characterised in that the anvil (25) has two interchangeable working surfaces whereby one working surface is shaped so as to form the side of the bar section (27) which is opposite to the compression (27a) during the compression of the bar section (27) and the other working surface is shaped so as to form the outside of the bend during bending of the bar section (27).

8. Apparatus according to claim 7, characterised in that a forging saddle (26) is detachably fixed to the anvil (25).

9. Apparatus according to claim 7, characterised by oblique leading die parts (16a), which converge in the direction of the anvil (25) and on which the die portions (18, 21) are displacably supported, which are coupled by means of cams (7a, 18a) with the die portions (7, 20) supported on the pivoted lever (5, 11).

10. Apparatus according to claim 7, characterised in that the lower mounting points of the inner articulated levers (5), which are arranged nearer to the compression zone, are on projections (1 b) on the lower part of the beam (1) which forms the base, the upper mounting points of these inner articulated levers (5) are on the upper die holders (7) beneath the plane of separation of the die parts, the lower mounting points of the outer articulated levers (11) which are further from the compression zore, are on projections (1a), which are on the upper part of the beam (1), and the upper mounting points of these outer articulated levers (11) are on the lower die holders (7) above the plane of separation of the die parts.

11. Apparatus according to claim 10, characterised in that the inner articulated levers (5) are bifurcated or U-shaped, so that their arms (5a) embrace he lower die holders (7).

12. Apparatus according to claim 7, characterised by a withdrawing device, the arms (30) of which grip the bending tool (23) from both sides and display the sides of the crank laterally of the recesses (31) which form the journals.

13. Apparatus according to claim 7, characterised in that the bending tool (23) rests on displacable supports, whereby plungers (34), which can be slid out in the direction of the bending tool (23), are provided adjacent the anvil (25).

Revendications

1. Procédé de forgeage de coudes de manivelle, selon lequel un segment de barre est refoulé en direction axiale, des deux côtés, et sa partie médiane est pliée perpendiculairement à la direction de refoulage, caractérisé par le fait que, pendant le refoulage, avant le cintrage de la partie médiane du segment de barre refoulé, le matériau enécoulement dirigé de façon que, dans chacune des deux parties extrêmes du segment de barre refoulé, soit formé un refoulage et un seul qui est excentrique par rapport à l'axe de la barre, les sommets des deux refoulages étant orientés en direction opposée par rapport au cintrage envisagé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les refoulages sont formés de façon que, pendant le refoulage, la partie médiane du segment de barre refoulé est pénétrée en direction opposée au cintrage envisagé et la partie médiane du matériau pénétré passe en pression dans un calibre en forme de fourche.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que pendant et après le passage en pression le matériau se trouvant dans le calibre est pressé jusqu'à ce qu'une partie du matériau s'écoule hors du calibre.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les refoulages sont formés de façon que, pendant le refoulage, un élément limitant l'écoulement du matériau soit appuyé sur le côté de la surface d'enveloppe du segment de barre refoulé tourné en direction du cintrage envisagé, élément dont la surface correspond à la ligne d'enveloppe de la barre, et est pressé sur le côté opposé de la partie médiane du matériau refoulé dans un calibre en forme de fourche.

5. Tube pour le forgeage de coudes de manivelle, qui a la forme d'une barre, en tant que produit intermédiaire, d'après le procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente, sur les segments qui sont prévus pour la formation de chaque coude de manivelle, d'un côté de sa surface d'enveloppe, deux refoulages (27a) qui sont disposés excentriquement par rapport à l'axe de la barre et qui se trouvent à une distance déterminée l'un de l'autre, et, de l'autre côté, aux emplacements opposés de sa surface d'enveloppe, il a une forme de selle.

6. Tube pour le forgeage de coudes de manivelle, qui a la forme d'une barre, en tant que produit intermédiaire, d'après le procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il présente, sur les segments qui sont prévus pour la formation de chaque coude de manivelle, d'un côté de sa surface d'enveloppe, deux refoulages (27a) qui sont disposés excentriquement par rapport à l'axe de la barre et qui se trouvent à une distance déterminée l'un de l'autre, et, de l'autre côté, aux emplacements opposés, sa surface d'enveloppe se trouve au moins partiellement dans la ligne d'enveloppe de la barre du tube.

7. Dispositif pour le forgeage de coudes de manivelle sur des presses, avec deux matrices séparées, placées entre la tête et le châssis, serrant le matériau forgé et montées déplaçables par rapport à la table de la presse, perpendiculairement à la direction de la course du coulisseau de la presse, l'outil de cintrage formant les têtes de manivelle et l'enclume lui correspondant étant disposés dans la zone de refoulage entre les surfaces frontales des matrices séparées, et les deux demi-matrices, qui se trouvent d'un côté du plan de séparation des matrices, étant articulées sur des leviers articulés, qui, de leur côté, sont placés sur bâti et ces demi-matrices étant couplées aux autres demi-matrices, qui se trouvent de l'autre côté du plan de séparation des matrices, au moyen d'un dispositif entraîneur, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'enclume (25) a deux surfaces de travail mutuellement échangeables, la première surface de travail étant formée, au refoulage du segment de barre (27), pour la formation du côté du segment de barre (27) opposé aux refoulages (27a) et l'autre surface de travail étant formée, au cintrage du segment de barre (27), pour la formation du côté extérieur du coude.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, sur l'enclume (25), est disposée de façon détachable une selle de forgeage (26).

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par des pièces obliques (16a) de guidage des matrices, qui se joignent en convergeant en direction de l'enclume (25) et sur lesquelles s'appuient de façon mobile les demi-matrices (18, 21) qui sont couplées, au moyen de dispositifs entraîneurs (7a, 18a), avec les demi-matrices (7, 20) appuyées sur les leviers articulés (5, 11).

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les logements inférieurs des leviers articulés internes (5), qui sont disposés plus près de la zone de refoulage, sont maintenus sur des saillies (1 b) à la partie inférieure de la poutre (1) formant le châssis, les logements supérieurs de ces leviers articulés internes (5) sont disposés sur les supports inférieurs de matrice (7) endessous du plan de séparation des matrices, les logements inférieurs des leviers articulés aextérieurs (11), qui sont plus éloignés de la zone de refoulage, s'appuient sur des saillies (1a), qui se trouvent à la partie supérieure de la poutre (1), et les logements supérieurs de ces leviers articulés extérieurs (11) sont disposés sur les supports inférieurs de matrice (7) au-dessus du plan de séparation des matrices.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les leviers articulés intérieurs (5) sont en forme de fourche ou en forme de U, leurs bras (5a) entourant latéralement les supports inférieurs de matrice (7).

12. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par un appareil à dresser, dont les bras (30) entourent des deux côtés l'outil à cintrer (23) et les joues de la manivelle présentent latéralement des évidements (31) formant les têtes de bielle.

13. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'outil à cintrer (23) repose sur des appuis coulissants, des coulisseaux (34) étant prévus près de l'enclume (25), lesquels peuvent être déplacés en direction de l'outil à cintrer (23).

Zeichnung