BRPI0814598B1

BRPI0814598B1 - Centro de esmerilhagem e processo para simultânea esmerilhagem de vários mancais e áreas do lado extremo de eixos de manivela

Info

Publication number: BRPI0814598B1
Application number: BRPI0814598-9A
Authority: BR
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik Gmbh
Priority date: 2007-07-25
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2019-08-06
Also published as: US20100203805A1; WO2009013295A1; JP5334336B2; BRPI0814598A2; EP2167277A1; US8678881B2; JP2010534143A; ATE514522T1; KR101501628B1; KR20100042625A; RU2010106655A; EP2167277B1; CN101918175A; ES2368688T3; CN101918175B; RU2467863C2; DE102007034706B3

Abstract

centro de esmerilhagem e processo para simultânea esmerilhagem de vários mancais e áreas do lado extremo de eixos de manivela a presente invenção refere-se a um centro de esmerilhagem para a esmerilhagem simultânea de vários mancais principais ou de curso ou partes centrais e extremas de eixos de manivela (22). dois fusos de esmeril de mancal de curso (14, 15), dos quais o primeiro é deslocável apenas em direção z e o segundo apenas ligeiramente em direção x, estão montados sobre um carro cruzado de mancal em curso (11) comum. na fase final da esmerilhagem ocorre uma correção de divergências de medida entre os dois mancais de curso usinados por uma ativação separada do segundo fuso de esmeril de mancal de curso (15) no sentido de uma correção de medida ou circularidade. as divergências são detectadas por dispositivos de medição. para a esmerilhagem das partes extremas é previsto um disco de esmeril perfilado posicionado inclinado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CENTRO DE ESMERILHAGEM E PROCESSO PARA SIMULTÂNEA ESMERILHAGEM DE VÁRIOS MANCAIS E ÁREAS DO LADO EXTREMO DE EIXOS DE MANIVELA.

[001] A presente invenção refere-se a um centro de esmerilhagem para esmerilhagem de eixos de manivela apresentando mancais principais e de curso, sendo que vários mancais principais e de curso bem como áreas do lado extremo, especialmente de um flange, são esmerilhados essencialmente simultaneamente.

[002] Tais centros de esmerilhagem são empregados para a préesmerilhagem e/ou esmerilhagem fina de eixos de manivela em elevados números de peças. Trata-se então frequentemente de eixos de manivela para motores de quatro cilindros em série na industria automobilística, em que respectivamente dois mancais de curso ficam dispostos em igual posição angular com relação ao eixo longitudinal do eixo de manivela. Esses dois mancais de curso são esmerilhados simultaneamente (paralelamente em tempo) para aumentar a produtividade. Um tal procedimento é descrito, por exemplo, na EP 1 044 764 A2 e na EP 1 088 621 B1.

[003] Para os mancais principais de eixos de manivela é conhecido já há muito tempo a esmerilhagem simultânea de vários mancais, por exemplo da US 3 487 588. O fuso de esmeril para os mancais principais apresenta então um número de discos de esmeril, que é igual ao número dos mancais principais. Os discos de esmeril se encontram em um eixo comum. Uma apresentação mais recente disso se encontra na DE 101 44 644 B4.

[004] Em um centro de esmerilhagem para eixos de manivela segundo a EP 1 044 764 A2 para a esmerilhagem simultânea de dois mancais de curso de um eixo de manivela são empregados um disco de pré-esmerilhagem e um disco de acabamento de esmerilhagem, que

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2/19 ficam fixamente montados respectivamente através do correspondente fuso de esmeril em um carro cruzado apropriado. Os dois carros em cruz são deslocáveis em direção longitudinal do eixo de manivela (direção Z) e avançáveis em direção ao eixo de manivela (direção X) independentemente entre si. Por um correspondente controle dos carros em cruz e fusos de esmeril é possível uma simultânea usinagem de dois mancais de curso em uma fixação, sendo que um mancal de curso é pré-esmerilhado e o outro é esmerilhado em acabamento. Ocorre então um monitoramento contínuo da operação de esmerilhagem por correspondentes dispositivos de medição.

[005] Na EP 1 088 621 B1 são descritos um processo e um dispositivo para simultânea esmerilhagem de ao menos dois mancais de um eixo de manivela, em que há uma ampla coincidência construtiva e operacional com o centro de esmerilhagem mostrado na EP 1 044 764 A2. Ambas as instalações têm em comum o fato de que empregam respectivamente um carro cruzado apropriado para cada um dos dois fusos de esmeril empregados. Cada um desses carros em cruz requer uma ativação separada para toda a operação de esmerilhagem e um contínuo monitoramento e correção na medida dos dados em tempo real determinados através de cabeças de medição com relação à circularidade e à medida do mancal esmerilhado. A construção do centro de esmerilhagem com dois carros em cruz separados - apenas para a usinagem de dois mancais - requer grande demanda de espaço e uma considerável implementação em componentes bem como correspondentes controles.

[006] Na EP 1 718 435 B1 está descrita uma máquina de usinagem para a usinagem de peças de trabalho, em que existem dispositivos de esmerilhagem e/ou torneamento. O dispositivo de esmerilhagem apresenta um disco de esmeril perfilado, apropriado com relação ao eixo Z, por meio do que a peça de trabalho pode ser esmerilhada em plano

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3/19 como também externamerrte em redondo. A peça de trabalho é torneada e esmerilhada na mesma fixação.

[007] Partindo desse estado atual da técnica, constitui objetivo da invenção indicar um centro de esmerilhagem para a esmerilhagem de eixos de manivela, em que a implementação construtiva e a demanda de espaço são essencialmente reduzidos e com que é possível a esmerilhagem simultânea de mancais principais, mancais de curso e áreas do lado extremo de modo especialmente rápido e racional com alta qualidade.

[008] Esse objetivo é atingido por um centro de esmerilhagem com as características segundo a reivindicação 1.

[009] Demanda de espaço e implementação construtiva são já reduzidas no centro de esmerilhagem segundo a invenção, de maneira vantajosa, pelo fato de que duas estações para esmerilhagem simultânea (ao mesmo tempo) de ao menos dois mancais são reunidas para um centro de esmerilhagem. Juntamente com os mancais principais, na primeira estação podem também ser esmerilhadas partes circulando centralmente da extremidade de eixo de manivela do lado do munhão e do lado do flange, a saber, do lado plano e/ou em diâmetro, a saber, por meio de um disco de esmerilhar perfilado, apropriado em seu eixo de rotação com relação ao eixo Z da peça de trabalho; de preferência, esse disco de esmerilhar fica disposto na primeira estação. Como na primeira estação podem ser simultaneamente esmerilhados todos os mancais principais, diferentemente da segunda estação há uma reserva de tempo que pode ser aproveitada. Áreas do lado extremo, especialmente aquelas do flange de eixo de manivela, são esmerilhadas ao menos parcialmente paralelamente em tempo aos mancais principais e/ou de curso.

[0010] Quando ambas as estações estão dispostas com direção axial comum dos eixos de manivela a serem esmerilhados, também a

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4/19 transposição dos eixos de manivela de uma para a outra estação também é de realização muito simples. Além disso, resultam várias vantagens graças à disposição de dois fusos de esmerilhar para a usinagem de mancais de curso em um carro cruzado comum. Essas vantagens especiais devem ser vistas especialmente em uma simplificação do controle do processo de esmerilhagem bem como redução do número dos componentes e da demanda de espaço.

[0011] O controle da esmerilhagem comum de dois mancais de curso ocorre, segundo a invenção, de tal maneira que o avanço e o monitoramento/correção do desbaste e do curso redondo dos mancais esmerilhados ocorrem inicialmente apenas pelo controle dos movimentos do carro cruzado de mancal de curso comum. Nessa fase ocorre o desbaste principal da esmerilhagem para ambos os mancais de curso. Só quando as medidas teóricas foram aproximadamente alcançadas é que o primeiro fuso de esmeril e o segundo fuso de esmeril são controlados distintamente em movimento. O primeiro fuso de esmeril de mancal de curso, que está unido rigidamente com o carro cruzado de mancal de curso relativamente à direção de avanço (direção X) do disco de esmerilhar, é ainda de tal maneira controlado pelo controle do carro cruzado de mancal de curso na medida dos valores de medida e circularidade determinados por um dispositivo de medição, que são alcançados os valores teóricos finais requeridos para a operação de esmerilhagem em questão.

[0012] De preferência, os flanges do lado extremo do eixo de manivela são esmerilhados paralelamente em tempo aos mancais principais, a saber, preferência esmerilhados em acabamento. O disco de esmerilhar para isso previsto é de tal maneira perfilado e com relação ao eixo de rotação de tal maneira inclinado para com a direção Z que as áreas extremas planas bem como as áreas cilíndricas do flange ou do munhão podem, de preferência, ser esmerilhadas em uma etapa de

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5/19 trabalho.

[0013] Os valores de circularidade não precisam ser obrigatoriamente medidos a cada mancal de curso. Esses valores de correção podem ser detectados no controle após uma medição no controle e armazenados para um determinado número de eixos de manivela, até uma ulterior medição de circularidade.

[0014] O avanço do segundo fuso de esmeril de mancal de curso acompanha nessa fase, de fato, também o movimento do carro cruzado de mancal de curso, mas a esse movimento ainda está sobreposta um outro componente de movimento em direção X. Esse outro componente de movimento serve a uma correção diferencial de desvios de medida e/ou de circularidade, que ocorrem em ambos os mancais de curso simultaneamente usinados. Esses desvios podem ser condicionados, por exemplo, por distinto desgaste de ambos os discos de esmeril. Uma outra razão essencial desse desvio é que os eixos se deformam ligeiramente durante a esmerilhagem, pois podem ser liberadas tensões no material. Elas são detectadas, segundo a invenção, por determinação contínua das medidas e da circularidade de ambos os mancais de curso, para o que estão previstos dispositivos de medição correspondentes para cada mancal de curso.

[0015] As diferenças a serem corrigidas entre os dois mancais de curso são apenas pequenas na fase final da esmerilhagem; elas se situam, segundo a experiência, na faixa de centésimo ou milésimo de milímetro. Por isso, basta uma faixa de ajuste apenas pequena para o movimento do segundo fuso de esmeril do mancal de curso. Essa faixa precisa abranger, vantajosamente, apenas cerca de +/- 0,2 mm.

[0016] Segundo a reivindicação 2, é prescrita uma possibilidade de deslocamento mútuo de ambos os fusos de esmeril de mancal de curso em direção axial sobre o carro cruzado de mancal de curso. Assim é possibilitada uma adaptação a distintas distâncias axiais dos pares de

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6/19 mancal de curso a serem esmerilhados, assim como um ajuste a tipos de eixos de manivela distintos. Convenientemente, a capacidade de deslocamento axial é incluída no controle de máquina e disparada automaticamente. Em geral, então, o segundo fuso de esmeril de mancal de curso disposto desde logo deslocável em direção radial, é executado também axialmente deslocável, mas também é concebível a construção inversa, em que o segundo fuso de esmeril de mancal de curso é fixo sobre o carro cruzado de mancal de curso, enquanto que o primeiro fuso de esmeril de mancal de curso é aproveitado para o deslocamento axial sobre o carro cruzado de mancal de curso.

[0017] Na execução da invenção é preferida uma configuração do acionamento para o movimento de um (segundo) fuso de esmeril no eixo de correção de medida e de circularidade, segundo a reivindicação 3, como eixo NC, pois ela pode ser integrada de maneira simples no controle de máquina CNC.

[0018] Resulta também uma vantagem na configuração da célula de esmerilhagem, de acordo com a reivindicação 4, em que para a usinagem na primeira estação é prevista também uma esmerilhagem dos lados planos das sancas do eixo de manivela, que formam usualmente a passagem do mancal para a sanca propriamente dita. Com isso, o tempo T1 pode ser de tal maneira aproveitado e adaptado que no correspondente tempo T2 são usinados dois pares de mancais de curso.

[0019] A esmerilhagem dos lados planos das sancas nos pontos de mancal dos eixos de manivela pode se dar ou por um deslocamento do carro cruzado de mancal de curso em direção Z ou pelo fato de que os discos de esmeril de mancal de curso são deslocados axialmente sobre o fuso de esmeril de mancal principal, conforme reivindicações 5 e 6. Mas também é possível deslocar o eixo de manivela em direção axial com relação ao disco de esmeril de mancal principal, conforme

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7/19 reivindicação 7.

[0020] Quando os tempos de usinagem T1 e T2 para os mancais principais e de curso, segundo a reivindicação 6, são sincronizados entre si, resulta uma operação especialmente racional do centro de esmerilhagem, pois então a alimentação ou descarga de ambas as estações pode ser realizada simultaneamente e, assim, são eliminados tempos de espera.

[0021] Segundo a reivindicação 9, de preferência é empregado o processo de curso pendular para a esmerilhagem dos mancais de curso, resultando assim simplificações para a montagem e acionamento do eixo de manivela para a usinagem dos mancais de curso. Os mancais principais esmerilhados na primeira estação podem então, desde logo, ser empregados para a montagem do eixo de manivela na segunda estação, podendo assim ser obtida uma elevada precisão na usinagem dos mancais de curso. Além disso, a disposição e ativação segundo a invenção de ambos os fusos de esmeril de mancal de curso sobre apenas um carro cruzado faz com que haja apenas um único carro de ajuste. O movimento principal de ambos os discos de esmeril, a saber, o movimento de curso pendular e o avanço, são assim produzidos por um único carro de avanço. Isso conduz a uma simplificação essencial do controle com relação ao estado atual da técnica, pois durante a maior parte da usinagem apenas precisa ser monitorado e controlado um carro de avanço. O distinto controle do movimento de ambos os fusos de esmeril na fase final da esmerilhagem provê para que eventuais divergências entre os dois mancais de curso sejam detectadas e compensadas, de modo que no final ambos os mancais de curso estão esmerilhados para a medida teórica.

[0022] A fixação e o acionamento rotativo dos eixos de manivela por hastes de fuso de mancal principal ou mancal de curso especialmente executadas ou correspondentes cabeçotes móveis segundo a

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8/19 reivindicação 10 permitem um emprego especialmente flexível do centro de esmerilhagem. Uma fixação do eixo de manivela com a possibilidade da rotação em torno do eixo longitudinal do mancal principal ou em torno do eixo longitudinal do mancal de curso permite a escolha entre uma esmerilhagem normal ou a esmerilhagem de curso pendular para a esmerilhagem de mancal de curso.

[0023] Uma medição contínua das dimensões e da circularidade dos mancais que se encontram em usinagem, segundo a reivindicação 11, possibilita uma detecção em tempo real e uma correção altamente precisa do resultado de medição.

[0024] De preferência, o disco de esmeril para a esmerilhagem do flange fica disposto defronte ao lado do eixo de manivela sobre o qual estão dispostos os discos de esmeril dos mancais principais e de curso. Mas também é possível, segundo uma forma de execução preferida, que todos os discos de esmeril fiquem dispostos em um lado do eixo de manivela. O disco de esmeril para a esmerilhagem do flange e/ou do munhão ou é previsto na primeira estação para a esmerilhagem dos mancais principais ou na segunda estação para esmerilhagem dos mancais de curso em cada uma das duas estações.

[0025] Com um centro de esmerilhagem segundo a invenção, naturalmente além de eixos de manivela de quatro cilindros podem também ser esmerilhados outros eixos de manivela, quando apresentam respectivamente dois mancais de curso dispostos em igual posição angular sobre o eixo de manivela. Igualmente é possível a usinagem de eixos de cames, quando estes possuem respectivamente ao menos dois mancais principais e dois cames dispostos em igual posição angular.

[0026] A invenção refere-se também a um processo para a esmerilhagem dos mancais principais e de curso e/ou de partes centrais de eixos de manivela segundo a reivindicação 14. Configurações desse

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9/19 processo estão indicadas nas sub-reivindicações.

[0027] No processo segundo a invenção, que é realizada especialmente por meio de um centro de esmerilhagem segundo a reivindicação 1, as áreas de lado extremo do flange ou do munhão do eixo de manivela são esmerilhadas ao menos parcialmente paralelamente em tempo a seus mancais principais e/ou de curso.

[0028] O centro de esmerilhagem e o processo segundo a invenção serão a seguir mais detalhadamente explicados com base nos exemplos de execução representados nos desenhos. Mostram:

[0029] figura 1 - uma vista do alto esquemática de um centro de esmerilhagem segundo a invenção, executado como célula de esmerilhagem;

[0030] figura 2 - uma vista do alto esquemática da primeira estação da célula de esmerilhagem, que serve para a usinagem dos mancais principais de um eixo de manivela;

[0031] figura 3 - uma vista do alto esquemática da segunda estação da célula de esmerilhagem, que é empregada para a usinagem dos mancais de curso;

[0032] figura 4 - a fixação do eixo de manivela na primeira estação da célula de esmerilhagem;

[0033] figura 5 - detalhes da fixação do eixo de manivela na segunda estação da célula de esmerilhagem;

[0034] figura 6 - a disposição de um dispositivo de medição para a medida e circularidade de um mancal a ser usinado na segunda estação;

[0035] figura 7 - um corte por uma célula de esmerilhagem de acordo com a invenção segundo o corte C-C na figura 1;

[0036] figura 8 - uma vista esquemática da primeira estação da célula de esmerilhagem com disco de esmeril perfilado para o flange, disposto defronte aos discos de esmeril de mancais principais;

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10/19 [0037] figura 9 - uma vista segundo a figura 8, mas com disposição do disco de esmeril perfilado no lado dos discos de esmeril de mancal principal; e [0038] figura 10 - uma vista esquemática da segunda estação da célula de esmerilhagem com disco de esmeril perfilado para o flange, disposto defronte aos discos de esmeril do mancal principal.

[0039] Na figura 1 está representado em vista do alto um centro de esmerilhagem executado como disco de esmeril 1. Essa célula de esmerilhagem tem um leito de máquina 2 comum, sobre o qual estão dispostas duas estações 3, 4 para usinagem de eixos de manivela 22 por esmerilhagem. As estações 3, 4 possuem uma mesa de esmerilhagem 5 comum, sobre a qual existem respectivamente dispositivos de retenção e acionamentos para os eixos de manivela 22. A célula de esmerilhagem apresenta usualmente também uma cúpula de máquina bem como dispositivos de carga e descarga para a adução e retirada dos eixos de manivela 22 bem como para seu transporte da primeira estação 3 para a segunda estação 4. Mas isso não está mostrado na figura 1 ,nem tampouco o dispositivo de controle CNC com teclado de entrada e dispositivos de suprimento hidráulicos e/ou pneumáticos.

[0040] A primeira estação 3 da célula de esmerilhagem 1, que está representada individualmente na figura 2, serve para a esmerilhagem dos mancais principais 23 dos eixos de manivela 22. Por motivo de maior clareza, as mais importantes partes funcionais da primeira estação 3 são portanto providas da designação adicional de mancal principal. Os mancais principais 23 (figura 4) são esmerilhados por meio de vários discos de esmeril de mancal principal 10, que estão dispostos em um fuso de esmeril de mancal principal 9. O fuso de esmeril de mancal principal 9 está, por seu lado, fixado a um carro cruzado de mancal principal 6, que é CNC controlado em direção Z, que

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11/19 corresponde ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29, e deslocável em direção X, que permite um avanço em direção perpendicular ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29. T rilhas de guia ou trilhos corrediços, sobre as quais é deslocado o carro cruzado de mancal principal 6 em direção Z, não podem ser vistos porque estão encobertos por coberturas

16. O eixo de manivela 22 a ser usinado está fixado entre um cabeçote de fuso da peça de trabalho de mancal principal 7 e um cabeçote móvel de mancal principal 8, conforme representado mais nitidamente na figura 4, e, segundo a representação da figura 2, colocado em rotação pela cabeçote de fuso de mancal principal 7. Na primeira estação 3, ao menos dois mancais principais 23 do eixo de manivela 22 são simultaneamente pré-esmerilhados e esmerilhados em acabamento, para o que é necessário um tempo T1.

[0041] A segunda estação 4 da célula de esmerilhagem 1, que está representada individualmente na figura 3, é empregada para a usinagem dos mancais de curso 24 a 27 do eixo de manivela 22, sendo que respectivamente são simultaneamente esmerilhados dois mancais de curso 24 a 27, que se encontram na mesma posição angular com relação ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29. O tempo necessário para a esmerilhagem de todos os quatro mancais de curso 24 a 27 é T2. Por motivo de maior clareza, as partes funcionais mais importantes da segunda estação 4 são providas da designação adicional de mancal de curso.

[0042] Também na segunda estação 4 está centralmente fixado o eixo de manivela 22 a ser esmerilhado, isto é, o eixo longitudinal comum dos dispositivos de fixação bilaterais é idêntico ao eixo longitudinal 29 do eixo de manivela 22, que é definido por seus mancais principais 23. Como se pode ver nas figuras 3 e 5, o eixo de manivela 22 na segunda estação 4 está fixado em seus mancais principais 23 situados externamente, que foram esmerilhados na primeira estação 3. Com isso

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12/19 é produzida uma exata relação dos mancais de curso 24 a 27 para com os mancais principais 23 do eixo de manivela.

[0043] Para a fixação, segundo a figura 3, em ambos os lados do eixo de manivela 22 é previsto um cabeçote de fuso de peça de trabalho de mancal de curso 12, 13. O mandril 31 desses cabeçotes de fuso de peça de trabalho de mancal de curso 12, 13 são providos de casquilhos de apoio e são acionados por um eixo C1 ou C2 cada, que rodam em sincronia absoluta. O eixo de manivela 22 pode ser alojado na segunda estação 4 mas também entre pontas e é então acionado ao menos apenas em um lado por um cabeçote de fuso de peça de trabalho de mancal de curso 12, cujo mandril é provido de mordentes de fixação 33 montados flutuantes e produz um acionamento rotativo compensador, radialmente isento de folga. O alinhamento do eixo de manivela 22 ocorre então por seus centros sobre as pontas de centragem.

[0044] A forma do alojamento do eixo de manivela 22 na segunda estação 4 pode ser variada e otimizada a cada caso específico.

[0045] Em ambas as estações 3 e 4 o eixo de manivela 22 pode ser apoiado por uma ou várias lunetas de autocentragem.

[0046] Na segunda estação está previsto um carro cruzado de mancal de curso 11, que é deslocável em direção dos eixos Z2 e x2 posicionados perpendiculares entre si, portanto paralelamente ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29 e perpendicularmente a isso. O carro cruzado de mancal de curso 11 porta um primeiro fuso de esmeril de mancal de curso 14 e um segundo fuso de esmeril de mancal de curso

15. Assim o primeiro fuso de esmeril de mancal de curso 14 na direção perpendicular ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29 está fixamente unido com o carro cruzado de mancal de curso 11. O segundo fuso de esmeril de mancal de curso 15, pelo contrário, está disposto móvel na direção perpendicular ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29 sobre o carro cruzado de mancal de curso 11. Seu movimento é controlado na

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13/19 medida de um erro de medida ou circularidade, que é obtida de uma medição em processo durante a esmerilhagem. Para tanto, de cabeças de medição em processo 19 de um dispositivo de medição 20 (figura 6) são medidos os diâmetros dos mancais de curso 24, 27 ou 25, 26 a serem esmerilhados aos pares, continuamente, durante a esmerilhagem.

[0047] Cada um dos dois fusos de esmeril de mancal de curso 14, 15 porta um disco de esmeril de mancal de curso 17, 18, cuja distância axial mútua deve corresponder à distância dos mancais de curso 14 a 17 a serem esmerilhados aos pares entre si. Para essa finalidade, os dois fusos de esmeril de mancal de curso 14, 15 devem ser deslocáveis em sua direção axial, portanto em direção do eixo de rotação de seus discos de esmeril de mancal de curso 17, 18 sobre o carro cruzado de mancal de curso 11 mutuamente. A distância axial entre os fusos de esmeril e discos de esmeril de mancal de curso deve ser então ajustada a cada vez quando deva ser esmerilhado um eixo de manivela de um outro tipo ou com um determinado eixo de manivela há um par de mancais de curso com distância alterada para a esmerilhagem. Nessa medida, a alteração da distância deve estar incluída em todo o controle da operação de esmerilhagem. O primeiro fuso de esmeril de mancal de curso 14 ou o segundo fuso de esmeril de mancal de curso 15 deve estar disposto deslocável em direção de seu eixo longitudinal sobre o carro cruzado de mancal de curso 11.

[0048] A figura 5 mostra de maneira especialmente clara uma particularidade de eixos de manivela 22 para motores em série de quatro cilindros: os dois mancais de curso 24 e 27 exteriores têm uma posição angular comum com relação ao eixo de rotação e longitudinal 29 do eixo de manivela 22 e igualmente os dois mancais de curso 25 e 26 interiores, em que a posição angular de ambos os pares de mancal de curso 24 e 27 de um lado bem como 25 e 26 de outro lado é distinta.

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14/19 [0049] Essa propriedade é aproveitada para a modalidade operacional econômica do centro de esmerilhagem segundo a invenção. Pois com os dois discos de esmeril de mancal de curso 17 e 18 são esmerilhados os dois mancais de curso 24, 27 e 25, 26 respectivamente por si só simultaneamente, sendo que a palavra simultaneamente equivale também às expressões que ocorrem na técnica de esmerilhagem paralelas em tempo ou em tempo igual. Entende-se assim em todo caso que a operação de esmerilhagem decorre aproximadamente no mesmo tempo, mas não que deva estar terminada no mesmo momento. O segundo mancal de curso frequentemente estará esmerilhado em acabamento só depois do primeiro, na medida em que por exemplo deve ser desbastada ainda uma medida residual de 0,02 mm.

[0050] A figura 6 apresenta a disposição de um dispositivo de medição 20 para a medição contínua da circularidade e da medida de um mancal de curso na segunda estação 4 por meio de uma cabeça de medição 19. A cabeça de medição 19 durante a esmerilhagem vem a encostar no mancal de curso 24-27 a ser monitorado e produz progressivamente sinais relativamente ao dimensionamento e/ou à circularidade do mancal de curso 24-27, que são avaliados pelo controle CNC e empregados para produção de ordens de controle para os acionamentos do carro cruzado de mancal de curso 11 e/ou do eixo de correção de medida ou circularidade 44. A posição do dispositivo de medição 20, representada tracejada na figura 6, corresponde a uma posição recuada, que o dispositivo de medição 20 assume durante uma operação de interrupção e/ou durante a manipulação de partes dos discos de esmeril de mancal de curso 17, 18.

[0051] Na figura 7 está representada uma vista lateral esquemática da primeira estação 3 da célula de esmerilhagem 1 segundo o corte CC na figura 1.

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15/19 [0052] No início da esmerilhagem de mancal de curso na segunda estação 4 a distância axial mútua de ambos os discos de esmeril de mancal de curso 17, 18 é ajustada por exemplo à distância dos mancais de curso 24 e 27. Em seguida, começa a esmerilhagem desses mancais de curso 24, 27 no processo de curso pendular CNC-controlado. Para tanto, inicialmente, os dois fusos de esmeril de mancal de curso 14, 15 são deslocados em comum perpendicularmente ao eixo longitudinal de eixo de manivela 29; o segundo fuso de esmeril de mancal de curso 15 permanece então imóvel com relação ao carro cruzado de mancal de curso 11. Isso se aplica à fase da esmerilhagem grosseira ou préesmerilhagem. Mas em cada um dos mancais de curso 24, 27 durante a esmerilhagem é medido o diâmetro precisamente alcançado e determinada a circularidade. Com a aproximação da medida de acabamento na fase da esmerilhagem fina é desacoplado o movimento do segundo fuso de esmeril 15 daquele do carro cruzado de mancal de curso 11. O carro cruzado de mancal de curso 11 é deslocado conforme a medição no mancal de curso 24 no sentido de um eixo de correção de medida ou circularidade 44, sendo que por meio do primeiro fuso de esmeril de mancal de curso 14 finalmente são alcançadas a medida final e a circularidade requerida do mancal de curso 24. Simultaneamente, o segundo fuso de esmeril de mancal de curso 27 conforme a medição separada no mancal de curso 27 executa movimentos de correção com relação ao carro cruzado de mancal de curso 11, na medida em que as medições no mancal de curso 27 divirjam daquelas do mancal de curso 24. Essas divergências decorrem da medição progressiva em ambos os mancais de curso 24 e 27. O computador do controle de máquina analisa os resultados de medição e forma correspondentes sinais de correção e controle para o acionamento do segundo fuso de esmeril de mancal de curso 15.

[0053] O segundo fuso de esmeril de mancal de curso 15 precisa

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16/19 naturalmente ser móvel com relação ao carro cruzado de mancal de curso 11 apenas em uma pequena medida em direção do eixo X. Um trecho de deslocamento vantajoso na prática pode se situar por exemplo na faixa de +/- 0,2 mm. O centro de esmerilhagem pode ser de tal maneira ajustado que o tempo de esmerilhagem T1 seja igual ao tempo de esmerilhagem T2. Dois dos mancais principais 23 são então esmerilhados aproximadamente no mesmo tempo que um par 24, 27 ou 25, 26 dos mancais de curso.

[0054] Em seguida, o carro cruzado de mancal de curso 11 é recuado, a distância mútua de ambos os fusos de esmeril de mancal de curso 14, 15 é ajustada para a distância dos mancais de urso 25, 26 médios, e é reiniciado o ciclo de esmerilhagem.

[0055] Na figura 8 está mostrada uma vista esquemática da primeira estação da célula de esmerilhagem em representação simplificada, em que na primeira estação é realizada a esmerilhagem de múltiplos mancais dos mancais principais 23 do eixo de manivela 22 por meio de discos de esmeril de mancal principal 10. Os discos de esmeril de mancal principal 10 esmerilhagem na primeira estação 3 os mancais principais 23. Na medida em que devam ser esmerilhadas as áreas planas das sancas do eixo de manivela 22, que apontam para o respectivo munhão de mancal principal, o fuso é movido com o respectivo disco de esmeril de mancal principal axialmente para com o eixo de manivela 22. Mas também é possível que o eixo de manivela 22 seja movido ao longo de seu eixo de rotação relativamente aos discos de esmeril de mancal principal 10. Com relação aos discos de esmeril de mancal principal 10, um disco de esmeril 45 perfilado está disposto sobre um fuso 46 inclinado para com o eixo Z, isto é, para com o eixo de fuso dos discos de esmeril de mancal principal 10. O disco de esmeril 45 é então de tal maneiro perfilado e de tal maneira disposto com relação a seu ângulo para com o eixo Z que simultaneamente podem

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17/19 ser esmerilhadas as áreas frontais planas como também as áreas cilíndricas do flange 47 do eixo de manivela 22. O disco de esmeril 45 é então avançável ao longo do eixo de avanço X.

[0056] Na figura 9 está representada uma vista segundo a figura 8, em que à diferença da disposição segundo a figura 8 o disco de esmeril 45 perfilado está disposto com seu fuso 46 no mesmo lado do eixo de manivela 22 que os discos de esmeril de mancal principal 10. Com o disco de esmeril 45 perfilado são esmerilhadas as áreas 48 do lado extremo, a saber, as áreas frontais planas como também as áreas cilíndricas do flange em uma etapa de trabalho, sendo que o disco de esmeril 45 perfilado é avançável ao longo de seu eixo de avanço X.

[0057] Segundo essa forma de execução, os discos de esmeril de mancal principal 10 estão dispostos em um fuso comum e esmerilham os mancais principais entre as respectivas sancas 49 do eixo de manivela 22.

[0058] A figura 10 mostra uma vista esquemática da segunda estação 4 do disco de esmeril com disco de esmeril 45 perfilado disposto defronte aos discos de esmeril de mancal de curso 17, 18 para a esmerilhagem das áreas 48 cilíndricas e planas do flange 47 do eixo de manivela 22. O disco de esmeril 45 perfilado com seu fuso 46 é então avançável ao longo de seu eixo de avanço X e esmerilha o flange 47 em uma etapa de trabalho. O disco de esmeril 45 perfilado está disposto defronte aos discos de esmeril de mancal de curso 17, 18, para evitar qualquer colisão entre os discos de esmeril ou para garantir uma usinagem simultânea das respectivas áreas de usinagem. Os discos de esmeril de mancal de curso 17, 18 com seus respectivos fusos 14, 15 esmerilham então os respectivos mancais de curso entre as sancas 49 no processo de esmerilhagem de curso pendular.

LISTAGEM DE REFERÊNCIA célula de esmerilhagem

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18/19 leito de máquina primeira estação segunda estação mesa de esmerilhagem carro cruzado de mancal principal cabeçote de fuso de peça de trabalho de mancal principal cabeçote móvel de mancal principal fuso de esmeril de mancal principal disco de esmeril de mancal principal carro cruzado de mancal de curso cabeçote de fuso de peça de trabalho de mancal de curso cabeçote de fuso de peça de trabalho de mancal de curso primeiro fuso de esmeril de mancal de curso segundo fuso de esmeril de mancal de curso cobertura primeiro disco de esmeril de mancal de curso segundo disco de esmeril de mancal de curso cabeça de medição dispositivo de medição eixo de manivela mancal principal mancal de curso mancal de curso mancal de curso mancal de curso lado plano eixo longitudinal de eixo de manivela eixo longitudinal de mancal de curso mandril casquilhos de apoio

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19/19 mordentes de fixação pontas (de centragem) eixo Z eixo X eixo de rotação eixo de correção de medida e circularidade disco de esmeril perfilado para flange fuso de esmeril flange áreas do lado extremo sanca

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Centro de esmerilhagem para esmerilhagem de eixos de manivela (22) apresentando mancais principais (23), mancais de curso (24 a 27) e áreas do lado extremo, que apresenta

- uma primeira estação (3) para esmerilhagem dos mancais principais (23) e

- uma segunda estação (4) para esmerilhagem dos mancais de curso (24 a 27), bem como

- um disco de esmeril (45) perfilado, que é acionado por meio de um fuso de esmeril (46) disposto a um ângulo para com os fusos de esmeril (9 ou 14, 15) dos mancais principal e de curso (23 ou 24 a 27), caracterizado pelo fato de que

- um grupo de discos de esmeril de mancal principal (10) está de tal maneira axialmente disposto sobre um fuso de esmeril de mancal principal (10) disposto em um carro cruzado de mancal principal (6), que é esmerilhado um número de mancais principais (23) correspondente ao número dos discos de esmeril de mancal principal (10) paralelamente em tempo, em um tempo T1,

- na segunda estação dois discos de esmeril de mancal de curso (17, 18) esmerilham aos pares dois mancais de curso (24 a 27) do eixo de manivela (22) em um tempo T2 e

- com seu respectivo fuso de esmeril de mancal em curso (14, 15), estão de tal maneira montados em um carro cruzado de mancal de curso (11) que um primeiro fuso de esmeril de mancal de curso (14) está disposto na direção de avanço (eixo X) estacionário sobre o carro cruzado de mancal de curso (11) e um segundo fuso de esmeril de mancal de curso (15) é deslocável na direção de avanço (eixo X) relativamente ao primeiro fuso de esmeril de mancal de curso (14) ligeiramente apenas no sentido de um eixo de correção de medida ou circularidade (44),

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- e as áreas (48) do lado extremo do eixo de manivela (22) são esmerilháveis por meio de um disco de esmeril (46) perfilado.

2. Centro de esmerilhagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dois fusos de esmeril de mancal de curso (14, 15) que se encontram no carro cruzado de mancal de curso são deslocáveis mutuamente em direção axial (eixo Z2).
3. Centro de esmerilhagem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o segundo fuso de esmeril de mancal de curso (15) da segunda estação (4) é avançável por meio de um eixo NC ativo em estreitos limites para a correção de medição e/ou de circularidade independentemente do movimento do carro cruzado de mancal de curso (11) ao eixo de manivela (22).
4. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os discos de esmeril de mancal principal (10) do fuso de esmeril de mancal principal (9) da primeira estação (3) são radialmente avançáveis para a esmerilhagem dos mancais principais (23) e axialmente deslocáveis para esmerilhagem de lados planos (28) de sancas (49) do eixo de manivela (22).
5. Centro de esmerilhagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o deslocamento axial dos discos de esmeril de mancal principal (10) é realizado pelo carro cruzado de mancal principal (6).
6. Centro de esmerilhagem de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o deslocamento axial dos discos de esmeril de mancal principal (10) é realizado pelo fato de que os discos de esmeril de mancal principal (10) estão dispostos axialmente deslocáveis sobre o fuso de esmeril de mancal principal (9).
7. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o eixo de manivela

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3/6 (22) pra a esmerilhagem de seus lados planos (28) de sancas (49) é deslocável axialmente por meio dos discos de esmeril de mancal principal (10) na direção longitudinal de eixo de manivela.
8. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que T1 corresponde aproximadamente a T2.
9. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o carro cruzado de mancal de curso (11) é de tal maneira executado que pode ser produzido um movimento de curso pendular dos discos de esmeril de mancal de curso (17, 18).
10. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda estação (3 ou 4) apresentam respectivamente um cabeçote de fuso de peça de trabalho (7, 12, 13) e um cabeçote móvel (8) e os respectivos cabeçotes de fuso de peça de trabalho (7, 12, 13) e cabeçotes móveis (8) da primeira e da segunda estação (3 ou 4) são de tal maneira executados que um eixo de manivela (22) apresentando um eixo longitudinal de mancal principal e ao menos um eixo longitudinal de mancal de curso (29 ou 30) é rotativo centralmente em torno do eixo longitudinal de mancal principal (29).
11. Centro de esmerilhagem de acordo com uma qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que é previsto um dispositivo de medição (20) para a medição progressiva de medida e/ou circularidade e fornece um sinal para o controle do movimento do fuso de esmeril de mancal de curso (14 ou 15) no eixo de avanço (eixo X) ou no eixo de correção de medida e circularidade (44).
12. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o disco de esmeril (45) para a esmerilhagem das áreas (48) do lado extremo

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4/6 apresenta um perfilamento tal que um flange (47) do lado extremo e/ou munhão do eixo de manivela (22) é esmerilhável com suas áreas axiais e radiais, e está disposto em um lado do eixo de manivela (22) contraposto ao lado dos discos de esmeril de mancal principal (10) ou dos discos de esmeril de mancal de curso (17, 18).
13. Centro de esmerilhagem de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o disco de esmeril (45) para a esmerilhagem de um flange (47) do lado extremo e/ou do munhão do eixo de manivela (22) está disposto com suas áreas axiais e radiais por meio do perfilamento no lado dos discos de esmeril de mancal principal ou dos discos de esmeril de mancal de curso.
14. Processo para a esmerilhagem dos mancais principais (23), e/ou partes centrais, e mancais de curso (24 a 27) e áreas (48) do lado extremo de eixos de manivela (22) em uma célula de esmerilhagem com duas estações (3, 4), caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas de processo:

a) na primeira estação (3) os mancais principais (23) do eixo de manivela (22) e/ou partes centrais são esmerilhados com um jogo de discos de esmeril de mancal principal (10), que se encontram sobre um eixo comum de um fuso de esmeril de mancal principal (9);

b) o eixo de manivela (22) é levado à segunda estação (4);

c) na segunda estação (3) respectivamente dois mancais de curso (24 e 27 ou 25, 26), que apresenta a mesma posição angular com relação ao eixo de rotação do eixo de manivela (22), são esmerilhados simultaneamente com dois discos de esmeril de mancal de curso (17, 18);

d) o movimento de avanço de cada um dos dois discos de esmeril de mancal de curso (17, 18), os quais se encontram em fusos de esmeril de mancal de curso (14, 15) que ficam dispostos em um carro cruzado de mancal de curso (11), é controlado individualmente por

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5/6 computador, em que o primeiro disco de esmeril de mancal de curso (17) está disposto estacionário na direção de avanço (eixo X) sobre o carro cruzado de mancal de curso (11) e é avançado pelo mesmo, enquanto o movimento de avanço do segundo disco de esmeril de mancal de curso (18) em relação ao primeiro disco de esmeril de mancal de curso (17) ocorre apenas na medida de um desvio do movimento de avanço do primeiro disco de esmeril de mancal de curso (17);

e) na célula de esmerilhagem sempre dois eixos de manivela são simultaneamente usinados, em que o tempo de esmerilhagem T1 na primeira estação (3) é aproximadamente igual ao tempo de esmerilhagem T2 na segunda estação (4);

f) ao menos uma das áreas (48) do lado extremo é esmerilhada ao menos paralelamente em tempo para com os mancais principais e/ou mancais de curso.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o segundo fuso de esmeril de mancal de curso (15) com o segundo disco de esmeril de mancal de curso (18) é avançável por meio de um eixo NC ativo em estreitos limites para a correção de medida e/ou circularidade ao eixo de manivela (22).
16. Processo de acordo com reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que os discos de esmeril de mancal principal (10) do fuso de esmeril de mancal principal (9) para a esmerilhagem dos mancais principais (23) são radialmente avançados e axialmente deslocados para a esmerilhagem de lados planos (28) em sancas (49) do eixo de manivela (22).
17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os discos de esmeril de mancal principal (10) são axialmente deslocados, na medida em que o carro cruzado de mancal principal (6) é axialmente deslocado.
18. Processo de acordo com a reivindicação 16,

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6/6 caracterizado pelo fato de que os discos de esmeril de mancal principal (10) são axialmente deslocados, na medida em que são axialmente deslocados sobre o fuso de esmeril de mancal principal (9).
19. Processo de acordo com reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que os lados planos (28) das sancas (49) do eixo de manivela (22) são esmerilhados por meio dos discos de esmeril de mancal principal (10), na medida em que o eixo de manivela (22) é então axialmente deslocado.