Verfahren und Einrichtung zum Nachschleifen von Kurbelwellen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Nachschleifen von Kur belwellen, beispielsweise in grossen Marinemotoren ohne diese Kurbelwellen aus der Maschine auszu bauen und damit das Schiff für längere Zeit auflegen zu müssen. Bisher war es nötig, das Schiff während mehrerer Wochen aufzulegen, den Motor zu demon tieren und die Kurbelwelle auszubauen.
Jede Kurbelwelle besteht üblicherweise bekannt lich aus mehreren Haupt- und Kurbelzapfen, die mit einander durch die Kurbelwangen verbunden sind, wobei der übergang der Zapfen in die Wangen über Abrundungen erfolgt. Während des Betriebes laufen die Zapfen nur mit ihrem zylindrischen Teil in den Lagern. Die Enden der letzteren sind jeweils abge kantet um einen genügenden Zwischenraum zu den Abrundungen zu erhalten und zu vermeiden, dass sie dieselben berühren. Es nützt sich daher lediglich der zylindrische Zapfenteil ab, während die Abrun dungen unverändert erhalten bleiben.
Der Grund gedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, beim Nachschleifen der Zapfen diese Abrun dungen als Bezugsflächen zu benützen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass eine Schleifeinrichtung mit einer motorisch angetriebenen Schleifscheibe auf die er wähnten Abrundungen abgestützt ist und die Schleif scheibe zur Einwirkung auf den zu schleifenden Zapfen gebracht wird, worauf die Schleifscheibe in einer Ebene, die parallel zur Zapfenachse verläuft, bewegt wird, während Schleifeinrichtung und zu schleifender Zapfen relativ zueinander gedreht werden.
Eine zweckmässige Einrichtung zur Durchfüh rung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass sie ein auf die Abrundungen zwischen den Zap fen und den Wangen der Kurbelwelle abgestütztes und mit Hilfe derselben zentriertes Gestell aufweist, welches einen Schlitten trägt, auf welchem eine mo torisch angetriebene Schleifscheibe angeordnet ist, die inbezug auf den zu schleifenden Zapfen einstellbar und in Längs- und Querrichtung inbezug auf densel ben bewegbar ist und dass Mittel vorgesehen sind, Schleifeinrichtung und den schleifenden Zapfen rela tiv zueinander zu drehen.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei beispiels weise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstan- des dargestellt und zwar zeigen Fig. 1 einen Aufriss einer Kurbelwelle in Verbin dung mit den beiden Ausführungsformen der Schleif einrichtung ; Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 ; Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles der Fig. 2, ge sehen von der Linie 111-III aus ;
Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1 ; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4, und Fig. 6 eine Ansicht, mit einzelnen Teilen im Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 1.
Die dargestellte Kurbelwelle 10 ist mittels Lagern im Maschinengestell 11 gelagert und die üblichen Hauptzapfen 20 und die Kurbelzapfen 30 die durch Kurbelwangen 14 miteinander verbunden sind. Wie ersichtlich sind zwischen den Wangen 14 und den Haupt- und Kurbelzapfen Abrundungen 23 vorge sehen.
Aus den Fig. 2 und 3 und dem entsprechenden Teil der Fig. 1 ist ersichtlich, dass nach Entfernung der Hauptlagerschale und des Hauptlagerdeckels eine Einsatzlagerschale 12 eingeschoben worden ist, in welcher der dem zylindrischen Teil des Lagers ent sprechende Teil ausgenommen ist. Diese Einsatz schale 12 lagert die Kurbelwelle während des Schleif- vorganges auf den Abrundungen 23. Hierauf wird das zweiteilige Gestell 15, 16 mittels der Schrauben- bolzen 18 auf die Einsatzschale gedrückt.
Das Ge stell wird dadurch auf die Abrundungen 23 abge stützt und dadurch zentriert. Der Gestellteil 16 weist eine schwalbenschwanzförmige Führung 17 auf, in welcher ein Kreuzgelenk 21 verschiebbar geführt ist. Das letztere ist mit einem Schlitten 24 verbunden und zwar so, dass zwar eine Drehung des letzteren ver mieden wird, eine Bewegung um das Kreuzgelenk 21 und eine Verschiebung mittels der Nut 17 aber möglich ist. Auf dem Schlitten 24 sitzt ein Motor 25, auf dessen Achse eine schalenförmige Schleif scheibe 26 sitzt. Die Schleifeinrichtung 25, 26 ist also auf die Abrundungen 23 abgestützt.
Der Schlit ten 24 ist mit einem Handgriff 28 versehen und er trägt auch eine Stellschraube 27, die auf der glatten Oberfläche 19 des Gestellteiles 15 aufruht.
Beim Nachschleifen eines Hauptzapfens wird die durch die übrigen Hauptzapfenlager und die auf der Einsatzschale 12 aufliegenden Abrundungen 23 ge lagerte Kurbelwelle 10 durch den Anlasser der Ma schine oder durch andere Mittel gedreht. Der Motor 25 treibt die Schleifscheibe 26 an. Die Bedienungs person löst nun die Stellschraube 27 bis die Schleif scheibe 26 in Berührung mit dem Hauptzapfen 20 kommt und denselben abschleifen kann.
Die Bedie nungsperson kann nun den Schlitten 24 in der Füh rung 17 bewegen und durch die schwingende Bewegung um das Kreuzgelenk 21 wird die Schleifscheibe 26 in tangentialer Richtung und in Längsrichtung zum Zapfen 20 in einer Ebene die parallel zur Achse des Zapfens 20 verläuft bewegt, bis die ganze Ober fläche desselben genau zylindrisch inbezug auf die Achse der Abrundungen 23 nachgeschliffen ist. Die Ränder der Schleifscheibe 26 können so abgerichtet, bzw. abgerundet sein, dass die neue zylindrische Oberfläche allmählich in die Abrundungen 23 über geht.
Bei der Ausführung gemäss den Fig. 4-6 und dem entsprechenden Teil der Fig. 1 wird nach der Entfernung der Kurbelzapfenlager, und nachdem die Pleuelstangen weggestossen wurden, ein dreiteiliges Gestell 31, 32, 33 mittels der Schraubenbolzen 34 um den Kurbelzapfen 30 befestigt. In dem Gestell sind Schraubenbolzen 35 mit abgerundeten Bolzen enden unter 45,1 zur Horizontalen geneigt angeordnet.
Sie liegen unter der Einwirkung von im Gestell ange ordneten federbelasteten mit abgerundeten Enden 36 versehenen Kolben an den Abrundungen 23 an. Die paarweise vorgesehenen Schraubenbolzen 35 und Kolben sind im Abstand voneinander um den Kur belzapfen 30 angeordnet, um das Gestell 31-32-33 konzentrisch zum letzteren zu halten, eine Drehung um die Achse des Kurbelzapfens 30 aber zu ermög lichen.
Auf dem Gestellteil 33 ist ein Bügel 37 befestigt. Ein Führungsblock 38 kann um Zapfen 39 im Bügel 37 schwingen. Der letztere und der Führungsblock 38 bilden ein Kreuzgelenk. Da eine Ende des Schlit- tens 40 ist in schwalbenschwanzförmigen Führun gen des Blockes 38 verschiebbar, während das andere einen Handgriff 49 aufweist. Die Schleifwelle 41 ist im Schlitten 40 gelagert. Auf ihrem einen Ende sitzt die konische Hohlscheibe 42, während auf ihrem anderen Ende ein Kegelrad 43 sitzt, das mit dem Kegelrad 44 auf der Welle des Motors 45 kämmt. Der Motor 45 seinerseits sitzt auf dem Schlitten 40.
Eine Stellschraube 46 ist in den letzteren einge schraubt und liegt mit ihrem unteren Ende auf der ebenen Oberfläche des Gestellteiles 31 auf. Sie wird durch eine Feder 47 gegen die erwähnte Oberfläche gedrückt, wobei diese Feder mit dem einen Schenkel des hakenförmigen Bügels 48 zusammenwirkt, des sen anderer Schenkel den Gestellteil 31 untergreift.
Beim Nachschleifen des Kurbelzapfens 30 treibt der Motor 45 die Schleifscheibe 42 über die Zahn räder 44, 43 und die Welle 41. Die Bedienungsper son kann die Stellschraube 46 lösen bis die Schleif scheibe 42 ihre Schleifwirkung auf dem Kurbelzap fen 30 ausübt und mittels des Handgriffes 49 kann der Schlitten 40 um die vertikale Achse des Bügels 37 verschwenkt oder in der Schwalbenschwanzfüh- rung des Blockes 38 hin- und herbewegt werden. Dadurch wird die Schleifscheibe 42 in einer Ebene bewegt, die parallel zur Achse des Zapfens 30 ver läuft.
Dieser Zapfen dreht sich dabei inbezug auf die Schleifeinrichtung bis seine ganze zylindrische Oberfläche genau zylindrisch inbezug auf die Achse der Abrundungen 23 nachgeschliffen ist.
Anstatt die Kurbelwelle 10 inbezug auf eine fest stehende Schleifeinrichtung zu drehen, könnte auch diese letztere gedreht und die Kurbelwelle undrehbar festgehalten sein. Die Drehung der Schleifeinrichtung um den Kurbelzapfen 30 kann durch ein Kettenrad 50 erfolgen, das im Gestell 31, 32, 33 gelagert ist und das durch eine nicht gezeichnete, motorisch an getriebene Kette in an sich bekannter Weise ange trieben werden kann.
Die Ränder der Schleifscheibe können so abge richtet sein, dass die neue zylindrische Oberfläche des Zapfens 30 allmählich in die Abrundungen 23 übergeht.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, dass das Nachschleifen von Kurbelwellen auf ein fache und billige Art und Weise möglich ist.
Method and device for regrinding crankshafts The present invention relates to a method and a device for regrinding cure belwellen, for example in large marine engines without these crankshafts from the machine and thus having to lay the ship for a long time. Until now, it was necessary to lay the ship up for several weeks, dismantle the engine and remove the crankshaft.
Each crankshaft usually consists of several main pins and crank pins, which are connected to one another by the crank webs, the transition of the pins into the cheeks taking place via roundings. During operation, the pins only run with their cylindrical part in the bearings. The ends of the latter are chamfered in each case in order to obtain a sufficient space between the rounded edges and to avoid that they touch the same. Therefore, only the cylindrical pin part wears out, while the rounded areas remain unchanged.
The basic idea of the present invention is now to use these Abrun applications as reference surfaces when regrinding the pin.
The method according to the invention is characterized in that a grinding device with a motor-driven grinding wheel is supported on the rounded portions mentioned and the grinding wheel is brought to act on the pin to be ground, whereupon the grinding wheel is in a plane that runs parallel to the pin axis. is moved while the grinding device and the pin to be ground are rotated relative to each other.
An expedient device for implementing this method is characterized in that it has a frame supported on the rounded edges between the pegs and the cheeks of the crankshaft and centered with the aid of the same, which carries a carriage on which a motor-driven grinding wheel is arranged is adjustable with respect to the pin to be ground and movable in the longitudinal and transverse direction with respect to the same ben and that means are provided to rotate the grinding device and the grinding pin relative to one another.
In the accompanying drawings, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely: FIG. 1 shows an elevation of a crankshaft in conjunction with the two embodiments of the grinding device; FIG. 2 shows a cross section along the line II-II of FIG. 1; Fig. 3 is a view of part of FIG. 2, see GE from the line III-III;
FIG. 4 shows a cross section along the line IV-IV of FIG. 1; FIG. 5 shows a section along line V-V in FIG. 4, and FIG. 6 shows a view with individual parts in section along line VI-VI in FIG. 1.
The illustrated crankshaft 10 is supported by bearings in the machine frame 11 and the usual main journals 20 and the crank journals 30 which are connected to one another by crank webs 14. As can be seen, roundings 23 are provided between the cheeks 14 and the main and crank pins.
From FIGS. 2 and 3 and the corresponding part of FIG. 1 it can be seen that after removal of the main bearing shell and the main bearing cover, an insert bearing shell 12 has been inserted, in which the part corresponding to the cylindrical part of the bearing is excluded. This insert shell 12 supports the crankshaft on the rounded portions 23 during the grinding process. The two-part frame 15, 16 is then pressed onto the insert shell by means of the screw bolts 18.
The Ge alternate is thereby supported abge on the fillets 23 and thereby centered. The frame part 16 has a dovetail-shaped guide 17 in which a universal joint 21 is slidably guided. The latter is connected to a slide 24 in such a way that although rotation of the latter is avoided, a movement around the universal joint 21 and a displacement by means of the groove 17 is possible. On the carriage 24 is a motor 25, on the axis of which a bowl-shaped grinding disk 26 is seated. The grinding device 25, 26 is therefore supported on the rounded portions 23.
The Schlit th 24 is provided with a handle 28 and it also carries an adjusting screw 27 which rests on the smooth surface 19 of the frame part 15.
When regrinding a main pin, the crankshaft 10 is rotated by the starter of the machine or by other means through the remaining main journal bearings and the rounded portions 23 resting on the insert shell 12. The motor 25 drives the grinding wheel 26. The operator now loosens the adjusting screw 27 until the grinding wheel 26 comes into contact with the main pin 20 and can grind the same.
The operator can now move the carriage 24 in the Füh tion 17 and by the oscillating movement around the universal joint 21, the grinding wheel 26 is moved in the tangential direction and in the longitudinal direction to the pin 20 in a plane that runs parallel to the axis of the pin 20 until the entire upper surface of the same exactly cylindrical with respect to the axis of the roundings 23 is reground. The edges of the grinding wheel 26 can be dressed or rounded in such a way that the new cylindrical surface gradually merges into the rounded portions 23.
In the embodiment according to FIGS. 4-6 and the corresponding part of FIG. 1, after the removal of the crank pin bearings and after the connecting rods have been pushed away, a three-part frame 31, 32, 33 is fastened around the crank pin 30 by means of the screw bolts 34. In the frame, screw bolts 35 with rounded bolts are arranged inclined at 45.1 to the horizontal.
They are under the action of the frame is arranged spring-loaded piston provided with rounded ends 36 on the rounded portions 23. The paired bolts 35 and pistons are spaced from each other around the cure belzapfen 30 to keep the frame 31-32-33 concentric to the latter, but rotation about the axis of the crank pin 30 union.
A bracket 37 is attached to the frame part 33. A guide block 38 can swing around pin 39 in bracket 37. The latter and the guide block 38 form a universal joint. One end of the slide 40 is displaceable in dovetail-shaped guides of the block 38, while the other has a handle 49. The grinding shaft 41 is mounted in the slide 40. The conical hollow disk 42 sits on its one end, while a bevel gear 43 sits on its other end and meshes with the bevel gear 44 on the shaft of the motor 45. The motor 45 for its part is seated on the slide 40.
An adjusting screw 46 is screwed into the latter and rests with its lower end on the flat surface of the frame part 31. It is pressed by a spring 47 against the surface mentioned, this spring cooperating with one leg of the hook-shaped bracket 48, the other leg of the sen the frame part 31 engages below.
When regrinding the crank pin 30, the motor 45 drives the grinding wheel 42 via the gears 44, 43 and the shaft 41. The operator can loosen the adjusting screw 46 until the grinding wheel 42 exerts its grinding effect on the crank pin 30 and by means of the handle 49 the slide 40 can be pivoted about the vertical axis of the bracket 37 or moved back and forth in the dovetail guide of the block 38. As a result, the grinding wheel 42 is moved in a plane that runs parallel to the axis of the pin 30 ver.
This pin rotates in relation to the grinding device until its entire cylindrical surface is reground precisely cylindrical in relation to the axis of the roundings 23.
Instead of rotating the crankshaft 10 in relation to a stationary grinding device, the latter could also be rotated and the crankshaft held non-rotatably. The rotation of the grinding device around the crank pin 30 can be done by a sprocket 50 which is mounted in the frame 31, 32, 33 and which can be driven by a motor-driven chain, not shown, in a known manner.
The edges of the grinding wheel can be aligned so that the new cylindrical surface of the pin 30 gradually merges into the roundings 23.
From the above description it can be seen that regrinding of crankshafts is possible in a simple and inexpensive manner.