DE102008007175B4

DE102008007175B4 - Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle durch Außenrundschleifen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102008007175B4
Application number: DE102008007175A
Authority: DE
Inventors: Georg Himmelsbach
Original assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Erwin Junker Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2028-02-02
Also published as: JP2011510826A; ES2409385T3; RU2010136695A; KR101487467B1; EP2234757B1; US8506357B2; KR20100102522A; WO2009095299A1; JP5473006B2; CN101687301B; US20110003534A1; EP2234757A1; RU2480320C2; DE102008007175A1; CN101687301A

Abstract

Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle durch Außenrundschleifen, mit den folgenden Verfahrensschritten:
a) in einer ersten Aufspannung wird die Kurbelwelle (1) an zwei ungeschliffenen Lagerstellen eingespannt, die im Abstand voneinander in der gemeinsamen Längserstreckung der Hauptlager (3, 4) liegen;
b) die Kurbelwelle (1) wird zur Drehung um eine Drehachse (51) angetrieben, die durch die beiden Lagerstellen definiert ist und von der bestimmenden, durch die Hauptlager verlaufenden geometrischen Längsachse (10) der Kurbelwelle (1) abweicht;
c) bei Drehung um die Drehachse (51) werden alle Hublager (5) der Kurbelwelle (1) durch CNC-gesteuertes Außenrundschleifen im Pendelhub-Schleifverfahren bis auf das Fertigmaß geschliffen;
d) beim Pendelhub-Schleifverfahren erfolgt die Schleifscheiben-Zustellung nach Maßgabe der bestimmenden geometrischen Längsachse (10), deren Abweichung von der Drehachse (51) als Korrekturfunktion im Rechner der CNC-Steuerung berücksichtigt wird;
e) nach dem Fertigschleifen der Hublager (5) wird die Aufspannung der Kurbelwelle (1) gewechselt und eine zweite Aufspannung...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle durch Außenrundschleifen.
Die aus Stahl oder Gusswerkstoffen bestehenden Kurbelwellen werden in hoher Stückzahl für die Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen hergestellt. Hierbei kommt es neben einer wirtschaftlichen Massenfertigung vor allem auf die größte mögliche Genauigkeit hinsichtlich Durchmesser, Rundheit, Rundlauf und Zentrizität an. An Schleifverfahren der genannten Art werden daher sehr hohe Ansprüche gestellt. Gemäß der EP 1 181 132 B1 war schon erkannt worden, dass das Schleifergebnis verbessert werden kann, indem die Haupt- und Hublager der Kurbelwellen in einer ganz bestimmten Reihenfolge geschliffen werden.
Beim Schleifen der zunächst nur spanend bearbeiteten Kurbelwellen werden nämlich Spannungen frei, die zur Verformung der Kurbelwellen-Rohlinge während des Schleifens führen. Besonders stark sind die Verformungen nach dem Schleifen der Hublager. Gemäß der EP 1 181 132 B1 ist daher vorgeschlagen worden, die Hublager möglichst frühzeitig fertigzuschleifen. Es wird daher die Anweisung gegeben, als erstes die Hauptlager vorzuschleifen, danach die Hublager vor- und fertigzuschleifen und als letztes die Hauptlager fertigzuschleifen. Das bekannte Verfahren hat den Vorteil, dass Verformungen der Kurbelwelle, die aus dem Schleifen der Hublager herrühren, zum Teil beim Fertigschleifen der Hauptlager wieder beseitigt werden können. Außerdem kann das bekannte Verfahren in einer einzigen Aufspannung der Kurbelwelle durchgeführt werden. Mit dem Vorschleifen der Hauptlager wurde bei diesem bekannten Verfahren begonnen, damit für das Schleifen der Hublager die Kurbelwelle in einer genau definierten Drehachse, nämlich ihrer bestimmenden geometrischen Längsachse eingespannt ist. Diese bestimmende geometrische Längsachse muss als Bezugsachse für die Bearbeitung der Hublager zur Verfügung stehen. An einer fertiggeschliffenen Kurbelwelle müssen alle Hauptlager sowie weitere zu den Hauptlagern konzentrisch angeordnete Bereiche der Kurbelwelle hinsichtlich Durchmesser, Rundheit, Rundlauf und Zentrizität exakt nach der bestimmenden geometrischen Längsachse der Kurbelwelle ausgerichtet sein. Dasselbe gilt für die Mittellinie der Kurbelzapfen, die wiederum bestimmende geometrische Längsachse für die Hublager ist.
Hierzu ist die bestehende geometrische Längsachse mittels Zentrierbohrungen an den Stirnseiten der Kurbelwelle festgelegt. Die Kurbelwelle wird zwischen Spitzen an ihren Zentrierbohrungen eingespannt und durch eine Mitnahmevorrichtung zur Drehung angetrieben. Diese Art der Einspannung hat den Nachteil, dass ein gewisser Axialdruck auf die Kurbelwelle ausgeübt werden muss, wodurch die Gefahr von zusätzlichen Verformungen besteht, weil die Kurbelwelle sich unter der Wirkung eines Axialdrucks verbiegt. Daher ist auch das Anbringen von einer oder mehreren Lünetten erforderlich.
Es sind auch schon Versuche unternommen worden, bei der Einspannung der Kurbelwelle auf diese einen axialen Zug auszuüben. Es bleibt aber der Nachteil bestehen, dass schon bei der ersten Stufe des Verfahrens gemäß der EP 1 181 132 B1 zusätzliche Verformungen entstehen können. Ein optimales Schleifergebnis wird dadurch wieder erschwert; außerdem wird das bekannte Verfahren dadurch wieder komplizierter.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager von Kurbelwellen derart zu verbessern, dass bei noch immer wirtschaftlicher Vorgehensweise die Genauigkeit des Schleifergebnisses weiter verbessert wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager hat den Vorteil, dass bereits in der ersten Verfahrensstufe alle Hublager der Kurbelwelle durch CNC-gesteuertes Außenrundschleifen bis auf das Fertigmaß geschliffen werden. Die erfahrungsgemäß stärkste Verformung der Kurbelwelle, die aus dem Freiwerden von Spannungen herrührt, findet somit gleich zu Beginn des Schleifens statt. Die Spannungen in der Kurbelwelle haben sich danach komplett abgebaut, und es erfolgt kein weiterer nennenswerter Verzug mehr. Erst danach wird mit dem Schleifen der Hauptlager begonnen, wobei noch die größte Möglichkeit der Korrektur besteht. Beim Schleifen der Hauptlager selbst ergeben sich weit geringere Verformungen als beim Schleifen der Hublager.
Die Erfindung erreicht dieses Ergebnis in überraschender Weise dadurch, dass man darauf verzichtet, die Kurbelwelle beim Schleifen der Hublager schon um die bestimmende geometrische Längsachse zu drehen. Diese Längsachse ist zwar bekannt und durch an den Stirnseiten der Kurbelwelle befindliche Zentrierbohrungen festgelegt. Die Kurbelwelle wird aber an zwei ungeschliffenen Lagerstellen eingespannt, die im Abstand voneinander in der gemeinsamen Längs erstreckung der Hauptlager liegen. Das Einspannen gelingt beispielsweise durch Schalenspannfutter, welche die beiden ungeschliffenen Lagerstellen umfassen, in jedem Fall ohne Ausüben eines Axialdrucks auf die Kurbelwelle. Diese beiden Lagerstellen definieren eine tatsächliche Drehachse, deren Abweichung von der bestimmenden geometrischen Längsachse der Kurbelwelle durch Messung bekannt ist. Die bekannte Abweichung wird beim Schleifen der Hublager als Korrekturfunktion im Rechner der CNC-Steuerung der Schleifmaschine berücksichtigt. Die fertiggeschliffenen Hublager haben dann einen exakten Bezug zu Hauptlagern der Kurbelwelle, die streng nach der bestimmenden geometrischen Längsachse der Kurbelwelle geschliffen wären.
Anschließend an das Fertigschleifen der Hublager wird die Aufspannung der Kurbelwelle gewechselt und eine zweite Aufspannung vorgenommen, bei der die Kurbelwelle an ihren axialen Enden eingespannt und zur Drehung um ihre bestimmende geometrische Längsachse angetrieben wird; in dieser zweiten Aufspannung werden alle Hauptlager durch Außenrundschleifen bis auf das Fertigmaß geschliffen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit darauf verzichtet, das Schleifen in einer einzigen Aufspannung vorzunehmen. Dieser Nachteil wird aber durch eine höhere Genauigkeit im Schleifergebnis hinsichtlich Durchmesser, Rundheit, Rundlauf und Zentrizität bei weitem ausgeglichen. Vergleichsversuche der Anmelderin haben ergeben, dass eine Rundlauftoleranz an den mittleren Hauptlagern von üblichen Kurbelwellen, die bisher bei 0,05 mm gelegen hat, durch das erfindungsgemäße Verfahren auf ca. 0,03 mm verbessert werden konnte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 13 angegeben.
Vorteilhaft werden gemäß Anspruch 2 die Rohlinge der Kurbelwelle durch spanende Bearbeitung vorbearbeitet, danach die für die erste Aufspannung vorgesehenen Lagerstellen hinsichtlich Durchmesser, Rundheit und Zentrizität vermessen und aus der Abweichung der gemessenen Werte von der bestimmenden geometrischen Längsachse eine Korrekturfunktion für das Pendelhub-Schleifverfahren der Hublager gebildet.
Zur praktischen Durchführung des Verfahrens ist es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft, wenn zur Lagebestimmung der geometrischen Längsachse an den Stirnseiten der Kurbelwelle Zentrierbohrungen angebracht werden, an denen die Kurbelwelle in einer Schleifmaschine zentrierend eingespannt werden kann.
Vorteilhaft ist es ferner, wenn gemäß Anspruch 4 eine von der bestimmenden geometrischen Längsachse ausgehende radial verlaufende Gerade als Referenzlinie für die Winkellage der gemessenen Werte festgelegt und hierfür eine Referenzbohrung in einer Stirnseite der Kurbelwelle ausgemessen wird.
Als Lagerstellen für das Einspannen der Kurbelwelle beim Schleifen der Hublager kommen die beiden äußeren Hauptlager in Frage oder andere endseitige zylindrische Abschnitte, die in derselben gemeinsamen Längserstreckung wie die Hauptlager liegen.
In der ersten Aufspannung werden die beiden in Frage kommenden Lagerstellen der Kurbelwelle vorteilhaft in Schalenspannfuttern einer Schleifmaschine gelagert und die Kurbelwelle dadurch an ihren beiden Enden zur Drehung angetrieben. Hierbei sind die Antriebe an den beiden Enden der Kurbelwelle – üblicherweise Werkstückspindelstock und Reitstock – durch die Maschinensteuerung exakt synchronisiert angetrieben.
Das Schleifen der Hublager im Pendelhub-Schleifverfahren kann mit einer einzigen Schleifscheibe durchgeführt werden, die vom Vorschleifen bis zum Fertigschleifen dient und nacheinander an den verschiedenen Hublagern zum Einsatz kommt. Besonders wirtschaftlich ist aber ein Pendelhub-Schleifverfahren, bei dem mehrere Schleifscheiben gleichzeitig zum Einsatz kommen. Beispielsweise bei Vierzylinder-Motoren haben jeweils zwei Hublager dieselbe Phasenlage in Bezug auf die bestimmende geometrische Längsachse. Daher können jeweils zwei Hublager gleichzeitig und mit derselben radialen Zustellbewegung auf die Kurbelwelle hin geschliffen werden. Hierbei werden zuerst die beiden inneren Hublager und sodann – nach axialem Auseinanderfahren der beiden Schleifscheiben – die beiden äußeren Hublager geschliffen. Es ist aber auch möglich, auf einem einzigen Kreuzschlitten zwei Schleifspindeln anzubringen, die gleichzeitig, aber mit unterschiedlicher radialer Zustellung an zwei Hublagern mit unterschiedlicher oder gleicher Phasenlage zum Einsatz kommen.
Auch das Schleifen der Hauptlager kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung CNC-gesteuert erfolgen.
Das Schleifen der Hauptlager erfolgt in der zweiten Aufspannung der Kurbelwelle, in der diese vorteilhaft zwischen Zentrierspitzen eingespannt und zumindest an ihrem werkstückspindelstock-seitigen Ende durch Mitnahme- und Antriebseinrichtungen zur Drehung angetrieben wird. Die Mitnahme- und Antriebseinrichtungen bestehen dabei vorteilhaft aus Ausgleichs-Spannfuttern, deren Spannbacken sich selbsttätig an die noch immer ungeschliffene Einspannstelle anlegen und dabei Unregelmäßigkeiten und Maßabweichungen ausgleichen. Derartige Ausgleich-Spannfutter beruhen auf der Wirkung eines pneumatischen oder hydraulischen Druckmediums und sind bekannt. Durch das Zusammenwirken der Zentrierspitzen mit den an der Kurbelwelle befindlichen Zentrierbohrungen ist dann in jedem Fall gewährleistet, dass in der zweiten Aufspannung die Kurbelwelle exakt um ihre bestimmende geometrische Längsachse rotiert.
Das Einspannen der Kurbelwelle zwischen den Zentrierspitzen hat keine negativen Auswirkungen auf das Schleifergebnis, wenn die Hauptlager nach den Hublagern geschliffen werden. Denn die aus dem Freiwerden von Spannungen herrührenden Verformungen der Kurbelwelle sind jetzt bereits abgeschlossen. Soweit sie sich auf die Genauigkeit der Hauptlager auswirken, werden diese Ungenauigkeiten durch das Fertigschleifen der Hauptlager wieder beseitigt. Deshalb ist es für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich, dass die Kurbelwelle in der ersten Verfahrensstufe an zwei ungeschliffenen Lagerstellen eingespannt ist, die im Abstand voneinander in der gemeinsamen Längserstreckung der Hauptlager liegen, ohne dass ein Einspannen durch Zentrierspitzen erfolgt. Beispielsweise durch Schalenspannfutter gelingt dabei ein steifes Einspannen der Kurbelwelle, ohne dass ein Axialdruck auf diese ausgeübt werden muss. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es somit wesentlich, dass in den zwei Verfahrensstufen jeweils die angegebene unterschiedliche Einspannung erfolgen muss.
Das Rundschleifen der Hauptlager in der zweiten Aufspannung erfolgt besonders wirtschaftlich mit einem Mehrfach-Schleifscheibensatz, dessen Schleifscheiben sich auf einer gemeinsamen angetriebenen Achse befinden und denselben Durchmesser haben. Es ist aber auch möglich, die zweite Bearbeitungsstufe mit einer einzigen Schleifscheibe durchzuführen, die nacheinander an die einzelnen Hauptlager zugestellt wird.
Wenn es die Ausbildung der Kurbelwelle erfordert, kann in der zweiten Verfahrensstufe eine Unterstützung mittels einer oder mehrerer Lünetten erfolgen.
Die Erfindung befasst sich auch mit Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht daran gebunden, dass es in einer bestimmten Vorrichtung durchgeführt werden muss. Beispielsweise können die angelieferten, lediglich spangebend bearbeiteten Kurbelwellen-Rohlinge in einer Messstation vermessen und sodann durch innerbetrieblichen Transport an eine erste Schleifmaschine gebracht werden, in der das Pendelhub-Schleifen der Hublager stattfindet. Wiederum an einer anderen Stelle kann eine weitere Schleifmaschine stehen, in der die lediglich an den Hublagern fertiggeschliffenen Kurbelwelle nunmehr an den Hauptlagern geschliffen wird.
Vorteilhafter wird in den meisten Fällen eine gemeinsame Aufstellung von Messstation sowie erster und zweiter Schleifstation sein. Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 14 angegeben. Eine gemeinsame Schleifzelle mit einer ersten und zweiten Schleifstation ermöglicht in wirtschaftlicher Weise das Zusammenfassen von Antriebs-, Steuerungs- sowie Kühl- und Transporteinrichtungen, die bei beiden erforderlichen Schleifstationen vorhanden sein müssen. Auch das unmittelbare Vorschalten der Messstation ist in diesem Fall von Vorteil.
Es muss noch hervorgehoben werden, dass mit den beiden erfindungsgemäß vorgesehenen Schleifvorgängen das Rundschleifen der Kurbelwelle zumindest an den Durchmessern von Haupt- und Hublagern beendet ist und keine weitere Schleifbearbeitung mehr durchgeführt werden muss. Übliche Schleifscheiben auf Korund- und CBN-Basis können zur Anwendung kommen.
Die Erfindung wird anschließend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Die Figuren zeigen das Folgende:
1 ist die Seitenansicht einer Kurbelwelle und dient zur Erläuterung der Messungen, die vor dem Schleifen der Kurbelwelle erforderlich sind.
2 ist eine zu 1 gehörende Stirnansicht.
3 zeigt in der Darstellung von oben als Beispiel eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
4 zeigt in einem Teil-Längsschnitt eine Einzelheit zu der Vorrichtung gemäß 3 beim Schleifen der Hublager.
5 ist eine Stirnansicht auf ein Schalenspannfutter aus der Darstellung gemäß 4.
6 zeigt den der 5 entsprechenden Längsschnitt durch ein Schalenspannfutter.
7 ist eine Darstellung der Verhältnisse beim anschließenden Schleifen der Hauptlager.
8 verdeutlicht Einzelheiten des beim Schleifvorgang gemäß 7 erforderlichen Ausgleichsfutters.
In 1 ist in einer Seitenansicht eine Kurbelwelle 1 dargestellt. Sie weist wie üblich Wangen 2, innere Hauptlager 3 und äußere Hauptlager 4 sowie Hublager 5 auf. An dem einen Ende der Kurbelwelle 1 befindet sich ein Flansch 6 und an dem anderen Ende ein Zapfen 7. Die Kurbelwelle 1 weist eine bestimmende geometrische Längsachse 10 auf, welche die theoretische Mittellinie der Kurbelwelle 1 bildet. In dieser bestimmenden geometrischen Längsachse 10 liegen auch die Zentrierbohrungen 8 und 9, die vorhanden sind, wenn mit dem Vermessen des Kurbelwellen-Rohlings begonnen wird.
Zu diesem Zeitpunkt ist die aus Stahl oder Gusswerkstoffen bestehende gegossene oder geschmiedete Kurbelwelle 1 erst spanend, also vor allem durch Drehen, Bohren oder Wirbelfräsen bearbeitet. Dabei liegen die Lagerstellen, die für die erste Aufspannung beim Schleifen dienen sollen, zumeist nicht genau in der bestimmenden geometrischen Längsachse 10, die durch die Zentrierbohrungen 8 und 9 festgelegt ist. Im vorliegenden Beispiel ist eine Aufspannung an den äußeren Hauptlagern 4 vorgesehen. Diese werden daher als Messstellen 11, 12 herangezogen, an denen Durchmesser, Rundheit und Zentrizität gemessen werden. Die Messwerte werden in Abhängigkeit vom Umfangswinkel an jeder Messstelle 11, 12 erfasst und gespeichert.
Jede Kurbelwelle 1 wird einzeln vermessen. Messen und Speichern erfolgt in einer Messstation 13, die sich direkt neben einer Schleifmaschine befinden kann, vgl. 3. Dann werden die Messwerte unmittelbar in den Rechner der Schleifmaschine übertragen. Es ist aber auch möglich, die Messung getrennt von der Schleifmaschine vorzunehmen. In diesem Fall wird der Kurbelwelle 1 beim innerbetrieblichen Transport ein Speichermedium beigefügt, der das Messprotokoll enthält.
Auf Grund dieser Messungen werden in den beiden Messstellen 11 und 12 die Mittelpunkte der beiden in radialen Querebenen liegenden Lagerstellen gemessen, welche durch die beiden Hauptlager 4 gegeben sind. Die Verbindung der beiden Mittelpunkte ergibt die Drehachse der Kurbelwelle 1 in der ersten Aufspannung. In den Zentrierbohrungen 8 und 9 ist ferner je ein Konus 14, 15 zum späteren Ansetzen der Zentrierspitzen 52, 53 in der zweiten Aufspannung vorhanden, vgl. 7.
Zum Schleifvorgang muss nicht nur an jeder Einspannstelle, also im vorliegenden Fall an den beiden äußeren Hauptlagern 4, in Abhängigkeit vom Umfangswinkel die radiale Lage des Mittelpunktes der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 bekannt sein, sondern es muss auch die Ausgangs-Drehlage der zu schleifenden Kurbelwelle 1, also die Null-Lage des Umfangswinkels festgelegt werden. Hierzu wird im Anschluss an das Vermessen der Kurbelwelle 1 beispielsweise eine Referenzbohrung 16 in der Stirnfläche des Flansches 6 ausgemessen. Da mit kann die Kurbelwelle 1 in einer vororientierten Drehlage der Schleifmaschine zugeführt und eingespannt werden. Die Anordnung der Referenzbohrung 16 geht aus 2 hervor. Die Referenzbohrung 16 ist zusätzlich zu Befestigungsbohrungen 18 vorhanden, die in dem Flansch 6 vorhanden sind.
2 kann einen Eindruck davon vermitteln, wie Durchmesser, Rundheit, Rundlauf und Zentrizität punktweise für verschiedene Umfangswinkel an den Messstellen 11 und 12 gemessen und gespeichert werden.
3 zeigt die beispielhafte Anordnung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Da die Einzelheiten der hierbei verwendeten Schleifmaschinen dem Fachmann geläufig sind, reicht an dieser Stelle eine schematische Übersicht-Zeichnung aus. In der gemeinsam zu einer Anlage zusammengefassten Vorrichtung befindet sich die Messstation 13 unmittelbar neben einer Schleifzelle 21, die eine erste Schleifstation 22 und eine zweite Schleifstation 23 umfasst. Die beiden Schleifstationen 22, 23 sind auf einem gemeinsamen Maschinenbett 24 angeordnet. Das Maschinenbett umfasst einen Maschinentisch 25 (der auch in Richtung der gemeinsamen Längsachse 32 verschiebbar angeordnet sein kann). In der gemeinsamen Längsachse 32 verläuft auch die Achsrichtung 19 der Kurbelwelle, wenn diese sich in der Messstation 13 befindet.
Zu der ersten Schleifstation 22 gehören ein Werkstück-Spindelstock 26 und ein Reitstock 27, die beide elektromotorisch synchron angetrieben sind. Eine Kurbelwelle 1 wird zwischen dem Werkstück-Spindelstock 26 und dem Reitstock 27 eingespannt. Ferner gehört zu der ersten Schleifstation 22 ein Kreuzschlitten 28 mit einem Schleifspindelstock 29, auf dem sich zwei Schleifspindeln 30 befinden.
Zu der zweiten Schleifstation 23 gehören ebenfalls ein Werkstück-Spindelstock 36 und ein Reitstock 37, zwischen denen eine Kurbelwelle 1 eingespannt und zur Drehung angetrieben wird. Ein zu der zweiten Schleifstation 23 gehörender Kreuzschlitten 38 trägt auf einer gemeinsamen angetriebenen Achse 39 einen Mehrfach-Schleifscheibensatz mit Schleifscheiben 40, die beim Schleifen der Hauptlager 3, 4 gemeinsam gegen die Hauptlager 3, 4 zugestellt werden. Mit 41 sind die Antriebsmotoren für die Zustellachse der Kreuzschlitten 28, 38 und mit 42 Abdeckungen bezeichnet, welche die Schleifspäne von den Gleitführungen der Schleifstationen 22, 23 fernhalten.
Die Spann- und Antriebsvorrichtungen der beiden Werkstück-Spindelstöcke 26, 36 und der beiden Reitstöcke 27, 37 liegen in der schon erwähnten gemeinsamen Längsachse 32. Die Längsachse 32 ist zugleich die Drehachse (C-Achse) der Kurbelwellen 1 beim Schleifen.
Die beiden Kreuzschlitten 28, 38 sind in Richtung der Achse 34, also parallel zu der gemeinsamen Längsachse 32 verfahrbar, und zudem ist der Schleifspindelstock senkrecht dazu in der Richtung der Achse 33 (X-Achse) verfahrbar. In Richtung der Achse 33 werden die Schleifscheiben 31, 40 beim Schleifen gegen die Kurbelwellen 1 zugestellt. Für betriebliche Messungen während des Schleifvorganges sind Messvorrichtungen vorgesehen, die im einzelnen nicht dargestellt sind.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es wesentlich, dass der Werkstück-Spindelstock 26 und der Reitstock 27 der ersten Schleifstation 22 mit Schalenspannfuttern 43 ausgestattet sind. Wenn die erst spanend bearbeitete und vermessene Kurbelwelle in Schalenspannfuttern 43 eingespannt wird, rotiert sie beim Antrieb des Werkstück-Spindelstocks 26 und des Reitstocks 27 nicht um ihre bestimmende geometrische Längsachse, sondern um eine Drehachse 51, die durch die äußeren Hauptlager 4 bestimmt ist, von denen aus die Kurbelwelle 1 vermessen worden ist. Die Schalenspannfutter 43 passen sich an die beiden bestimmenden äußeren Hauptlager 4 an. Das wird anhand der 4 bis 6 näher erläutert.
4 zeigt den Werkstück-Spindelstock 26 und den Reitstock 27 der ersten Schleifstation 22 mit einer eingespannten Kurbelwelle 1, wie sie anhand der 1 und 2 schon beschrieben worden ist. 5 ist eine vergrößerte Ansicht entsprechend der Schnittlinie A-A in 4. Somit zeigt 5 die Stirnansicht des Werkstück-Spindelstocks 26 mit Einzelheiten des Schalenspannfutters 43. 6 ist der zur 5 gehörende Längsschnitt und somit eine vergrößerte Teildarstellung aus 4. Wegen der vergrößerten Darstellung konnte dabei das flanschseitige Ende der Kurbelwelle 4 mit weiteren Einzelheiten dargestellt werden, als sie aus den 1 und 4 hervorgehen.
Die wesentlichen Merkmale des Schalenspannfutters 43 sind eine Auflageschale 44 und zwei schwenkbare Spannbacken 47. Die Auflageschale 44 und die schwenkbaren Spannbacken 47 sind sämtlich mit einem rotierenden Teil des Werkstück-Spindelstocks 26 verbunden. Die Auflageschale 44 weist zwei Vorsprünge 45 auf, auf denen die Kurbelwelle 1 mit ihrem äußeren Hauptlager 4 aufliegt. Auf der der Auflageschale 44 entgegengesetzten Seite des Schalenspannfutters 43 sind die beiden schwenkbaren Spannbacken 47 vorgesehen, die sich ebenfalls mit Vorsprüngen 47a gegen das äußere Hauptlager 4 der Kurbelwelle 1 anlegen. Mit 50 ist die in der Radialebene liegende Schwenkrichtung der schwenkbaren Spannbacken 47 angedeutet.
Lediglich zum leichteren Verständnis der Funktion ist in 5 der linke schwenkbare Spannbacken 47 in seiner abgehobenen Stellung und der rechte schwenkbare Spannbacken 47 in seiner Spannstellung dargestellt. Im festgespannten Zustand liegt somit eine Einspannung der Kurbelwellen 1 an vier getrennten Umfangsbereichen von verhältnismäßig kleiner Umfangserstreckung vor, so dass von einer Vier-Punkt-Einspannung gesprochen werden kann.
Axial versetzt zu der Auflageschale 44 ist ein beweglicher Aushebestempel 48 vorgesehen, welcher die Entnahme der Kurbelwelle 1 aus den Schalenspannfuttern 43 erleichtert. Eine Hülse 49 ermöglicht einen Längsanschlag zur exakten Festlegung der Kurbelwelle 1 auch in ihrer axialen Richtung.
Da sich die vier Vorsprünge 45 und 47a an den Umfang des äußeren Hauptlagers 4 anpassen, rotiert die Kurbelwelle 1 beim Drehantrieb des Werkstück-Spindelstocks 26 und des Reitstocks 27 nicht um ihre bestimmende geometrische Längsachse 10, sondern um die Drehachse 51 des Schalenspannfutters 43. Aus der 5 wird besonders klar, dass der zu einer exzentrisch verlaufenden bestimmenden geometrischen Längsachse 10 gehörende Mittelpunkt bei der Rotation des Schalenspannfutters 43 eine Kreisbahn um die Drehachse 51 des Schalenspannfutters 43 beschreibt.
6 lässt erkennen, dass die Vorsprünge 45 der Auflageschale 44 in axialer Richtung verhältnismäßig schmal sind und an ihrer das äußere Hauptlager 4 berührenden Oberkante beispielsweise eine gewölbte Kontur 46 aufweisen. Das gilt auch für die Ausbildung des Schalenspannfutters 43 auf der Seite des Reitstocks 27, das im Prinzip übereinstimmend mit dem Schalenspannfutter 43 am Werkstück-Spindelstock 26 ausgebildet ist. Auch die Vorsprünge 47a an den schwenkbaren Spannbacken 47 sind ähnlich wie die Vorsprünge 45 des Schalenspannfutters 43 ausgebildet.
Somit wird die gesamte Kurbelwelle 1 in der ersten Schleifstation 22 an acht Stellen eingespannt, die von geringer Umfangsausdehnung und in axialer Richtung schmal sowie beispielsweise von gewölbter Kontur 46 sind. Die Anordnung dieser acht Spannbereiche mit einer Unterteilung in zwei voneinander im Abstand befindliche Gruppen bewirkt, dass die Kurbelwelle 1 bei der Rotation in der ersten Schleifstation kleinere Schrägstellungen einnehmen kann, wenn die Abweichung der Drehachse 51 von der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 in den beiden äußeren Hauptlagern 4 unterschiedlich ist. Eine leichtere Schrägstellung kann dann erfolgen, ohne dass Zwängungen oder Spannungen in der Kurbelwelle 1 auftreten. Die Einspannung mittels Schalenspannfuttern bewirkt ein steifes Festspannen und einen sicheren Drehantrieb der Kurbelwelle, ohne dass auf diese ein Axialdruck ausgeübt wird.
In der zweiten Schleifstation 23 der Schleifzelle 21 ist eine andere Art der Aufspannung erforderlich, wenn das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden soll. Die Kurbelwelle 1 muss in der zweiten Schleifstation 23 zwischen Zentrierspitzen 52, 53 eingespannt werden, wie das aus 7 hervorgeht. Jetzt werden die Zentrierbohrung 8 am Flansch 6 und die Zentrierbohrung 9 am Zapfen 7 ausgenutzt. An dem Werkstück-Spindelstock 36 befindet sich die Zentrierspitze 52 und an dem Reitstock 37 die Zentrierspitze 53.
Die zwischen den Zentrierspitzen 52, 53 eingespannte Kurbelwelle 1 wird durch einen Antrieb mit Ausgleich-Spannfutter zur Drehung angetrieben. Ein Beispiel für einen derartigen Drehantrieb zeigt die 8. Hierbei sind zwischen Gehäuseteilen 54a bis 54e des Werkstück-Spindelstocks 36 und gegebenenfalls des Reitstocks 37 axial frei bewegliche Stellkolben 55 vorgesehen, die über schwenkbar gelagerte Winkelhebel 56 auf radial bewegliche Radialschieber 57 einwirken. Die Radialschieber 57 sind mit Spannbacken 58 verschraubt, die auf eine Umfangsfläche der Kurbelwelle 1 einwirken. Die Umfangsfläche kann sich beispielsweise an einem Flansch 6 oder Zapfen 7 befinden. In der zweiten Schleifstation 23 muss zunächst die Kurbelwelle 1 von den Zentrierspitzen 52, 53 des Werkstück-Spindelstocks 36 und des Reitstocks 37 aufgenommen werden. Sodann werden die Spannbacken 58 an die verfügbare Umfangsfläche, in diesem Fall an den kreisförmigen Umfang des Zapfens 7 herangefahren. Dazu werden alle Stellkolben 55 von einer gemeinsamen Quelle mit einem Druckmedium wie beispielsweise Hydrauliköl oder Druckluft betätigt. Die Stellkolben 55 sind zwar für sich einzeln beweglich, können sich über das Druckmedium aber untereinander ausgleichen. Somit wird jeder Spannbacken 58 nur so weit an den Zapfen 7 herangefahren, dass der erforderliche Anpressdruck gewährleistet ist.
Die Rotationsachse des Werkstück-Spindelstocks 36 und des Reitstocks 37 ist in der zweiten Schleifstation 23 daher identisch mit der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 der Kurbelwelle 1, wie sie durch die Zentrierbohrungen 8 und 9 festgelegt ist.
Es sei noch bemerkt, dass die Darstellung der Kurbelwelle 1 und auch die räumliche Richtung von Werkstück-Spindelstock oder Reitstock in den 7 und 8 teilweise von der Darstellung in den vorangegangen Figuren abweicht; doch wird dadurch die Erläuterung des Prinzips nicht beeinträchtigt.
Im Folgenden wird beschrieben, wie das erfindungsgemäße Verfahren auf der vorstehend beschriebenen Anlage abläuft.
Die Flussrichtung 20 der Kurbelwellen 1 ist in 3 eingezeichnet. Die Be- und Entladung der Messstation 13 und der Schleifzelle 21 erfolgt mit einem Ladeportal. Die Kurbelwellen 1 werden also von außen in die Messstation 13 eingeführt und nach Abschluss des Messvorganges zunächst an die erste Schleifstation 22 übergeben, in der die Hublager 5 fertiggeschliffen werden. Danach erfolgt der Transport zu der zweiten Schleifstation 23, in der die Hauptlager 3, 4 der Kurbelwelle 1 fertiggeschliffen werden. Anschließend werden die fertiggeschliffenen Kurbelwellen 1 mit demselben Ladeportal wieder aus der Schleifzelle 21 nach außen entladen.
Wenn eine Kurbelwelle 1 der Messstation 13 zugeführt wird, ist sie lediglich spanend bearbeitet, wobei die Haupt- und Hublager 3, 4, 5 vorbearbeitet und erforderliche Bohrungen eingebracht sind. Ferner sind auch schon die Zentrierbohrungen 8 und 9 vorhanden, welche die bestimmende geometrische Längsachse 10 an der Kurbelwelle 1 festlegen und kennzeichnen. Die inneren und äußeren Hauptlager 3, 4 sind in diesem Zustand der Kurbelwelle hinsichtlich des Durchmessers, der Rundheit und der Zentrizität durch die Vorbereitung noch fehlerbehaftet.
In der ersten Schleifstation 22 wird die Kurbelwelle 1 mit Bereichen, die in der gemeinsamen Längserstreckung der Hauptlager 3, 4 liegen, in den Schalenspannfuttern 43 des Werkstück-Spindelstocks 26 und des Reitstocks 27 eingespannt. In dem Ausführungsbeispiel erfolgt die Einspannung in den beiden äußeren Hauptlagern 4. Durch den Drehantrieb rotiert die Kurbelwelle 1 um die Drehachse 51, die durch die fehlerbehaftete Kontur der beiden äußeren Hauptlager 4 definiert ist. Ausgehend von dieser Rotation werden in der ersten Schleifstation 22 die Hublager 5 der Kurbelwelle 1 in einem durchgehenden Vorgang vor- und fertiggeschliffen. Die Abweichung der tatsächlichen Drehachse 51 von der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 der Kurbelwelle 1 wird im Rechner der ersten Schleifstation 22 berücksichtigt. Das Schleifen erfolgt im Pendelhub-Schleifverfahren. Indem bei jeder Zustellbewegung eine Korrektur entsprechend der gespeicherten Vermessung der Kurbelwelle 1 vorgenommen wird, erfolgt das Schleifen der Hublager 5 im Ergebnis dennoch in strenger Zuordnung zu der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 der Kurbelwelle 1. Die fertiggeschliffenen Hublager 5 haben dann einen exakten Bezug zu Hauptlagern 3, 4 der Kurbelwelle 1, die streng nach der bestimmenden geometrischen Längsachse 10 der Kurbelwelle 1 geschliffen wären.
Es ist nicht zwingend, dass die Kurbelwelle 1 in der ersten Schleifstation 22 an den äußeren Hauptlagern 4 eingespannt ist. Je nach Bauart der Kurbelwelle können auch andere Hauptlager 3 und ebenso Flansch 6 und Zapfen 7 zum Vermessen und Einspannen herangezogen werden, weil diese zentrisch zu den Hauptlagern 3, 4 angebracht sind. Beim Schleifen der Hublager 5 in der ersten Schleifstation 22 ist es nicht erforderlich, die Kurbelwelle 1 zusätzlich durch Lünetten abzustützen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Schleifen einer Kurbelwelle 1 mit vier Hublagern 5 vorgesehen. Bei dieser Bauart haben in der Regel je zwei Hublager 5 dieselbe Phasenlage in Bezug auf die bestimmende geometrische Längsachse 10 der Kurbelwelle 1. Es werden daher je zwei Hublager 5 gemeinsam geschliffen; in der Regel sind das paarweise die inneren Hublager 5 und die äußeren Hublager 5; es können aber auch phasenverschobene Hublager gleichzeitig geschliffen werden. Beim Übergang von Schleifen der inneren Hublager 5 auf die äußeren Hublager 5 müssen die beiden Schleifspindeln 30 auf dem Kreuzschlitten 29 auseinandergefahren werden und umgekehrt.
Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung der Schleifscheiben 30 in der ersten Schleifstation 22 ist aber nicht zwingend. Wenn es die Bauart der Kurbelwelle 1 erfordert, können die Hublager 5 auch mit einer einzelnen Schleifscheibe einzeln und nacheinander fertiggeschliffen werden.
Das Messen der Hublager 5 erfolgt während des Schleifens mittels In-Prozess-Messköpfen, wobei die Durchmesser der zu schleifenden Hublager 5 während des Schleifens fortlaufend gemessen werden. Die Durchmesser- und Rundheitskorrektur wird über den Messkopf als Messwert am zu schleifenden Hublager 5 aufgenommen und über die Maschinensteuerung mit dem Sollwert verglichen. Anschließend wird eine Maßkorrektur in Richtung der Achse 33 (X-Achse) bei der Zustellbewegung ausgeführt. Es ist auch möglich, eine Korrekturbewegung der zweiten Schleifspindel 30 in Abhängigkeit von der Zustellbewegung der ersten Schleifspindel 30 auszuführen.
Wichtig ist es weiterhin, dass die am fertiggeschliffenen Hublager 5 entstandene Rundheit der Lagerstelle nachgeprüft werden kann. Diese kann in der ersten Schleifstation 22 ebenfalls gemessen werden; beim Pendelhubschleifen wird dann eine entsprechend korrigierte Bahn in Richtung der Achse 33 gesteuert, wodurch sich ein optimal rundes Hublager 5 erreichen lässt.
Wenn alle Hublager 5 fertiggeschliffen sind, haben sich die Spannungen und der Verzug durch den Schleifvorgang weitgehend abgebaut und werden die Rundlaufgenauigkeit der Hauptlager 3, 4 nicht mehr entscheidend beeinflussen. Die Kurbelwelle 1 wird danach mittels des Ladeportals in die zweite Schleifstation 23 überführt. Nunmehr kommen die Zentrierbohrungen 8 und 9 an den Enden der Kurbelwelle 1 zum Einsatz, wie das in den 7 und 8 gezeigt ist. Die Hauptlager 4 sind noch immer ungeschliffen. Bereiche der Kurbelwelle 1, die in der gemeinsamen Längserstreckung der Hauptlager 3, 4 liegen, werden jetzt für den Drehantrieb benutzt. Die Spannbacken 58 legen sich unterschiedlich weit an den Durchmesser dieser Bereiche der Kur belwelle an. Die Rotation erfolgt aber streng um die bestimmende geometrische Längsachse 10, die mit der Achsrichtung der beiden Zentrierspitzen 52 und 53 übereinstimmt. Die Kurbelwelle 1 wird in der zweiten Schleifstation 23 vorteilhaft an zumindest einem Hauptlager 3 mit einer zentrierenden Lünette abgestützt. Es können auch mehrere zentrierende Lünetten zum Einsatz kommen. Ferner wird an mehreren Hauptlagern 3, 4 der Durchmesser gemessen, so dass die Kurbelwelle mittels einer so genannten In-Prozess-Messung auf das gewünschte Sollmaß geschliffen wird. Die Kurbelwelle 1 wird somit an ihren Hauptlagern 3, 4 so lange bearbeitet, bis sie auf Fertigmaß geschliffen ist.
In dem gewählten Ausführungsbeispiel ist zum Schleifen der Hauptlager ein Mehrfach-Schleifscheibensatz mit Schleifenscheiben 40 vorgesehen, so dass mehrere Hauptlager 3, 4 gleichzeitig geschliffen werden können. Beim Schleifen der Hauptlager 3, 4 wird der Mehrfach-Schleifscheibensatz in Richtung der Achse 33 (X-Achse) an die Hauptlager 3, 4 zugestellt. Der Mehrfach-Schleifscheibensatz ist aber auf dem Kreuzschlitten 38 auch in Richtung der Achse 34 (Z-Achse) parallel zur Richtung der gemeinsamen Längsachse 25 verfahrbar. Diese Anordnung ermöglicht die Verwendung von Schleifscheiben, die schmaler sind als die zu schleifenden Hauptlager 3, 4. Ferner kann dadurch auch das Diamant-Abrichtrad zum Abrichten der Schleifscheiben angefahren werden. Auch die Hauptlager 3, 4 werden in einem einzigen Vorgang vor- und fertiggeschliffen. Durch die Verschiebung in Richtung der Achse 34 lassen sich auch gezielt bestimmte Partien der Hauptlager 3, 4 planseitig anschleifen.
Das Schleifen der Hublager 5 muss für das erfindungsgemäße Verfahren in jedem Fall CNC-gesteuert erfolgen. Aber auch für das Schleifen der Hublager 3, 4 ist eine CNC-Steuerung in jedem Fall vorteilhaft.
Die Verwendung eines Mehrfach-Schleifscheibensatzes beim Schleifen der Hauptlager 3, 4 ist gleichfalls nicht zwingend. Wenn es der Typ der Kurbelwelle oder eine vorhandene Schleifmaschine erfordern, können die Hauptlager ebenfalls einzeln und nacheinander mit einer einzigen Schleifscheibe fertiggeschliffen werden.
Wenn die Kurbelwelle 1 die zweite Schleifstation 23 durchlaufen hat, weisen auch die Hauptlager 3, 4 bestmögliche Rundlaufwerte auf, da keine weitere Schleifbearbeitung an den Haupt- und Hublagern 3, 4, 5 mehr stattfindet. Mittels des Ladeportals wird die Kurbelwelle sodann in der Flussrichtung 20 aus der Schleifzelle 21 abtransportiert.
Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Anlage mit einer Kombination aus Messstation 13 und Schleifzelle 21 ist eine besonders wirtschaftliche Möglichkeit, das erfindungsgemäße Verfahren in der Massenproduktion durchzuführen. Wenn die Umstände es erfordern, können das Messen und die verschiedenen Schleifvorgänge aber auch an getrennten Stellen und auf getrennten Einrichtungen oder Schleifmaschinen durchgeführt werden.

1: Kurbelwelle
2: Wange
3: innere Hauptlager
4: äußere Hauptlager
5: Hublager
6: Flansch
7: Zapfen
8: Zentrierbohrung (Flansch)
9: Zentrierbohrung (Zapfen)
10: bestimmende geometrische Längsachse
11: erste Messstelle
12: zweite Messstelle
13: Messstation
14: Konus-Messstelle (Flansch)
15: Konus-Messstelle (Zapfen)
16: Referenzbohrung
17: Blickrichtung
18: Befestigungsbohrung
19: Achsrichtung
20: Flussrichtung (Transportrichtung der Kurbelwellen)
21: Schleifzelle
22: erste Schleifstation
23: zweite Schleifstation
24: gemeinsames Maschinenbett
25: Maschinentisch
26: Werkstück-Spindelstock
27: Reitstock
28: Kreuzschlitten
29: Schleifspindelstock
30: Schleifspindel
31: Schleifscheibe
32: gemeinsame Längsachse
33: Zustellrichtung der Schleifscheiben
34: Richtung
36: Werkstück-Spindelstock
37: Reitstock
38: Kreuzschlitten
39: gemeinsame Achse
40: Schleifscheiben
41: Antriebsmotor
42: Abdeckung
43: Schalenspannfutter
44: Auflageschale
45: Vorsprung
46: gewölbte Kontur
47: schwenkbare Spannbacken
47a: Vorsprung
48: Aushebestempel
49: Hülse
50: Schwenkrichtung
51: Achse, bestimmt durch die beiden äußeren Hauptlager
52: Spitze des Werkstück-Spindelstocks
53: Spitze des Reitstocks
54a bis 54e: Gehäuseteile
55: Stellkolben
56: Winkelhebel
57: Radialschieber
58: Spannbacken

Claims

Verfahren zum Schleifen der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle durch Außenrundschleifen, mit den folgenden Verfahrensschritten: a) in einer ersten Aufspannung wird die Kurbelwelle (1) an zwei ungeschliffenen Lagerstellen eingespannt, die im Abstand voneinander in der gemeinsamen Längserstreckung der Hauptlager (3, 4) liegen; b) die Kurbelwelle (1) wird zur Drehung um eine Drehachse (51) angetrieben, die durch die beiden Lagerstellen definiert ist und von der bestimmenden, durch die Hauptlager verlaufenden geometrischen Längsachse (10) der Kurbelwelle (1) abweicht; c) bei Drehung um die Drehachse (51) werden alle Hublager (5) der Kurbelwelle (1) durch CNC-gesteuertes Außenrundschleifen im Pendelhub-Schleifverfahren bis auf das Fertigmaß geschliffen; d) beim Pendelhub-Schleifverfahren erfolgt die Schleifscheiben-Zustellung nach Maßgabe der bestimmenden geometrischen Längsachse (10), deren Abweichung von der Drehachse (51) als Korrekturfunktion im Rechner der CNC-Steuerung berücksichtigt wird; e) nach dem Fertigschleifen der Hublager (5) wird die Aufspannung der Kurbelwelle (1) gewechselt und eine zweite Aufspannung vorgenommen, bei der die Kurbelwelle (1) an ihren axialen Enden eingespannt und zur Drehung um ihre bestimmende geometrische Längsachse (10) angetrieben wird; f) in der zweiten Aufspannung werden alle Hauptlager (3, 4) durch Außenrundschleifen bis auf das Fertigmaß geschliffen.
Verfahren nach Anspruch 1, mit den folgenden weiteren Verfahrenschritten: a) der Rohling der Kurbelwelle (1) wird vor dem Schleifen durch spanende Bearbeitung vorbearbeitet; b) an den für die erste Aufspannung vorgesehenen vorbearbeiteten Lagerstellen werden Durchmesser, Rundheit und Zentrizität gemessen; c) aus den gemessenen Werten wird die Lage der bestimmenden geometrischen Längsachse (10) in Bezug auf die genannten Lagerstellen ermittelt und die Korrekturfunktion für das Pendelhub-Schleifverfahren gebildet.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2, bei dem zur Lagebestimmung der geometrischen Längsachse (10) an den Stirnseiten der Kurbelwelle (1) Zentrierbohrungen (8, 9) angebracht werden, an denen die Kurbelwelle in einer Schleifmaschine zentrierend eingespannt werden kann.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem eine von der bestimmenden geometrischen Längsachse (10) ausgehende radial verlaufende Gerade als Referenzlinie für die Winkellage der gemessenen Werte festgelegt und hierfür eine Referenzbohrung (16) in einer Stirnseite der Kurbelwelle (1) ausgemessen wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem die Kurbelwelle (1) in der ersten Aufspannung an ihren beiden äußeren Hauptlagern (4) eingespannt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei dem die Kurbelwelle (1) in der ersten Aufspannung an endseitigen zylindrischen Abschnitten eingespannt wird, die in derselben gemeinsamen Längserstreckung wie die Hauptlager (3, 4) liegen.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, bei dem in der ersten Aufspannung die beiden Lagerstellen der Kurbelwelle (1) in Schalenspannfuttern (43) der Schleifmaschine gelagert sind und die Kurbelwelle (1) an ihren beiden Enden zur Drehung angetrieben wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, bei dem das Pendelhub-Schleifverfahren mit mehreren Schleifscheiben (31) gleichzeitig durchgeführt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, bei dem auch das Schleifen der Hauptlager (3, 4) CNC-gesteuert erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 9, bei dem die Kurbelwelle (1) in der zweiten Aufspannung zwischen Zentrierspitzen (52, 53) eingespannt und an ihrem Werkstückspindelstock-seitigen Ende durch Mitnahme- und Antriebseinrichtungen zur Drehung angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, bei dem die Hauptlager (3, 4) in der zweiten Aufspannung durch einen Mehrfach-Schleifscheibensatz geschliffen werden, dessen Schleifscheiben (40) sich auf einer gemeinsamen angetriebenen Achse (39) befinden und denselben Durchmesser haben.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, bei dem die Hauptlager (3, 4) in der zweiten Aufspannung durch eine einzige Schleifscheibe geschliffen werden, die nacheinander an die einzelnen Hauptlager (3, 4) zugestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, bei dem in der zweiten Aufspannung beim Schleifen der Hauptlager (3, 4) an mindestens eines der Hauptlager (3, 4) eine zentrierende Lünette angestellt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Schleifen der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle durch Außenrundschleifen nach den Ansprüchen 1 bis 13, bei der die folgenden Merkmale vorgesehen sind: a) eine erste Schleifstation (22) mit einem Werkstück-Spindelstock (26) und einem Reitstock (27), die beide mit Schalenspannfuttern (43) versehen sind; b) ein an der ersten Schleifstation (22) angeordneter Kreuzschlitten (28) mit mindestens einer Schleifspindel (30), die mindestens eine zur Drehung angetriebene Schleifscheibe (31) trägt und in zwei Richtungen (33, 34) CNC-gesteuert verfahrbar ist, wobei die erste Richtung (33) die Zustellrichtung der Schleifscheibe (31) ist und senkrecht zu der durch den Werkstück-Spindelstock (26) und den Reitstock (27) gebildeten Drehachse (51) verläuft, während die zweite Richtung (34) parallel zu der Drehachse (51) verläuft; c) eine CNC-Steuerung der ersten Schleifstation (22), die derart ausgebildet ist, dass beim Zustellen der Schleifscheibe (31) an das Hublager (5) einer Kurbelwelle (1), die in der Längserstreckung ihrer Hauptlager (3, 4) in den Schalenspannfuttern (43) gelagert und zur Drehung angetrieben ist, eine rechnerisch ermittelte Abweichung zwischen der durch die Schalenlager (43) gegebenen tatsächlichen Drehachse (51) und der bestimmenden geometrischen Längsachse (10) der Kurbelwelle berücksichtigt wird und die Hublager (5) nach Maßgabe der bestimmenden geometrischen Längsachse (10) geschliffen werden; d) eine zweite Schleifstation (23), mit einem Werkstück-Spindelstock (36) und einem Reitstock (37), die beide mit Zentrierspitzen (52, 53) versehen sind, wobei die Zentrierspitzen (52, 53) an Zentrierbohrungen (8, 9) angepasst sind, die in den Stirnseiten der Kurbelwelle (1) entsprechend dem Verlauf der bestimmenden geometrischen Längsachse (10) angebracht sind; e) eine Einrichtung zum Drehantrieb zumindest des Werkstück-Spindelstocks (36) an der zweiten Schleifstation (23), durch die das Schleifen der Hauptlager (3, 4) der Kurbelwelle (1) bei Rotation der Kurbelwelle (1) um die bestimmende geometrische Längsachse (10) als Drehachse erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der eine Messstation (13) und eine Schleifzelle (21), welche die erste und die zweite Schleifstation (22, 23) umfasst, zu einer Anlage zusammengefasst sind und eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, welche eine zu schleifende Kurbelwelle (1) nacheinander der Messstation (13) zuführt, von dieser in die erste Schleifstation (22), danach in die zweite Schleifstation (23) überführt und anschließend die fertig geschliffene Kurbelwelle (19 nach außen transportiert.