DE205996C

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Publication number: DE205996C
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Description

DEUTSCHES REICH

REICH SPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JV! 205996 -KLASSE 49#. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Oktober 1906 ab.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung schmiedeiserner Wagenräder vermittels Pressens, welches im wesentlichen darin besteht, daß zunächst ein mittlerer Ringteil des Werkstückes von den Preßstückeri erfaßt und behufs Bildung eines Scheibenteiles in seiner Dicke vermindert wird und alsdann, während dieser Teil stetig eingeklemmt gehalten wird, nacheinander Nabe und Kranzteil

ίο geformt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß schon bei dem ersten Preßgang das Material für die Bildung der Nabe sowie dasjenige für die Bildung des Kranzes nach seiner Menge genau bestimmt und hierdurch sowie durch das Einklemmen des Scheibenteiles das sonst behufs richtiger Materialverteilung etwa erforderliche Fließen des Materials von der ,Nabe nach dem Kranz oder umgekehrt vermieden wird. Das hat den Vorteil, daß die Wege, welche das Material bei seinem Fließen unter dem Preßdrucke zurückzulegen hat, möglichst kurz werden, und infolgedessen der erforderliche Kraftaufwand auf ein verhältnismäßig geringes Maß beschränkt wird. Ähnliche Verfahren sind bereits bekannt. Doch beginnt

\ bei dem einen, obgleich das Werkstück auch hier von dem Preßstempel zunächst in seinem mittleren Ringteil getroffen und durchgebogen wird, der eigentliche Preßvorgang am Rande des Werkstückes, weil die beiden Gesenkteile bei der gegenseitigen Annäherung an dieser Stelle den geringsten Abstand normal zu den Druckflächen haben. Infolgedessen muß ein großer Teil des Materials bei der weiteren Annäherung der Gesenkteile durch diese engste, also den größten Widerstand bietende Stelle der Druckrichtung entgegen nach außen fließen.

. Die Materialwege werden daher größer, und das Fließen erfolgt unter ungünstigen Verhält- ' riissen, durch die ein großer Kraftaufwand bedingt wird.

Gemäß einem anderen bekannten' Verfahren wirken die Preßgesenke bei dem ersten Preßgang ebenfalls auf einen mittleren Ringteil des ■ Arbeitsstückes behufs Vorbereitung der Radscheibe ein, zugleich erfolgt aber durch das Vordringen eines Ober- und Unterdornes die Bildung der Nabe dadurch, daß die Dorne das Material nach außen drängen, welches also, da das Werkstück nicht von vornherein in dem Scheibenteil festgeklemmt wird, möglicherweise in den Scheibenteil zurück- und durch diesen nach außen fließt. Die Bestimmung des für die Bildung der Nabe erforderlichen Materials ist bei dieser Arbeitsweise um so mehr erschwert, als die Nabendorne ihre Verdrängungstätigkeit eher beginnen, als der :zur Bildung der Scheibe bestimmte Teil des Werkstückes von den Gesenken gefaßt wird. .

Auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen die Figuren verschiedene Ausführungsformen..

Fig. i, 2, 3, 4 und 5 zeigen in der Schnittansicht eine Presse in den verschiedenen Stellungen für die ersten Preßstufen.

Fig. 6 und 7 zeigen ebenfalls im Schnitt eine Presse zum Schmieden des Laufflächenteiles.

Fig. 8 und 9 zeigen eine Presse zur weiteren Bearbeitung des Rades und zum weiteren Zusammendrücken der Lauffläche und des Flansches:

Fig. 10 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht den Flansch, wie er in der Presse der Fig. 6 und 7 gebildet wird, während die punktierten Linien den Flansch nach Verlassen der in Pig. ι bis 5 gezeigten Presse darstellen.

Fig. ti zeigt in der Schnittansicht in vollen Linien den fertigen Flansch nach Verlassen der in Fig. 8 und 9 gezeigten Presse, während die punktierten Linien den Flansch nach Verlassen der in Fig. 6 und 7 gezeigten Presse darstellen.

Fig. 12 zeigt in vollen Linien den Nabenteil nach Verlassen der in Fig. 6 und 7 gezeigten Presse und in punktierten Linien den Nabenteil nach Verlassen der in Fig. 1 bis 5 gezeigten Presse.

Nach einer Ausführungsform wird ein Arbeitsstück 1, welches auf eine geeignete Schmiedhitze gebracht ist,.auf eine Matrize 2 aufgelegt und darauf durch geeignete Mittel, beispielsweise durch Nuten oder Stufen 3,¹ zentriert. Eine Patrize 4 wird darauf von einer beispielsweise hydraulischen Presse nach abwärts - bewegt. Die Matrize 2 besitzt eine schalenförmige Aushöhlung 5, die bei der gezeigten Ausführungsform im wesentlichen zylindrisch ist, und unterhalb welcher sich ein verengter Teil 50 zur Formung der Rippe, des Rades befindet.

Dieser Teil 50 ist dann mit dem oberen Teil 5 durch eine gekrümmte Fläche 51 verbunden. Unterhalb des Teiles 50 zur Formung der Rippe ist, mit demselben durch eine Kurve verbunden, eine mittlere Aushöhlung 11 zur Bildung des Nabenteiles vorgesehen. An diese Aushöhlung schließt sich eine mittlere Bohrung zur Aufnahme eines Domes 13 an.

Die Patrize 4 besitzt geringeren Durchmesser als die Mündung oder der obere Teil der schalenförmigen Aushöhlung 5 der Matrize, so daß beim Abwärtsbewegen der Patrize ein Raum 52 zur Bildung der Lauffläche 7 des Rades verbleibt.

Ein ringförmiger Ansatz der Patrize 4 preßt beim Abwärtsdrücken das Arbeitsstück in eine schalenförmige Gestalt. Die Wangen des Ansatzes kommen dabei zuerst mit dem äußeren Rippenteil des Arbeitsstückes bei 8 in Berührung (Fig. 2), so daß das Arbeitsstück zunächst an dieser Stelle einen Druck erfährt, und das Metall von hier nach einwärts in die Nabenaushöhlungen 10. und 11 der Matrize bzw. Patrize gepreßt wird. Das bei dieser Bildung eines verdünnten Rippenteiles 9 nach einwärts gepreßte Metall wird infolgedessen dazu benutzt, die Bildung des Nabenteiles zu unterstützen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Rippenteil des Arbeitsstückes wird beim ersten Arbeitshub der Matrize bzw. Patrize zur endgültigen Dicke gebracht, und dieser Teil dann in den folgenden Stufen derart zwischen der Matrize und Patrize eingeklemmt gehalten, daß ein Rückwärtsfließen des Metalles nach auswärts verhindert wird.

Die folgende Arbeitsstufe besteht darin, den Nabenteil des Rades durch Auswärtspressen des Metalles zu bilden. Die Dorne 12 und 13 werden zu diesem Zweck gegeneinander gepreßt. , Der Rippenteil 9 wird hierbei jedoch zwischen der Matrize und Patrize eingeklemmt gehalten, so daß das Metall beim Gegeneinanderpressen der Dorne 12, 13 auf die Räume 10,11 der Matrize und Patrize beschränkt wird, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Die Räume 10,11 für die Nabenteile werden dabei nahezu mit Metall gefüllt. Wenn gewünscht, kann der obere mittlere Dorn 12 mit der Patrize 4 nach abwärts bewegt und der Dorn 13 nach Vollendung des Hubes der Patrize 4 und des Domes 12 gehoben werden, wodurch ebenfalls die in Fig. 4 gezeigte Lage der Teile erzielt wird.

Die endgültige Durchbohrung des mittleren Nabenteiles 16,17 erfolgt dann durch einen Spitzdorn 14, welcher nach Herausnahme des Domes 13 in die Presse eingesetzt' und durch die verbliebene mittlere Rippe hindurch aufwärts bewegt wird. Das Metall wird dabei wieder nach auswärts gepreßt, jedoch infolge der Einklemmung des Rippenteiles 9 auf den Nabenteil beschränkt, wo es die noch freigelassenen Räume 10,11 der Matrize und Patrize ausfüllt.

Der Dorn 13 könnte auch von Anfang an durch einen Dorn 14 ersetzt werden, wobei die Wirkung mit Bezug auf die Bearbeitung des Metalles dieselbe bleibt.

Es ist ersichtlich, daß das Metall bei allen Stufen des oben beschriebenen Arbeitsprozesses unter Druck steht, und daß ein Auswärtsfiießen des Metalles über den verdünnten Rippenteil 9 nicht eintreten kann. Ferner treten irgendwelche Verluste an Metall nicht ein. Das ganze Metall des Arbeitsstückes wird zur Bildung des Rades benutzt.

Zur Bildung des schalenartigen Arbeite-Stückes wird vorteilhaft ein anfängliches Ar-' beitsstück 1 benutzt, welches größeren Durchmesser besitzt als das endgültige Rad, aber dünner ist als dasselbe. Die Dicke und Größe des ursprünglichen Arbeitsstückes kann jedoch in gewissen Grenzen abgeändert werden, wie in Fig. ι in punktierten Linien angedeutet. In diesem Falle wird mehr Metall in den Nabenteil gepreßt, und der die Lauffläche bildende Teil des Rades muß mehr verdünnt werden.

Es ist ersichtlich, daß der verdünnte Rippenteil 9 des schalenförmigen Arbeitsstückes mit dem die Lauffläche bildenden Teil 7 durch eine allmählich verlaufende Kurve verbunden ist. Durch den allmählichen .· Übergang von dem verdünnten Rippenteil zum dickeren Laufflächenteil wird verhindert, daß Brüche oder Risse am verdünnten Rippenteil während Bildung desselben auftreten.

Das in der beschriebenen Weise erzeugte schalenförmige Arbeitsstück 20 wird darauf vorteilhaft wieder erhitzt und darauf in weiteren Schmiedepressen bearbeitet, um die Lauffläche zu bilden und wenn notwendig, die Nabe des

Rades weiter zusammenzupressen. Nach der Fig. 6 wird das Arbeitsstück 20 zu diesem Zweck auf einem gewölbten ringförmigen Teil 21 der mittleren Matrize 22 gebracht und der mittlere Dorn 23 dann durch das Auge 24 des Arbeitsstückes hindurchgeführt. Die Matrize 22 wird darauf gehoben, um während eines Einklemmens des Rippenteiles 9 das Arbeitsstück 20 zu pressen. Letzteres wird hierbei etwas umgeformt, wenn auch nicht wesentlich zusammengepreßt. Sollte dies erforderlich sein, dann wird der vorher gebildete Nabenteil des Arbeitsstückes um den Dorn 23 zusammengepreßt, wie Fig. 12 dies in punktierten und vollen Linien zeigt. Nach dem Einklemmen des Arbeitsstückes in der angegebenen Weise wird der die Lauffläche bildende Teil 7 des Arbeitsstückes zur Bildung der Lauffläche und des Flansches bearbeitet und mit Bezug auf den Rippenteil zentriert. Das wird mittels der ringförmigen Matrize 27 bewirkt, welche bei der Aufwärtsbewegung (s. Fig. 7) den Laufflächen- und Flanschteil bearbeitet. Die ringförmige Matrize 27 besitzt eine Aushöhlung 28, welche mit der Grundfläche 29 der seitlich geneigten Fläche 30 zur Formung der Lauffläche sowie der erweiterten Aushöhlung 31 versehen ist. Letztere arbeitet mit einer ringförmigen Aushöhlung 32 der Patrize 25 zusammen, um die Lauffläche und den Flansch zu schmieden, wie dies in Fig. 7 und 10 veranschaulicht ist. Es ist zu bemerken, daß der zur Bildung der Lauffläche dienende Teil des Arbeitsstückes dicker ist als der Ringraum 28, so' daß das

Metall bei diesem Preß- oder Schmiedevorgang zuerst gegen den Rippenteil nach einwärts gepreßt wird, wodurch ein größerer Druck auf den Teil 7 des Arbeitsstückes bzw. auf die Lauffläche ausgeübt wird, um dasselbe in hohem Maße zusammenzupressen. Das dabei nach innen und rückwärts fließende Metall füllt dann die Aushöhlung 31 der Matrize 27 sowie den Ringraum 32 der Patrize 25, so daß zunächst das Metall zur Bildung des Kopfteiles 33 gepreßt und darauf ausgebreitet wird, um den Flansch teil 34 der Lauffläche zu bilden. Bei diesem Arbeitsvorgang wird die Lauffläche ferner mit Bezug auf den Rippenteil zentriert, und die verschiedenen Teile des Arbeitsstückes werden nahezu auf die gewünschte Gestalt gebracht. Bei diesem Arbeitsvorgange wird der die Lauffläche tragende Teil jedoch dicker oder tiefer gelassen als dies für das vollendete Rad erforderlich ist, um Metall für das weitere Zusammenpressen und Schmieden der Lauffläche nach erfolgter Abkühlung zu lassen und dadurch das Verdichten des Arbeitsstückes zu vergrößern. Aus der in Fig. 7 gezeigten Presse wird das Arbeitsstück in eine weitere, vorteilhaft nach den Fig. 8 und 9 ausgebildete Presse gebracht, um den Rippenteil durch Umlegung der Kurve nochmals zu bearbeiten und gleichzeitig die Lauffläche mit dem den Laufflansch bildenden Teil nochmals zusammenzudrücken. Das Arbeitsstück wird nach Fig. 8 auf eine Matrize 36 und den mittleren Dorn 37 gebracht und darauf die Patrize 38 nach abwärts gepreßt. Dieser letzte Preßvorgang wirkt hauptsächlich auf die Lauffläche und den Flansch des Arbeitsstückes und bringt denselben von der in Fig. 11 in punktierten Linien gezeigten zu der in dieser Figur in vollen Linien gezeigten Form. Dieser letzte Arbeitshub findet dabei ohne Wiedererhitzung des Arbeitsstückes statt, nachdem dasselbe sich genügend abgekühlt hat, um eine große Zusammendrückung und Verdichtung der Lauffläche und des Flanschteiles bei niedriger Temperatur zu erhalten. Hierbei werden dann die Vorteile erzielt, welche durch die Bearbeitung des Metalles bei niedriger Temperatur sich ergeben. Die Faserstruktur des Laufteiles des Rades wird dabei voll ausgebildet und so ein starker gehärteter Laufflächen- und Flanschteil erzielt. Die einzigen Behandlungen, welche das in dieser Weise gebildete Rad noch notwendig hat, betreffen das Bearbeiten der Nabenbohrung sowie das Entfernen des bei den Preß- und Schmiedevorgängen gebildeten Grates.

Claims

90 Patent-Ansprüche:

1. Preß verfahren zur Herstellung von schmiedeisernen· Wagenrädern, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst durch Verminderung der Dicke des Ringteiles des Werkstückes der Rippen- oder Scheibenteil des Rades geformt, dann, während letzterer stetig eingeklemmt gehalten wird, nacheinander die Nabe dadurch gebildet wird, daß das Metall durch Ober- und Unterdorn in Aushöhlungen des Gesenkes gepreßt und durch einen weiteren Dorn unter Vollendung der Nabenform durchlocht wird und hierauf der Laufkranz des Rades durch Einwärtspressen, der Flansch durch Auswärtspressen des Metalles hergestellt wird.

2. Presse zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus Obergesenk lind schalenartig ausgehöhltem Untergesenk mit einander gegenüberliegenden ringförmigen Vorsprüngen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge bei der Einstellung der Gesenkteile gegeneinander das Werkstück zuerst in einem mittleren konzentrisehen Ringteile zusammenpressen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.