Kurbelwellenschleifmaschine Beim Schleifen von Kurbelwellenhubzapfen sind zwei im Prinzip verschiedene Verfahren bekannt. Das eine ist das zur Zeit gebräuchliche Einstechschleifen, wobei die Kurbelwelle um den zu schleifenden Zap fen rotiert.
Bei diesem Verfahren sind als Nachteile, besonders bei grossen Abmessungen, die auf die Ma schine wirkende Unwucht der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle und die Unmöglichkeit, die Kurbelwelle während des Schleifens an den Hauptlagern durch Lünetten (Setzstöcke) zu unterstützen, zu erwähnen. Diese Nachteile führen zum Durchhängen und zu Taumelbewegungen der Kurbelwelle, was wiederum zu Unrundheit des zu schleifenden Zapfens führt. Diese Nachteile werden zur Zeit durch gefühlsmässig angewandte Kniffe zum Teil kompensiert.
Weiter ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Kurbelwelle um die Hauptlagerzapfen rotiert und die Mitte der Schleifscheibe, die in einer Trommel rotiert, exzentrisch gelagert ist und der Mitte des zu schleifen den Hubzapfens in gleichem Abstand und in gleicher Winkelstellung folgt. Durch dieses Verfahren sind die unter zuerst genannten Fehler ausgeschaltet, da die Kurbelwelle um ihre Normalachse rotiert, also keine Unwucht auf die Maschine überträgt, und das Durchhängen durch Lünetten an den Hauptlagern verhindert wird. Die praktische Verwirklichung die ses Verfahrens scheitert jedoch an Unzulänglichkeiten des Standes der Technik.
Ein absolut synchroner Lauf oder eine für diesen Zweck zulässige Toleranz der Abweichung der Winkelgeschwindigkeit der oben erwähnten Trommel mit der Kurbelwelle ist, soweit bekannt, nicht möglich; jedes nur denkbare mechani sche übertragungselement weist eine Reihe von Feh lern auf; z. B. weisen Schneckengetriebe, Summentei- lungsfehler, Axialschlag, Taumel und Steigungsfehler auf, die sich auf die Rundheit des erzeugenden Zap- fens nachteilig auswirken.
Ebenfalls in gleichem Sinne ungünstig wirkt die Rundlaufgenauigkeit der Trom mellagerung.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Kurbel wellenschleifmaschine zu schaffen, die die vorgenann ten Nachteile weitgehend aufhebt.
Die erfindungsgemässe Kurbelwellenschleifma- schine ist dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Schleifscheibe in einer Schwinge liegen, die auf einer verdrehsteifen Schwingachse mit Lagern befestigt ist, wobei die Schwingachse gleichzeitig als Füh rungsbahn für die axial zu verstellende Schleifscheibe dient.
Nachfolgend wird anhand der schematischen Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsge genstandes beschrieben.
Fig.1 zeigt eine Seitenansicht der Maschine. Fig.2 zeigt eine Draufsicht.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Kurbelantriebs und Fig.4 zeigt eine Seitenansicht der Schleifschei- benschwinge.
Die Kurbelwelle rotiert bei dieser Maschine um ihre Normalmitte 1, also um ihre Hauptlagerzapfen und kann somit an den Hauptlagern durch Lünetten 2 unterstützt werden. Die Schleifscheibe 3, deren Lager 4 in einer Schwinge 5 liegen, folgt dem zu schleifen den Zapfen 6 zwangläufig dadurch, dass die Mitte des zu schleifenden Hubzapfens, dargestellt durch einen Exzenterzapfen 7 am Ende des Spindelstockes 8 und die Mitte 9 der Schleifscheibe 3 durch eine Schub stange 10 unmittelbar verbunden sind. Die Lager 11 der verdrehsteifen Schwingachse 12 befinden sich tief im Maschinenbett 13.
Sie können aber auch um etwa 180 versetzt oberhalb der Schleifscheibe 3 an- geordnet sein, so dass sich eine Art Pendelachse er gibt, deren Vorteile im dynamischen Gebiet liegen. Die Schwingachse 12 dient auch als Führungsbahn für die axial zu verstellende Schleifscheibe.
Die Rundlaufgeschwirudigkeit dies. zu erzeugenden Zapfens hängt ab von der Rundheit der Lager 14 in, der Schubstange 10 und dem Mass der elastischen Verformung in den Übertragungselementen. Diese Einflussgrössen sind beherrschbar und können annähernd beliebig klein. gehalten werden.
Der Vorschub in radialer Richtung (Beis@tellbewe- gung) wird dadurch bewirkt, dass in der Schubstange 10 ein Vorschubantrieb 15 ein gebaut ist, der den Achsabstand: Schleifscheibe- Exzenterzapfen und damit: Schleifscheibe-Hubzapfen verändert.
Dieser Abstand beträgt beim Fertigschlei fen: Schleifscheibenradius plus 1/2 Hubzapfendurch- messer. Der Vorschub in tangentialer Richtung (Rundvorschub) erfährt einen Fehler, bedingt durch die trIgonometrischen Zusammenhänge im- Zusam menwirken von Exzenterzapfenhub, Schubstangen länge und Schwingenradius. Falls sich dieser Fehler, der die Geschwindigkeit des Rundvorschubes in einer flachen sinusähnlichen Kurve verlaufen lässt,
als unzu lässige Differenz in der Oberflächengüte zwischen der der Kurbelwellenhauptmitte zugewandten bzw. abge wandten Seite zeigt, ist vorgesehen, die Drehbewe gung, also die Drehzahl der Kurbelwelle im umge kehrten Sinne sinusförmig verlaufen zu lassen, mit Hilfe der Steuereinrichtung 16, die die Drehzahl des Antriebsmotors 23 regelt, zwecks weitgehender Auf hebung des Fehlers. Ferner ist vorgesehen, besonders bei langen Kurbelwellen, die Reitstockseite der Kurbelwellen ebenfalls anzutreiben, da durch Verdre hung der Kurbelwelle unzulässige Fehler auftreten können.
Dieser Antrieb erfolgt in konventioneller Weise dadurch, dass beide Seiten des Antriebes über Kettengetriebe synchron angetrieben werden. Dieses muss zwangläufig zu einem, wenn auch geringen Feh ler, infolge von Summenteilungsfehlern der Ketten räder führen.
Entgegen diesem Verfahren ist vorgesehen wor den, den Antrieb 17 auf der zweiten Seite nicht zwangweise synchron vorzusehen, sondern ein ein stellbares, konstant wirkendes, drehzahlunabhängiges Drehmoment einzuleiten. Der Antrieb dieser Einrich tung erfolgt hydraulisch oder mechanisch über eine Kupplung mit einstellbarem Drehmoment.
Diese Art des Antriebes geht von der überle- gung aus, dass ein Restdrehmoment in der Kurbel welle verbleiben darf, ohne dass es sich nachteilig auf die Genauigkeit des zu schleifenden Zapfens auswir ken wird.
Eine weitere Eigenschaft der Maschine liegt darin, dass beim Nacheinanderschleifen von mehreren Hubzapfen, die an einer Kurbelwelle um x zueinan der versetzt sind, die feste Verbindung 18 zwischen Spindelstock und Kurbelwelle nicht gelöst zu werden braucht. Statt dessen wird zwecks Erzielung der näch sten Winkelstellung der Exzenterzapfen 7 am Ende des Spindelstockes mit Hilfe einer entsprechenden Schalteinrichtung 19 um die Spindelstockmitte um x geschwenkt.
Der Exzenterzapfen 7 ist auf der Schalt einrichtung 19 so montiert, dass sein Hub durch eine Stellvorrichtung 20 entsprechend dem jeweils gefor derten Kurbelhub einstellbar ist. Bei der Hubstellung Null ist es möglich, auf der gleichen Maschine die Hauptlager der Kurbelwelle zu schleifen, was auf den Maschinen herkömmlicher Bauart nicht ohne weiteres möglich ist.
An der Schwinge, in der die Schleifscheibe gela gert ist, befindet sich eine Einrichtung 21 zum Abzie hen der Schleifscheibe und! eine Messeinribhtung 22 zum Messen des zu schleifenden Zapfens während des Arbeitsvorganges.
Crankshaft grinding machine There are two methods known in principle for grinding crankshaft crankshaft journals. One is plunge-cut grinding, which is currently in use, with the crankshaft rotating around the Zap to be ground.
The disadvantages of this method, especially in the case of large dimensions, are the imbalance of the eccentrically mounted crankshaft acting on the machine and the impossibility of supporting the crankshaft with steady rests (steady rests) during grinding on the main bearings. These disadvantages lead to sagging and wobbling movements of the crankshaft, which in turn leads to out-of-roundness of the pin to be ground. These disadvantages are currently being partially compensated for by emotionally applied tricks.
A method is also known in which the crankshaft rotates around the main bearing pin and the center of the grinding wheel, which rotates in a drum, is eccentrically mounted and the center of the crank pin to be ground follows at the same distance and in the same angular position. This procedure eliminates the errors mentioned under first, as the crankshaft rotates around its normal axis, i.e. does not transfer any unbalance to the machine, and the steady rests on the main bearings prevent sagging. The practical implementation of this method fails, however, due to inadequacies in the prior art.
An absolutely synchronous run or a tolerance of the deviation of the angular speed of the above-mentioned drum with the crankshaft which is permissible for this purpose is, as far as is known, not possible; every conceivable mechanical cal transmission element has a number of errors; z. B. have worm gears, division errors, axial runout, wobble and pitch errors, which have a detrimental effect on the roundness of the generating pin.
The concentricity of the drum bearing also has an unfavorable effect in the same sense.
The present invention aims to provide a crank shaft grinder that largely eliminates the disadvantages vorgenann th.
The crankshaft grinding machine according to the invention is characterized in that the bearings of the grinding wheel lie in a rocker arm, which is attached to a torsionally rigid rocking axis with bearings, the rocking axis simultaneously serving as a guide for the grinding wheel to be axially adjusted.
An embodiment of the subject invention is described below with reference to the schematic drawing.
Fig.1 shows a side view of the machine. Fig.2 shows a plan view.
FIG. 3 shows a side view of the crank drive and FIG. 4 shows a side view of the grinding wheel rocker.
In this machine, the crankshaft rotates around its normal center 1, i.e. around its main bearing journal and can therefore be supported by steady rests 2 on the main bearings. The grinding wheel 3, the bearings 4 of which are in a rocker arm 5, follows the pin 6 to be ground inevitably in that the center of the crank pin to be ground, represented by an eccentric pin 7 at the end of the headstock 8 and the center 9 of the grinding wheel 3 by a Push rod 10 are directly connected. The bearings 11 of the torsionally stiff oscillating axis 12 are located deep in the machine bed 13.
However, they can also be arranged above the grinding wheel 3, offset by about 180, so that there is a kind of pendulum axis, the advantages of which are in the dynamic area. The oscillation axis 12 also serves as a guide track for the grinding wheel to be axially adjusted.
The concentricity this. The pin to be produced depends on the roundness of the bearings 14 in, the push rod 10 and the degree of elastic deformation in the transmission elements. These influencing variables are manageable and can be almost arbitrarily small. being held.
The feed in the radial direction (Beis @ tell movement) is brought about by the fact that a feed drive 15 is built into the push rod 10, which changes the center distance: grinding wheel eccentric pin and thus: grinding wheel crank pin.
For finish grinding, this distance is: grinding wheel radius plus 1/2 crank pin diameter. The feed in the tangential direction (round feed) experiences an error, due to the trigonometric relationships in the interaction of the eccentric pin stroke, push rod length and rocker radius. If this error occurs, which causes the speed of the circular feed to run in a flat sinusoidal curve,
as an inadmissible difference in the surface quality between the side facing the crankshaft main center or facing away, it is provided that the Drehbewe supply, so the speed of the crankshaft in the opposite sense to be sinusoidal, with the help of the control device 16, the speed of the Drive motor 23 regulates, for the purpose of largely eliminating the error. It is also provided, especially in the case of long crankshafts, to also drive the tailstock side of the crankshaft, since inadmissible errors can occur due to twisting of the crankshaft.
This drive takes place in a conventional manner in that both sides of the drive are driven synchronously via chain gears. This must inevitably lead to an error, albeit a minor one, as a result of cumulative division errors of the chain wheels.
Contrary to this method, it is provided that the drive 17 is not necessarily provided synchronously on the second side, but instead an adjustable, constantly acting, speed-independent torque is introduced. This device is driven hydraulically or mechanically via a clutch with adjustable torque.
This type of drive is based on the idea that a residual torque may remain in the crankshaft without adversely affecting the accuracy of the pin to be ground.
Another property of the machine is that when several crankpins are grinded one after the other, which are offset by x zueinan on a crankshaft, the fixed connection 18 between the headstock and crankshaft does not need to be released. Instead, in order to achieve the next angular position of the eccentric pin 7 at the end of the headstock with the aid of a corresponding switching device 19 is pivoted about the center of the headstock by x.
The eccentric pin 7 is mounted on the switching device 19 so that its stroke can be adjusted by an adjusting device 20 according to the crank stroke required in each case. With the stroke position zero it is possible to grind the main bearings of the crankshaft on the same machine, which is not easily possible on machines of conventional design.
On the rocker in which the grinding wheel is gela there is a device 21 for pulling the grinding wheel and! a measuring device 22 for measuring the pin to be ground during the working process.