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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von stufenförmigen Hohlwellen, die im Maschinenbau benötigt werden.
Ein Vorteil von Hohlwellen besteht darin, dass sie bei geringem Eigengewicht hohe Festigkeitswerte bei Beanspruchung auf Biegung und Verdrehung aufweisen. Oftmals ist die Benutzung von Hohlwellen in funktioneller oder baulicher Hinsicht unbedingt erforderlich.
Stufenförmige Hohlwellen werden zur Zeit aus vollen Stangen durch Zerspanung der Axialbohrung hergestellt. Für diesen Zweck werden Bohrer für tiefe Öffnungen benutzt. Dieses Verfahren hat den Nachteil eines langwierigen, schwierigen und teueren technologischen Herstellungsverfahrens und bedingt einen gleichgrossen Metallverbrauch wie für volle Wellen.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Herstellen von stufenförmigen Hohlwellen besteht in der spanabhebenden Bearbeitung von dickwandigen Rohren. Auch in diesem Falle ist ein grosses Bearbeitungsvolumen durch Zerspanen nötig und die Herstellungsmöglichkeiten verschiedener Durchmesserunterschiede der Stufen verkleinern sich in Abhängigkeit von der Wandstärke des Rohres.
Schliesslich können stufenförmige Hohlwellen auch durch innere Erweiterung von dünnwandigen Rohren hergestellt werden, wobei aber die Rohrwandung stark beansprucht und die Wandstärke verringert wird und deshalb kommt dieses Verfahren nur bei kleinen Wellen mit kleinen Unterschieden der Durchmesser zur Anwendung.
Die Erfindung zielt darauf ab, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden, und das erfindungsgemässe Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass flache Halbfabrikate aus Walzblech entsprechend der Umrisskontur der Halbrohrwelle zugeschnitten werden, worauf diese Halbfabrikate in die entsprechenden Stufen der herzustellenden Welle in unterschiedlichen parallelen Ebenen, welche den Unterschieden der Halbmesser der Stufen der herzustellenden Welle entsprechen, abgebogen werden, wodurch man Halbfabrikate erhält, welche dem Biegungshalbmesser entsprechend der einzelnen Stufen der Welle halbkreisförmig gebogen werden und anschliessend paarweise entlang zweier Erzeugenden zusammengeschweisst werden, wodurch man die fertige Rohrwelle erhält, die noch spanabhebend bearbeitet wird.
Eine Variante des Verfahrens, anwendbar im Falle kleiner Durchmesserunterschiede, besteht darin, dass die zur Herstellung der stufenförmigen Hohlwelle benötigten flachen Halbfabrikate auch direkt in die den halben Stufenrohrwellen entsprechenden Formen gebogen werden, welche paarweise entlang zweier Erzeugenden zusammengeschweisst werden. Die so erhaltene Rohrwelle wird schliesslich noch spanabhebend bearbeitet.
Eine Vorrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendet werden kann, ist gemäss der Erfindung aus Stanzen bzw. Pressen einfacher oder fortschreitender Arbeitsweise gebildet, welche Schneidwerkzeuge zum Ausschneiden oder Abschneiden (Hirnschnitt) von flachen Halbfabrikaten entsprechend der Umrisskontur der Halbrohrwelle aus Blechstreifen, Abkantwerkzeuge zum Abkanten der flachen Halbfabrikate nach unterschiedlichen parallelen Ebenen, die den Unterschieden der Halbmesser der Stufen der herzustellenden Welle entsprechen, und Biegewerkzeuge aufweisen, die anschliessend oder auch zugleich mit der Abkantbearbeitung die halbkreisförmige Biegung durchführen.
Im weiteren Verlauf des Verfahrens werden Schweissmaschinen und-Vorrichtungen sowie Werkzeugmaschinen zur zerspanenden Bearbeitung verwendet.
Weiter unten wird ein Anwendungsbeispiel des Verfahrens und der nötigen Vorrichtung in bezug auf die Fig. 1 bis 13 gegeben, in welchen Fig. 1 ein Grundriss des zugeschnittenen Halbfabrikates, Fig. 2 eine Frontalansicht des in unterschiedlichen parallelen Ebenen abgebogenen Halbfabrikates, Fig. 3 eine Grundrissdarstellung des Halbfabrikates nach der halbkreisförmigen Biegung in die Form der halben Welle, Fig. 4 eine Ansicht in Pfeilrichtung A, Fig. 5 eine Ansicht der Stufenrohrwelle, welche durch das Zusammenschweissen zweier halbkreisförmiger, gebogener Halbfabrikate erhalten wurde, Fig. 6 eine Ansicht in Pfeilrichtung B, Fig. 7 einen Längsschnitt durch die Rohrwelle mit Auflagering, Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine Zuschneidestanze für den Fall der Herstellung des flachen Halbfabrikates durch Ausschneiden, Fig. 9 einen Querschnitt C-C der Zuschneidestanze, Fig.
10 einen Querschnitt C-C der Stützstanze (für den Fall der Herstellung des flachen Halbfabrikates durch Abschneiden) (Hirnschnitt), Fig. l l einen Längsschnitt der Stanze für das Abkanten in unterschiedlichen parallelen Ebenen, Fig. 12 einen Längsschnitt der Stanze für das halbkreisförmige Biegen und Fig. 13 einen Querschnitt D-D zeigt.
Der Erfindung gemäss werden aus einem Blechstreifen mit der nötigen Breite und Dicke Halbfabrikate --l-- entsprechend der Umrisskontur der halben Rohrwelle zugeschnitten.
Diese Halbfabrikate--l--werden nachher in unterschiedlichen parallelen Ebenen, welche den Unterschieden der Halbmesser der Stufen der herzustellenden Welle entsprechen, abgekantet, wodurch man die Halbfabrikate --2-- erhält.
In der nächsten Verformungsphase werden die Halbfabrikate --2-- nach dem Biegungshalbmesser entsprechend den Stufen der Welle halbkreisförmig gebogen, wodurch man die Halbfabrikate-3-entsprechend der halben Rohrwelle erhält.
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wird.
Um im Falle der Rohrwelle mit dicken Wänden bei grossen Durchmesserunterschieden der anliegenden Stufen das zu biegende Material nicht zu stark zu beanspruchen oder zur Vermeidung einer zu grossen Bearbeitungszugabe ist es zweckmässig, eine Welle--5--mit stetiger oder stufenweiser Änderung des Durchmessers im Gebiet der vorzusehenden Stufen herzustellen, wodurch der gewünschte Ansatz durch einige
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durch Abschneiden (Hirnschnitt) haben die Werkzeuge der Stanze (Presse) im Querschnitt die Gestalt--10-entsprechend der Form des Verbindungssteges zwischen zwei Halbfabrikaten.
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einem Auswerfer für das abgekantete Halbfabrikat--2--aus der Presse, welcher aus der Platte--13--, die von einigen Federn--14--in Bewegung gesetzt wird, besteht.
Am Ende wird die halbkreisförmige Biegung des Halbfabrikates--2--ebenfalls auf einer Presse durchgeführt, welche mit einem Stempel--15--und einer der Gestalt des Halbfabrikates--3--
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Federn--18--in Bewegung gesetzten Stiften besteht.
In bezug auf die Abmessungen der herzustellenden Wellen, die Abmessungen und Kraft der Presse, mit welcher gearbeitet wird, kann man einfache Pressen, welche jede Bearbeitung getrennt ausführen, verwenden, oder man kann auf einem einzigen Werkzeugträger mehrere Werkzeuge anordnen, welche die beschriebenen Bearbeitungen ausführen und somit eine Presse mit mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen bilden. In dem zuletzt genannten Falle erfolgt der Vorschub des Halbfabrikates von einer Arbeitsstelle zur andern mittels einiger Platten und Schiebestifte, deren Bewegung von der Ramme der Presse gesteuert wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung der Stufenrohrwelle haben folgende Vorteile :
Erzielung einer technisch höheren Qualität der erzeugten Stufenrohrwellen ; hohes Widerstandsmoment bei geringem Eigengewicht ; konstante Wandstärke ohne starke innere Beanspruchung. Breites Anwendungsgebiet zur Herstellung der Rohrwellen ; Anwendungsmöglichkeiten für Hohlwellen mit einem breiten Intervall der Abmessungen und mit grossen Durchmesserunterschieden. Höhere Produktivität auf Grund des Stanzverfahrens und des automatischen Schweissens und der Herabsetzung des Zerspanungsverfahrens auf ein Minimum sowie dadurch gegebene höhere Wirtschaftlichkeit.
PATENTANSPRÜCHE :
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worauf diese Halbfabrikate in die entsprechenden Stufen der herzustellenden Welle in unterschiedlichen parallelen Ebenen, welche den Unterschieden der Halbmesser der Stufen der herzustellenden Welle entsprechen, abgebogen werden, wodurch man Halbfabrikate (2) erhält, welche dem Biegungshalbmesser entsprechend der einzelnen Stufen der Welle halbkreisförmig gebogen werden und anschliessend paarweise entlang zweier Erzeugenden zusammengeschweisst werden, wodurch man die fertige Rohrwelle (4) erhält, die noch spanabhebend bearbeitet wird.
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