SE501400C2 - Sätt att framställa vevstakar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 501 400 2 knäckningsmomentet. Förbehandlingen utförs i syfte att för- ändra egenskaperna hos materialet som omger delningsarean, så att dess sprödhet ökar, vilket inverkar fördelaktigt på knäckningsförloppet. En behandlingsmetod innefattar ett elektrolysförfarande, medelst vilket väte bringas att dif- fundera in i metallen utmed den tänkta delningsarean, var- efter ett tillräckligt kraftigt slag eller någon annan kraft- påverkan ger ett deformationsfritt brott. En annan metod in- nefattar att medelst induktionshärdning höja materialspröd- heten i det aktuella partiet. Genom detta förfarande uppnås visserligen, att knäckningsarean genom det hos såväl lager- fästet som lageröverfallet återstående materialet, efter knäckning bildar varandra motstående, oregelbundet profilera- de ytor, vilka har varierande profildjup i beroende av mate- rialets hårdhet. Profilytornas utsprång och fördjupningar bildar då styrningar, vilka medger inpassníng av fäste och överfall i exakt inbördes läge mot varandra.

Emellertid är delning enligt de kända metoderna omständlig och kräver särskilda verktyg för genomförandet, varför det är önskvärt, att åtminstone något behandlings- eller bearbet- ningssteg kan förenklas eller utelämnas. Aktuella operations- steg innefattar dragbrotschning av överfall, itusågning, serrationsslipning, demontering, tvättning och återmontering av varje vevstake samt finbearbetning av vevaxelhålet och knäckning i en särskild knäckningsmaskin. En reduktion av antalet operationer innebär även att antalet operatörer kan minskas.

Syftet med uppfinningen är därför att förbättra kända för- faranden att framställa vevstakar genom ett sätt som är enkelt, prisbilligt samt är genomförbart med hög precision.

Syftet uppnås enligt uppfinningen, genom att delningen av den färdigsmidda vevstaken initieras innan smidningsoperationerna påbörjats genom att ett spår utformas medelst skärande bear- betning i mantelytan av varje kuts, att spåret placeras på förutbestämt avstånd från den ände av kutsen som skall bilda storände och har förutbestämd form, att spåret hos varje kuts 10 15 20 25 30 _35 3 501 400 beläggs med en massa som förhindrar oxid- och glödskalsbild- ning innan kutsarna värms till smidestemperatur och att spåret under de olika smidesstegen bringas att utbredas på ett bestämt sätt för att slutligen bilda en brottanvisning i delningsarean kring ett kvarvarande homogent parti av stor- änden, vilket är beläget i det område inom vilket bulthål för lageröverfallets fästbultar borras.

Ett föredraget utföringsexempel innebär att lageröverfallet avskiljs från lagerfästet genom att de för överfallets åter- montering i fästet erforderliga bulthålen upptages genom åtminstone merparten av delningsareans, av brottanvisningen omgivna, homogena parti, varpå återstående material i del- ningsarean delas medelst en lätt isärdragning.

Enligt ett särskilt fördelaktigt utföringsexempel utgör arean av det homogena partiets återstående material efter håltag- ning mindre än 5% av delningsarean mellan lagerfästet och lageröverfallet. Härigenom uppnås en deformationsfri del- ningsyta, vilket ger en tillförlitlig styrning mellan vev- stakspartiet och överfallspartiet.

För att förhindra oxid- och glödskalsbildning i spåret hos varje kuts samt för att få en spröd delningsyta (efter smide), har det visat sig vara effektivt att som beläggnings- massa använda grafit, black eller ett keramiskt material.

Ett lämpligt keramiskt material är fältspatsglasyr.

Uppfinningen förklaras närmare i följande beskrivning med hänvisning till bifogade schematiska ritningar.

Fig. 1 visar en av ett stångmaterial klippt, med ett ring- spår försedd kuts, Fig. 2 visar en planvy av ett av en kuts förformat ämne, Fig. 3 visar en färdiggravyr med ett färdigformat ämne i planvy, 10 15 20 25 30 35 501 400 4 Fig. 4 visar färdiggravyren med det färdigformade ämnet enligt Fig. 3 i sektion genom linjen A-A, Fig. 5 visar en planvy av en färdig vevstake, Fig. 6 visar ett tvärsnitt längs linjen A-A av vevstaken i Fig. 5.

Framställningssättet inleds med att ett stångmaterial i kallt tillstånd klipps eller sågas till kutsar 2 med lämplig längd.

Stångens, och därmed kutsarnas, diameter D varierar, beroende på vilken typ av vevstake som skall framställas. Kutsar av såväl cirkulärt som rektangulärt och kvadratiskt tvärsnitt kan användas i samband med uppfinningen. Lämpliga diameter- värden ligger i ett intervall mellan 43-65 mm. Kutsens längd L varierar också, beroende på typ av vevstake, och lämpliga värden för L ligger i intervallet 125-400 mm. För ändamålet lämpliga materialsorter är stål eller lättmetall, företrädes- vis utskiljningshärdbart stål, men smidesmetoden är tillämp- bar på alla typer av materialsorter, t.ex. legeringar med aluminium eller titan, samt pulvermaterial.

Varje kuts 2 indelas i ett vevstaksparti 4 och ett överfalls- parti 6 genom ett tvärgående ringspår 8, som medelst skärande bearbetning utformas radiellt i kutsens cylindriska mantel- yta. Ringspårets botten avgränsar ett cirkulärt, homogent kärnparti 10, vars diameter d följaktligen varierar, som funktion av aktuella värden på D, och kan anta värden i ett intervall 10-30 mm. Spåret 8 i kutsen är beläget så att en brottanvisning erhålles i delningsarean mellan vevstaksparti och överfallsparti. Lämpliga avstånd Lö från kutsens ände till spåret varierar, beroende på vilken typ av vevstake som skall tillverkas. Försök har visat att ett lämpligt värde för Lö är 40-50 mm. Beroende på vilken teknik som utnyttjas vid utformning av spåret, är det möjligt att låta spårets bredd b variera från några hundradels millimeter upp till 5 mm. En särskilt lämplig spårbredd har visat sig vara 1,5 - 2 mm. 10 15 20 25 30 35 s 501 400 För att förhindra oxid- och glödskalsbildning vid uppvärmning till smidestemperatur av en kuts med ett sådant brett spår, beläggs detta med en massa av keramiskt material eller gra- fit. För detta ändamål är det fördelaktigt om varje kuts före appliceringen uppvärms till max. 200°C. Genom detta förfaran- de uppnås en bättre vidhäftning mellan kutsen och massan än om appliceringen sker vid rumstemperatur. Hassan kan exempel- vis innefatta glasyrer med olika kornstorlek och varierande smältpunkt/trajekt. En fältspatsglasyr med viss, förutbestämd kornstorlek har efter utförda prov visat sig fungera väl för ändamålet. Massan kan appliceras i spåret med hjälp av sprut- ning, så att en heltäckande beläggning av spårets samtliga delytor uppnås.

Kutsarna chargeras därefter i en ugn på ett sådant sätt, att spåret alltid vänds åt samma håll, och värms induktivt till en smidestemperatur i intervallet 1250-1280°C. Efter upp- värmningen förformas kutsarna på konventionellt sätt medelst räckvalsning, varigenom ett ämne 12 lämpat för smidning erhålles. Ämnet innefattar en valsad del 14 och en ovalsad del 16. Ringspåret är beläget på ämnets ovalsade del och påverkas därför ej på något sätt av förformningen (fig. 2).

Genom denna förformning reduceras sektionsarean samt ut- sträcks längden hos ämnets del 14.

Den därpå följande smidningen utförs i två steg i en ettusen- tons excenterpress, nämligen ett förformningssteg och ett färdigformningssteg. Förformningen tillgår så att det för- valsade ämnet placeras i förgravyren 18, med den ovalsade delen liggande mot ett anslag 20 i förgravyren, varigenom det säkerställs att ringspåret alltid är beläget på exakt samma ställe i förgravyren (fig. 2). Genom detta första smidnings- steg i förgravyren 18 får ämnet den rätta profilen.

I det andra smidningssteget, som utförs i färdiggravyren 22, slutformas vevstaken 24, så att den har en storände 26, om- fattande ett lagerfäste 28, ett lageröverfall 30, en lillände 32 och en vevstaksarm 34, som förbinder storänden med lillän- den (fig. 3). Genom de olika bearbetningsstegen bibringas 10 15 20 25 30 35 501 400 e vevstaken slutligen en sådan sektion, att kärnpartiet 10, utmed en delningsarea 36, väsentligen flyter ut till centrum av vart och ett av de områden 38, genom vilka bulthål 40 senare skall borras i lagerfäste och lageröverfall (fig. 4).

Kärnmaterialet kan tillåtas flyta förbi centrum för bulthå- len, men får ej fortsätta förbi ytterkanten av respektive bulthål, för att ej hindra den senare delningen av vevstaken.

Kontrollerad utbredning av materialet möjliggörs genom att diametern d hos kärnpartiet 10 balanseras i förhållande till ett skäggrum 42 som är beläget i smidesgravyrens mitt. vid rätt valt förhållande mellan kärnpartiets diameter d och skäggrummets 42 storlek kommer alltid en viss del av kärn- partiet att flyta ut i området 38 för bulthålen. Ett optimalt valt förhållande innebär att varje bulthålsområde fylls till en del med kärnpartiets material. Härigenom uppnås att vid färdigsmidning av vevstaken utformas en brottanvisning 44, vilken omger kärnpartiets kvarvarande del 46.

Efter smidningen skäggas vevstaken på konventionellt sätt in- och utvändigt, i en excenterpress. Skäggningen utföres i varmt tillstånd, i direkt anslutning till färdigsmidningen, varigenom det material som trängt in i det invändiga skägg- rummet 42 resp. i utvändiga skäggrum 48 avlägsnas.

Därpå följande operation innefattar varmkalibrering av vissa ytor på vevstaken, t.ex. ytorna runt vevaxelhål 52 och ytorna kring kolvtappshål 54. Kalibreringen sker i varmt tillstånd i samma press som skäggningen och i direkt anslutning till denna operation. Efter sandblästring utförs en okulärbesikt- ning av vevstakarna, innan dessa underkastas en avslutande maskinbearbetning. Genom respektive område 38 borras därpå bulthålen 40 (fig. 6). Genom skäggnings- och borroperatio- nerna har då huvuddelen av kärnpartiets kvarvarande del 46 avlägsnats. Vad som återstår av det ursprungliga kärnpartiet 10 är då utanför bulthålen 40 kvarvarande rester 50, vilka ej har påverkats av skäggnings- och borrningsoperationerna.

Vevstaken är således nu förberedd för delning i befintlig produktionsline och ser ut som framgår av fig. 5 och 6. I samband med detta delas varje vevstake utmed delningsarean 36 10 15 7 501 400 genom en lätt isärdragning, varigenom en styrning mellan lagerfäste och lageröverfall erhålles genom ytorna från det vid smidet tillslutna, belagda spåret 56. Endast den lilla delen 50 kräver isärdragning.

Genom uppfinningen förenklas eller elimineras således följan- de bearbetningsoperationer vid tillverkning av vevstakar: Vevaxelhålet 52 smids direkt med cirkulär form, varigenom bearbetning kan ske i ett steg och inte som konventionellt i två steg, då av produktionstekniska skäl en vevstake med ovalt hål smids. Dragbrotschning av smalare överfall är överflödig, eftersom den nya delningsarean har exakt passform i såväl x-, y- som z-led. Itusågning är överflödig eftersom i stället delning huvudsakligen sker genom borrning av bulthål.

Djupslipning i form av serrationsslipning kan uteslutas, då en naturlig brottyta utnyttjas, för exakt lokalisering mellan lagerfäste och överfall.

Claims (9)

10 15 20 25 30 501 4ÛÛ -8 Patentkrav

1. Sätt att framställa i ett stycke smidda vevstakar, som har en storände, innefattande ett lagerfäste och ett lager- överfall, och en lillände, som är inbördes förbundna med var- andra genom en vevstaksarm, vilket sätt omfattar kapning av kutsar från ett stångämne med till varje vevstakes dimensioner anpassad tvärsnittsarea och längd, förvärmning av kutsarna, utsmidning av varje kuts samt delning av den i ett stycke smidda vevstaken i två delar utmed en förutbestämd delnings- area genom vevstakens storände, k ä n n e t e c k n a t av att delningen av den färdigsmidda vevstaken (24) initieras innan smidningsoperationerna påbörjats genom att ett spår (8) utformas medelst skärande bearbetning i mantelytan av varje kuts (2), att spåret (8) placeras på förutbestämt avstånd (Lö) från den ände av kutsen som skall bilda storände (26) och har förutbestämd form, att spåret (8) hos varje kuts (2) beläggs med en massa som förhindrar oxid- och glödskalsbildning innan kutsarna värms till smidestemperatur, och att spåret (8) under de olika smidesstegen bringas att utbredas på ett bestämt sätt för att slutligen bilda en brottanvisning (44), i delnings- arean (36) kring ett kvarvarande homogent parti (10, 46) av storänden, vilket är beläget i det område (38), inom vilket bulthål (40) för lageröverfallets (30) fästbultar borras.

2. Sätt t e c k formigt att framställa vevstakar enligt krav 1, k ä n n e - av att spåret (8) utformas radiellt och ring- i kutsens (2) mantelyta. n a t

3. Sätt k ä n n e t e c k n a t att framställa vevstakar enligt krav 1 eller 2, av att spåret (8) utformas väsent- ligen vinkelrätt mot kutsens längdaxel.

4. Sätt att framställa vevstakar enligt något eller några av krav 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att lageröverfallet (30) avskiljs från lagerfästet (28) genom att de för över- 10 15 20 25 9 501 400 fallets återmontering i fästet erforderliga bulthålen (40) upptages genom åtminstone merparten av delningsareans (36) av brottanvisningen (44) omgivna homogena parti (46), varpå eventuellt återstående material (50) i delningsarean delas medelst en lätt isärdragning.

5. Sätt att framställa vevstakar enligt krav 4, t e c k n a t k ä n n e - av att arean av det homogena partiets (46) återstående material (50) utgör mindre än 5% av delningsarean mellan lagerfästet (28) och lageröverfallet (30).

6. Sätt att framställa vevstakar enligt något eller några av de tidigare kraven, k ä n n e t e c k n a t utgöres av ett keramiskt material. av att massan

7. Sätt att framställa vevstakar enligt krav 6, t e c k n a t glasyr. k ä n n e - av att det keramiska materialet är fältspats-

8. Sätt att framställa vevstakar enligt något eller några av krav 1-5, black. k ä n n e t e c k n a t av att massan utgöres av

9. Sätt att framställa vevstakar enligt något eller några av krav 1-5, k ä n n e t e c k n a t av att massan utgöres av grafit.