DE1627701A1

DE1627701A1 - Verfahren zum schrittweisen Schmieden von mehrhuebigen Kurbelwellen

Info

Publication number: DE1627701A1
Application number: DE19671627701
Authority: DE
Inventors: Helmut Robra
Original assignee: Schloemann AG
Current assignee: Schloemann AG
Priority date: 1967-09-14
Filing date: 1967-09-14
Publication date: 1971-01-21
Also published as: SE334591B; FR1579866A; GB1201692A; US3534579A

Description

- 2071 -

Verfahren zum schrittweisen Schmieden von 162/701

mehrhübigen Kurbelwellen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum schrittweisen Schmieden von mehrhübigen Kurbelwellen aus einem runden Rohling mit eingepreßten Lagerstellen, bei dem die zwischen zwei eingespannten Lagerstellen liegende Verdickung bis auf eine Auflage durchgesetzt und dann in Länge des herzustellenden Kurbelzapfens unter Materialverdrängung in die Kurbelwangen zu einer Zapfenform niedergepreßt wird.

Beim Schmieden von Kröpfungen einer Kurbelwelle ist es notwendig, die Kurbelwelle umzulegen, d.h. mittels eines Kranes und/oder eines von unten wirkenden Auswerfers oder dergleichen aus der Gesenkform herauszuheben und in einer neuen Lage wieder einzusetzen. Hierbei kann es vorkommen, daß sich der fertige Kurbelzapfen verbiegt, wobei sich der Abstand der Kurbelwangen im Bereich der Wellenachse vermindert und die Kurbelwelle auf diese Weise krumm wird.

Um dem Verbiegen der Kurbelwelle, beim Herausheben der Kröpfung aus der Gesenkform entgegenzuwirken, ist es bekannt (DB 87O 932, S-. 3, Zeile 33), in den eingepreßten Kurbelhub zwischen die Kurbelwangen ein Futterstück einzulegen. Da die einzelnen Kröpfungen in der Regel um 90° bzw. 18O° zueinander versetzt geschmiedet werden und der Kurbelwellen-Rohling während des Umlegens um den jeweils entsprechenden Winkel weitergedreht' werden muß, müssen die eingesetzten Futterstücke zusätzlich noch gegen ein Herausfallen gesichert werden. Ist die Kurbelwelle fertig geschmiedet, dann wird sie zum Abkühlen in ein Sandbet

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gelegt. Vorher müssen jedoch die einzelnen Futterstücke nach Lösen der Sicherung aus den Kröpfungen entfernt werden, da sonst die Abkühlungsschrumpfung der Kurbelwelle behindert würde und die Futterstücke in den Kröpfungen fest eingeklemmt würden.

Im Anschluß an das Erkalten ist es weiterhin üblich, die Kurbelwelle auf eine bestimmte Festigkeit zu vergüten, wobei in der Rege„l erneut Futterstücke eingesetzt und mit den Kurbelwangen durch kurze Schweißnähte verbunden werden, um ein zu starkes Verziehen der einzelnen Kurbelkröpfungen zu verhindern. Diese Futterstücke müssen dann nach dem Vergütungsvorgang wieder entfernt werden, bevor mit der spanabhebenden Bearbeitung der Zapfen und Lagerlaufflächen in der Werkstatt begonnen werden kann.

Aus dem Gesagten geht klar hervor, daß das Arbeiten mit Futterstücken umständlich ist und viel Zeit erfordert. Gerade dieser Zeitverlust wirkt sich beim Schmieden einer Kurbelwelle, insbesondere einer mit Vielen Hüben, sehr nachteilig aus, weil die einzelnen Kurbelhübe nicht nur in einer einzigen Hitze geschmiedet werden sollen, sondern auch bei einer für alle kurbelhübe möglichst gleichen Temperatur, was durch das Arbeiten mit Futterstücken nicht möglich ist. Während z.Z. die An-

zahl der Kurbelhübe bei Schiffsantriebswellen noch bei etwa 9-12 liegt, steuert die Entwicklung bereits auf größere Zylinderzahlen hin, so daß das Arbeiten mit Futterstücken infolge des Zeitverlustes ein immer größer werdendes Problem darstellt und wegen der Zunahme der Kurbelwellenlänge auch die Verhinderung der Durchbiegung der Kurbelwelle immer schwieriger wird.

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Zur Vermeidung der genannten Nachteile und im Hinblick auf die beabsichtigte Steigerung der Anzahl der Kurbelwellenhübe hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, beim schrittweisen Schmieden von mehrhübigen Kurbelwellen die Steifigkeit der geschmiedeten Kröpfungen unter Einsparung der Futterstücke zu erhöhen und ferner die Schmiedezeit zu verkürzen.

Dies wird nach der Erfindung bei dem eingangs erwähnten Verfahren dadurch erreicht, daß das Durchsetzen der Kröpfung mit einem Stempel, der gegenüber dem Durchmesser der Verdickung eine geringere Breite hat, bei gleichzeitiger, seitlich begrenzter Materialverdrängung in - die Kurbelwangen miteinander verbindende - Stege erfolgt.

Die auf diese Weise geschmiedeten Kröpfungen besitzen etwa den gleichen günstigen Faserverlauf wie die nach anderen, bekannten Verfahren geschmiedeten Kröpfungen. Die seitlich neben dem Stempel stehenbleibenden bzw. hochgepreßten Stege können bis nach dem Vergüten als Verbindung zwischen den Kurbelwangen verbleiben und dann durch Schneidbrennen oder dergleichen entfernt werden. Hierdurch kann auch beim Vergüten ohne Verwendung von Futterstücken ein Verziehen der Kurbelwelle vermieden werden, was einen weiteren Vorteil der Erfindung darstellt.

Mit Rücksicht darauf, daß der fertiggeschmiedete Kurbelwellen-Rohling nach dem Vergüten beim Drehen der Lager- und Zapfenlaufflächen möglichst wenig Materialabnahme erfahren soll, andererseits aber die verbleibenden Stege zur Erreichung einer ausreichenden Stfjefigkeit der

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geschmiedeten Kurbelwelle eine entsprechende Wandstärke aufweisen müssen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders zweckmäßig, wenn das Durchsetzen der Kröpfung mit einer dem rohen Zapfendurchmesser entsprechenden Breite und in einer der Zapfenkrümmung angepaßten Form erfolgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch die Einspannsättel mit dem zwischen ihnen liegenden teilweise fertiggeschmiedeten Wellenteil bei abgesenktem Preßstempel und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 bei hochgefahrenem Preßstempel.

In Fig. 1 ist eine teilweise fertiggeschmiedete Kurbelwelle 7 mit ihren eingerollten Lagerstellen 6 zwischen Einspannsättel bzw. Haltelagern 1 und 2 gehalten. Links von den Einspannsättel 1 und 2 befinden sich die bereits fertiggeschmiedeten, um 90° zueinander versetzt angeordneten Kröpfungen der Kurbelwelle, während auf der rechten Seite der Einspannsättel 1 und 2 der Kurbelwellenrohling 7 zwischen den Lagerstellen 6 noch unverschmiedete Verdickungen aufweist. Der zwischen den Einspannsätteln 1 und 2 befindliche Teil des Kurbelwellen-Rohlings 7 wird mittels eines Preßstempels 5 gegen ein Untergesenk J bei seitlicher Begrenzung durch die Einspannsättel 1 und 2 sowie durch die in Fig. 2 gezeigten Gesenkleisten 4 aus einer runden Verdickung zu einer·Kurbelkröpfung ausgeschmiedet. Der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Stempel 5 hat in seinem unteren, in die Verdickung eindringenden Bereich einen rechteckigen Querschnitt, wobei die Stempeldicke

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der rohen Zapfenlänge entspricht. Die Stempelbreite ist kleiner Als der Durchmesser der Verdickung des Kurbel-Rohlings, jedoch zweckmäßigerweise mindestens so groß wie der Durchmesser des rohen Kurbelwellenzapfens 8. Die Preßfläche 5a des Stempels 5 ist hierbei der Zapfen· krümmung soweit als möglich angepaßt, um beim Fertigdrehen des Zapfen-Rohlings möglichst wenig Materialabnähme zu erhalten.

Die runde Verdickung des Kurbelwellenrohlings wird in einem nach den Seiten und nach unten hin geschlossenen, nach oben jedoch offenen Gesenk zur Kröpfung ausgeschmiedet, wobei der Abstand zwischen den Gesenkleisten 4 gleich dem Durchmesser der Verdickung ist. Augrund der gegenüber dem Durchmesser der Verdickung geringeren Breite des Preßstempels 5 wird beim Niederfahren des Preßstempels 5 das zu verformenc Material gleichzeitig mit dem Hochdrücken in die Kurbelwangen 9 in der zwischen den Gesenkleisten 4 und dem Preßstempel 5 befindlichen Spalt gedrängt, so daß die Kurbelwangen 9 durch zwei Stege 10 miteinander verbunden bleiben. Diese Stege 10 verleihen der fertiggeschmiedeten Kurbelwelle die von der Erfindung angestrebte Festigkeit und Steifigkeit, so daß ein Verbiegen bzw. Krummwerden der Kurbelwelle beim jeweiligen Ausheben aus dem Gesenk und dem daran anschließenden Drehen und Umsetzen vor dem Ausschmieden der nächsten Kröpfung vermieden wird

Die die Kurbelwangen 9 miteinander verbindenden Stege 10 müssen dann durch Schneidbrennen oder dergleichen vor der spanabhebenden Fertigverarbeitung der Lager- und Zapfenlaufflächen entfernt werden, was ggf. auch nach dem üblicher Weise anschließend an das Schmieden durchgeführten Vergütungsvorgang erfolgen kann. _ömmmL mSPEGlED

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Claims

- 2071 - Patentansprüche

1. Verfahren zum schrittweisen Schmieden von mehrhübigen Kurbelwellen aus einem runden Rohling mit eingepreßten Lagerstellen, bei dem die zwischen zwei eingepreßten Lagerstellen liegende Verdickung bis auf eine Auflage durchgesetzt und dann in Länge des herzustellenden Kurbelzapfens unter Materialverdrängung in die Kurbelwarigen zu einer Zapfenform niedergepreßt wird, dadurch gekennzeichnet,. daß das Durchsetzen der Kröpfung mit einem Stempel* der gegenüber dem Durchmesser der Verdickung ein© geringere Breite hat, bei gleichzeitiger, seitlich begrenz« ter Materialverdrängung in - die Kurbelwangen miteinander verbindende - Stege erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Durchsetzen der Kröpfung mit einer dem rohen Zapfendurchmesser entsprechenden Breite und in einer der Zapfenkrümmung angepaßten Form erfolgt.

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