DE4330802A1

DE4330802A1 - Drehräummaschine für die Hublager einer Kurbelwelle

Info

Publication number: DE4330802A1
Application number: DE19934330802
Authority: DE
Inventors: Dieter Lehmann; Markus Roessinger
Original assignee: NAXOS UNION SCHLEIFMITTEL
Current assignee: NAXOS-UNION SCHLEIFMITTEL- UND SCHLEIFMASCHINENFAB
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2013-09-11
Also published as: DE9402772U1; DE4330802C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Drehräumen von Hublagern einer Kurbelwelle.

Die Vorbereitung der Lagersitze von Kurbelwellen erfolgt meist durch Drehfräsen oder Drehräumen. Insbesondere bei der Fertigung großer Stückzahlen ist das Drehräumen besonders wirtschaftlich. Das Drehräumen ist ein spanabhebendes Bear beitungsverfahren, in welchem die Bewegungsabläufe des Dre hens und des Räumens vereinigt sind. Beim Drehräumen wird die Schnittbewegung durch die Rotation des Werkstückes erzeugt; sie ist dadurch tangential zum Bearbeitungsdurchmesser ge richtet. Der Tangentialschnitt bewirkt eine kurze Eingriffs zeit und nur einen einmaligen Eingriff der Schneiden des Räumwerkzeugs. Damit ist das Werkzeug nur in geringem Maße mechanischer und thermischer Wechselbeanspruchung ausgesetzt, so daß große Werkzeugstandzeiten erreichbar sind. Während die Mittellager einer Kurbelwelle wegen ihrer koaxialen Anordnung mittels des Drehräumens leicht gleichzeitig bearbeitbar sind, können die zueinander versetzten Hublager bisher nur einzeln oder, bei günstiger Teilung, nur paarweise bearbeitet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Maschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher alle Hublager einer Kurbelwelle gleichzeitig bearbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Maschine zum Drehräumen von Hublagern einer Kurbelwelle gelöst, bei wel cher die Werkstückkurbelwelle zentrisch eingespannt und um ihre Längsachse drehend antreibbar ist, Räumwerkzeuge während der Drehung der Werkstückkurbelwelle mit einer vorgegebenen Drehzahl an die exzentrisch umlaufenden Werkstückhublager zustellbar und synchron nachführbar sind, sowie Zustellbewe gung und Vorschub der Räumwerkzeuge synchron überlagerbar sind, indem die Werkzeugträger exzentrisch auf einer zu der Werkstückkurbelwelle achsparallel und um ihre Längsachse mit der gleichen Drehzahl die Werkstückkurbelwelle drehend an treibbaren Hauptwelle gelagert sind, wobei die Exzentrizität dem Hubradius der Werkstückhublager entspricht, die Werkzeug träger als kreisrunde Scheiben ausgebildet sind, auf welchen die Räumwerkzeuge jeweils mittels eines Vorschubantriebes drehend antreibbar gelagert sind, der Hauptwelle achsparallel eine mit gleicher Drehzahl wie die Werkstückkurbelwelle um ihre Längsachse drehend antreibbare und in ihrer Geometrie der fertig bearbeiteten Werkstückkurbelwelle entsprechenden Synchronkurbelwelle zugeordnet ist, und die Synchronkurbel welle mit ihren den Werkstückhublagern zugeordneten Synchro nisationshublagern den jeweiligen Werkzeugträger derart durchsetzt, daß ein Drehen der Werkzeugträger um die Haupt welle verhindert ist.

Bei einer derartigen Maschine folgt der Bearbeitungspunkt des Räumwerkzeugs genau der Hublagerbewegung. Die Zustellbewegung wird durch die Geometrie des Räumwerkzeugs bestimmt. Die Vorschubbewegung wird erzeugt, indem das Räumwerkzeug durch den Vorschubantrieb auf dem Werkzeugträger bewegt wird. Da die Eingriffsbedingungen an der Bearbeitungsstelle durch die Synchronisation des Räumwerkzeugs mit der Werkstückkurbelwelle denen eines konventionellen Drehräum werkzeugs entsprechen, kann die gleiche Vorschubgeschwindig keit angewendet werden. Neben den Maßnahmen, die bei konven tionellem Drehräumen zur Erzielung einer ausreichenden Be arbeitungsqualität erforderlich sind, werden bei dem erfin dungsgemäßen Maschinenprinzip die Genauigkeit der Drehzahl synchronisation sowie der Exzentrizität und des Rundlaufes des Werkzeugträgers auf der Hauptwelle beachtet. Wenn es heißt, daß die Synchronkurbelwelle "in ihrer Geometrie der fertig bearbeiteten Werkstückkurbelwelle entsprechen" soll, so ist damit gemeint, daß die Synchronkurbelwelle die gleiche Anzahl von Synchronisationshublagern hat wie die Werkstück kurbelwelle Werkstückhublager und daß die Synchronisations hublager in gleichem Maße exzentrisch zu der Längsachse der Synchronkurbelwelle und in gleicher Axialanordnung über die Länge der Synchronkurbelwelle verteilt angeordnet sind, wie die Werkstückhublager der Werkstückkurbelwelle.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zwei oder mehrere Hubla ger einer Kurbelwelle gleichzeitig zu schleifen, indem die Kurbelwelle zentrisch eingespannt und um ihre Längsachse drehend antreibbar ist und die Schliefscheiben derart exzen trisch auf einer parallelen Hauptwelle angeordnet sind, daß die Schleifscheibe bei gleichzeitiger Rotation von Kurbelwel le und Hauptwelle jederzeit in Berührung mit dem Hublagersitz steht. Hierbei lassen sich jedoch die Schleifscheiben nicht ohne weiteres durch Räumwerkzeuge ersetzen, da bei letzterem die Schneiden sich nicht auf einem Umfang mit gleichbleiben dem Radius befinden und sich die Schleifscheiben nicht rela tiv zu der Hauptwelle drehen.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Werkstückkurbelwelle und/oder die Hauptwelle und/oder die Synchronkurbelwelle von dem gleichen Antrieb (Hauptan trieb) antreibbar sind, da auf diese Weise neben der Einspa rung weiterer Antriebe die erforderliche Synchronisation der drei Wellen mit einfachen Mitteln erreichbar ist.

Vorzugsweise sind die Umdrehung der Werkstückkurbelwelle und/oder der Hauptwelle und/oder der Synchronisationskurbel welle und/oder die Vorschubbewegung der Räumwerkzeuge auf den Werkzeugträgern entweder mittels mechanischen Formschlusses (z. B. Zahnrad und Zahnkette) und/oder durch (ein) elektronische(s) Getriebe synchronisierbar.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestell ten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch in Draufsicht eine die Erfindung auf weisende Drehräummaschine im Bereich der einander zugeordneten Wellen (Werkstückkurbelwelle, Haupt welle und Synchronkurbelwelle), und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A von Fig. 1.

Bei der erfindungsgemäßen und in Fig. 1 dargestellten Dreh räummaschine ist die Werkstückkurbelwelle 3 zentrisch einge spannt und um ihre Längsachse A₃ drehend antreibbar. Die ringförmigen Räumwerkzeuge 6 sind auf als kreisrunde Scheiben ausgebildeten Werkzeugträgern 5 mittels eines Vorschubantrie bes 7 entsprechend der Pfeildarstellung von Fig. 2 antreib bar. Die Räumwerkzeuge 6 sind während der Drehung der Werkstückkurbelwelle 3 mit einer Drehzahl n an die exzen trisch umlaufenden Werkstückhublager 8 zustellbar und syn chron nachführbar. Zustellbewegung und Vorschub der Räumwerk zeuge 6 sind synchron überlagerbar. Dies geschieht dadurch, daß die Werkstückträger 5 exzentrisch mittels Trägersitzen 13 auf einer zu der Werkstückkurbelwelle 3 achsparallel und um ihre Längsachse A₁ mit gleicher Drehzahl n wie die Werkstück kurbelwelle 3 drehend antreibbaren Hauptwelle gelagert sind. Die Exzentrizität e dieser Lagerung entspricht dem Hubradius r der Werkstückhublager 8. Der Hauptwelle l achsparallel ist eine Synchronkurbelwelle 2 zugeordnet. Die Synchronkurbelwel le 2 ist mit gleicher Drehzahl n wie die Werkstückkurbelwelle 3 um ihre Längsachse A₂ drehend antreibbar und ihre Geometrie entspricht der fertig bearbeiteten Werkstückkurbelwelle 3, und zwar hinsichtlich der Exzentrizität e der Synchronisa tionshublager 9 und deren axiale Verteilung über die Länge der Synchronkurbelwelle 2. Die Synchronkurbelwelle 2 durch setzt mit ihren den Werkstückhublagern 8 zugeordneten Syn chronisationshublagern 9 den jeweiligen Werkzeugträger 5 der art, daß ein Drehen der Werkzeugträger 5 um die Hauptwelle verhindert ist.

Die Synchronisation der drei Wellen (Hauptwelle 1, Synchro nisationswelle 2 und Werkstückkurbelwelle 3) wird in dem dar gestellten Fall durch eine Kombination aus Zahnrädern 11 und Zahnketten 12 erreicht, wobei die Hauptwelle 1 unmittelbar von einem Hauptantrieb 4 angetrieben wird.

Bezugszeichenliste

1 Hauptwelle
2 Synchronkurbelwelle
3 Werkstückkurbelwelle
4 Antrieb
5 Werkzeugträger
6 Räumwerkzeug
7 Vorschubantrieb
8 Werkstückhublager
9 Synchronisationshublager
10 Werkstückmittellager
11 Zahnrad
12 Zahnkette
13 Trägersitze
e Exzentrizität
n Drehzahl
r Hubradius
A₁, A₂, A₃ Achsen

Claims

1. Maschine zum Drehräumen von Hublagern einer Kurbelwelle mit folgenden Merkmalen:

- die Werkstückkurbelwelle (3) ist zentrisch eingespannt und um ihre Längsachse (A₃) drehend antreibbar,
- Räumwerkzeuge (6) sind während der Drehung der Werk stückkurbelwelle (3) mit einer Drehzahl (n) an die ex zentrisch umlaufenden Werkstückhublager (8) zustellbar und synchron nachführbar, und
- Zustellbewegung sowie Vorschub der Räumwerkzeuge (6) sind synchron überlagerbar, indem
- die Werkzeugträger (5) exzentrisch auf einer zu der Werkstückkurbelwelle (3) achsparallel und um ihre Längsachse (A₁) mit gleicher Drehzahl (n) wie die Werkstückkurbelwelle (3) drehend antreibbaren Hauptwelle (1) gelagert sind, wobei die Exzentrizi tät (e) dem Hubradius (r) der Werkstückhublager (8) entspricht,
- die Werkzeugträger (5) als kreisrunde Scheiben ausgebildet sind, auf welchen die Räumwerkzeuge (6) jeweils mittels eines Vorschubantriebes (7) drehend antreibbar gelagert sind,
- der Hauptwelle (1) achsparallel eine mit gleicher Drehzahl (n) wie die Werkstückkurbelwelle (3) um ihre Längsachse (A₂) antreibbare und in ihrer Geo metrie der fertig bearbeiteten Werkstückkurbelwelle (3) entsprechenden Synchronkurbelwelle (2) zugeord net ist, und
- die Synchronkurbelwelle (2) mit ihren den Werk stückhublagern (8) zugeordneten Synchronisations hublagern (9) den jeweiligen Werkzeugträger (5) derart durchsetzt, daß ein Drehen der Werkzeugträ ger (5) um die Hauptwelle (1) verhindert ist.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückkurbelwelle (3) und/oder die Hauptwelle (1) und /oder die Synchronkurbelwelle (2) von dem gleichen Antrieb (Hauptantrieb) (4) antreibbar sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umdrehung der Werkstückkurbelwelle (3) und/oder der Hauptwelle (1) und/oder der Synchronkurbelwelle (2) und/oder die Vorschubdrehung der Räumwerkzeuge (6) auf den Werkzeug trägern (5) entweder mittels mechanischen Formschlusses (z. B. Zahnrad (11) und Zahnkette (12)) und/oder durch (ein) elek tronische(s) Getriebe synchronisierbar sind.