DE102010006188A1

DE102010006188A1 - Grinding device for processing multiple crankshaft bearing bores of bearings of crankshaft bearing of crankcase, has tool shaft which bears multiple processing units axially spaced apart from each other

Info

Publication number: DE102010006188A1
Application number: DE201010006188
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl.-Ing. 70599 Preschl; Günter 71686 Rau; Peter Dipl.-Ing. 70329 Roll; Stefan Dr.-Ing. 73207 Schweickert
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2011-08-04

Abstract

The grinding device (1) has a tool shaft (3) which bears multiple processing units (2) axially spaced apart from each other. Multiple crankshaft bearing bores, corresponding to the number of processing units, are provided in the crankcase. Each processing unit, arranged on the tool shaft, has a grinding wheel (4). An independent claim is also included for a method for manufacturing a crankcase with a crankshaft bearing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifvorrichtung, die zur Bearbeitung von Kurbelwellenlagerbohrungen eines Kurbelgehäuses geeignet ist, und ein Verfahren zur Fertigung eines Kurbelgehäuses mit einer Vielzahl von Kurbelwellenlagerbohrungen für Wälzlager unter Verwendung der Schleifvorrichtung.The invention relates to a grinding apparatus suitable for machining crankshaft bearing bores of a crankcase, and to a method of manufacturing a crankcase having a plurality of crankshaft bearing bores for rolling bearings using the grinding apparatus.

Aus dem Stand der Technik ist bislang bekannt, die Lagerstühle für eine Kurbelwelle mit dem Kurbelgehäuse zu gießen und nach dem Einlegen der Kurbelwelle mit den Lagerdeckeln zu verschrauben, um den Lagerbock zu vervollständigen. Vor dem Einlegen der Kurbelwelle werden die Lagerstühle und -deckel in vorläufig verschraubtem Zustand ausgespindelt und anschließend gehont oder gerieben, so dass die gewünschte Laufoberfläche des Lagers entsteht.From the prior art, it is previously known to cast the bearing blocks for a crankshaft with the crankcase and to screw after inserting the crankshaft with the bearing caps to complete the bearing block. Before inserting the crankshaft, the storage chairs and lids are screwed in preliminary bolted state and then honed or rubbed, so that the desired running surface of the bearing is formed.

Häufig werden zur Lagerung der Kurbelwellen Gleitlager verwendet, die durch einen Ölstrom von der Ölpumpe versorgt werden, um gleitfähig zu bleiben. Dabei entstehen vor allem im Anfahrbetrieb, wenn noch kein vollständiger Ölfilm ausgebildet ist und somit ein metallischer Kontakt der Kurbelwelle zum Gleitlager entstehen kann, hohe Reibungswerte, die beim Kraftstoffverbrauch eine nicht zu vernachlässigende Rolle spielen und die auch zum Verschleiß der Lager führen.Often used for the storage of the crankshaft bearings, which are supplied by an oil flow from the oil pump to remain lubricious. In particular, during start-up operation, when a complete oil film is not yet formed, and thus metallic contact of the crankshaft with the slide bearing can occur, high friction values occur, which play a not insignificant role in fuel consumption and which also lead to wear of the bearings.

Der Einsatz von Wälzlagern hingegen hat den Vorteil, dass diese geringere Reibungswerte aufweisen und damit auch einen geringeren Kraftstoffverbrauch erzeugen als Gleitlager.The use of rolling bearings, however, has the advantage that they have lower friction values and thus also produce a lower fuel consumption than plain bearings.

Eine Kurbelwellenlagerung mit Wälzlagern ist in der DE 10 2007 058 757 A1 beschrieben, bei der zur Lagerung einer Kurbelwelle eine Wälzkörperanordnung in einem Lagerbock des Kurbelgehäuses vorgesehen ist. Der Lagerbock soll dabei so beschaffen sein, dass er eine Laufbahn für die Wälzkörper bereitstellt und somit separate Außenringe entfallen können und Gewicht reduziert wird. Dazu werden die durch Cracken in Lagerstuhl und Lagerdeckel geteilten Lagerböcke im Bereich der die Wälzkörperlaufbahn bildenden Bohrungen gehärtet und etwa durch Honen fertig bearbeitet. Die Lagerböcke werden nachfolgend mit dem Zylinderkopf oder auch direkt mit dem Zylinderkurbelgehäuse verschraubt.A crankshaft bearing with rolling bearings is in the DE 10 2007 058 757 A1 described in which a rolling element assembly is provided in a bearing block of the crankcase for supporting a crankshaft. The bearing block should be designed so that it provides a raceway for the rolling elements and thus can account for separate outer rings and weight is reduced. For this purpose, the bearing blocks divided by cracking into the bearing block and the bearing cap are hardened in the region of the bores forming the rolling body track and finished, for example, by honing. The bearing blocks are subsequently bolted to the cylinder head or directly to the cylinder crankcase.

Üblicherweise werden die Oberflächen-Endbearbeitungsschritte wie das Honen für alle aus gehärtetem Material beschaffenen Wälzkörperlaufbahnen separat ausgeführt; auch kann diese Hartbearbeitung in den klassischen Fertigungsketten bis dato nicht mit der gewünschten Wirtschaftlichkeit und der gewünschten Prozesssicherheit ausgeführt werden, so dass die Wälzkörperlaufbahnen des endmontierten Kurbelgehäuses nicht zwingend präzise miteinander fluchten.Usually, the surface finishing operations such as honing are performed separately for all rolling element raceways made of hardened material; Also, this hard machining in the classic production chains can not be done with the desired efficiency and the desired process reliability so far, so that the Wälzkörperlaufbahnen the final assembled crankcase are not necessarily aligned precisely with each other.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zur Bearbeitung gehärteter Oberflächen von Lagerbohrungen für Wälzlager in Kurbelgehäusen zu schaffen, die es ermöglicht, dass die endbearbeiteten Lagerbohrungen hoch präzise miteinander fluchten.Based on this prior art, it is desirable to provide an apparatus for machining hardened surfaces of bearing bores for rolling bearings in crankcases, which allows the finished bearing bores to be highly precisely aligned with each other.

Diese Aufgabe wird durch die Schleifvorrichtung, die zur Bearbeitung einer Mehrzahl von Kurbelwellenlagerbohrungen eines Gehäuses geeignet ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the grinding device, which is suitable for machining a plurality of crankshaft bearing bores of a housing, with the features of claim 1.

Entsprechend ist es wünschenswert, ein Fertigungsverfahren für Kurbelgehäuse mit hoch präzise fluchtenden Kurbelwellenlagerbohrungen der Kurbelwellenlagerung bereit zu stellen.Accordingly, it is desirable to provide a crankcase manufacturing method with crankshaft journal bearing high precision aligned crankshaft bearing bores.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by the method having the features of claim 7.

Weiterbildungen der Vorrichtung und des Verfahrens sind in den Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the device and the method are set forth in the subclaims.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf eine Schleifvorrichtung, mit der die zur Aufnahme von Wälzlagern vorgesehenen Kurbelwellenlagerbohrungen eines Kurbelgehäuses simultan bearbeitet werden können. Vorteilhaft können dadurch die Lagerbohrungen hoch präzise miteinander fluchtend geschaffen werden. Die mit der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung gleichzeitig und auf gleiche Weise endbearbeiteten Lagerbohrungen weisen daher kaum oder gar keine Versätze oder Kippwinkel zueinander auf, so dass die in die Lagerbohrungen eingesetzten Wälzlager optimal abrollen, wodurch die Vorteile der geringeren Reibung – etwa geringere Abnutzung derselben und, im Vergleich zu Gleitlagern, geringerem Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs – dieser Lager vollumfänglich genutzt werden können.A first embodiment of the invention relates to a grinding device with which the crankshaft bearing bores of a crankcase provided for receiving rolling bearings can be machined simultaneously. Advantageously, the bearing bores can thereby be created highly precisely aligned with each other. The bearing bores finished with the grinding device according to the invention at the same time and in the same way therefore have little or no offsets or tilt angles with respect to one another, so that the rolling bearings inserted in the bearing bores roll optimally, whereby the advantages of the lower friction - such as lower wear of the same and, in comparison to plain bearings, lower fuel consumption of a vehicle - these bearings can be fully utilized.

Dazu umfasst die Schleifvorrichtung eine Mehrzahl von Bearbeitungseinheiten für die Lagerbohrungen, wobei jeweils eine Bearbeitungseinheit für eine Lagerbohrung zur Verfügung steht. Die Bearbeitungseinheiten sind axial voneinander beabstandet auf einer rotatorisch angetriebenen Werkzeugwelle angeordnet, wobei die Anzahl der Bearbeitungseinheiten der Anzahl der in dem Kurbelgehäuse vorliegenden Kurbelwellenlagerbohrungen entspricht. Jede der auf der Werkzeugwelle angeordneten Bearbeitungseinheiten weist wenigstens eine Schleifscheibe auf und ein axialer Abstand zwischen zwei benachbarten Schleifscheiben zweier benachbarter Bearbeitungseinheiten entspricht einem Abstand zwischen zwei benachbarten Kurbelwellenlagerbohrungen.For this purpose, the grinding device comprises a plurality of processing units for the bearing bores, wherein in each case a processing unit for a bearing bore is available. The processing units are arranged axially spaced apart on a rotationally driven tool shaft, wherein the number of processing units corresponds to the number of crankshaft bearing bores present in the crankcase. Each of the machining units arranged on the tool shaft has at least one grinding wheel and an axial distance between two adjacent grinding wheels of two adjacent machining units corresponds to a distance between two adjacent crankshaft bearing bores.

Abhängig davon, ob eine ein- oder mehrstufige Bearbeitung der Kurbelwellenlagerbohrungen erfolgen soll, kann jede der Bearbeitungseinheiten eine, zwei oder mehrere Schleifscheiben aufweisen, deren zerspanende Oberflächen sich jeweils so voneinander unterscheiden, dass unterschiedliche Oberflächenbearbeitungsgrade der Oberfläche der Kurbelwellelagerbohrung durch den Einsatz der unterschiedlichen Schleifscheiben pro Bearbeitungseinheit hergestellt werden können. Ein axialer Abstand zwischen zwei benachbarten gleichartigen Schleifscheiben zweier benachbarter Bearbeitungseinheiten entspricht dabei dem Abstand zwischen zwei benachbarten Kurbelwellenlagerbohrungen. Depending on whether a one- or multi-stage machining of the crankshaft bearing bores is to take place, each of the processing units may have one, two or more grinding wheels, the cutting surfaces each differ from each other so that different Oberflächenbearbeitungsgrade the surface of the crankshaft bearing bore by the use of different grinding wheels per Machining unit can be produced. An axial distance between two adjacent identical grinding wheels of two adjacent processing units corresponds to the distance between two adjacent crankshaft bearing bores.

Die Werkzeugwelle, auf der die Bearbeitungseinheiten angeordnet sind, ist in einer weiteren Ausführungsform vorteilhaft nicht nur rotatorisch, sondern mit einer Antriebsvorrichtung ferner in axialer Richtung oszillierend bewegbar. Dabei kann die Antriebsvorrichtung, die für die Rotation der Werkzeugwelle sorgt, identisch mit der Antriebsvorrichtung sein, die die in axiale Richtung oszillierende Bewegung herbeiführt.The tool shaft, on which the processing units are arranged, is advantageously not only rotational in a further embodiment, but also oscillatable with a drive device in the axial direction. In this case, the drive device, which ensures the rotation of the tool shaft, be identical to the drive device, which causes the oscillating movement in the axial direction.

Für das optimale Ausführen der rotatorischen oder translatorischen Bewegungen der Werkzeugwelle und für hoch präzises Bearbeiten kann vorteilhaft ein Gegenlager der Welle an dem Nicht-Antriebsende vorgesehen sein.For optimal execution of the rotary or translational movements of the tool shaft and for high-precision machining can advantageously be provided an abutment of the shaft at the non-drive end.

Ferner sieht die Erfindung einen Direktantrieb der Werkzeugwelle vor, so dass kein Getriebe zwischen Welle und Motor angeordnet ist. Der Motor wird dabei so ausgelegt, dass er direkt die Drehzahl der Welle bereitstellt. Damit wird ein optimaler Wirkungsgrad des Antriebs erreicht, und zugleich wird das hoch präzise Arbeiten auf Grund der Spielarmut der Werkzeugwelle sichergestellt, was vorliegend gerade bei der präzisen Synchronbearbeitung mehrerer miteinander fluchtender Kurbelwellenlagerungen erforderlich ist.Furthermore, the invention provides a direct drive of the tool shaft, so that no transmission between the shaft and motor is arranged. The motor is designed so that it directly provides the speed of the shaft. In order for an optimal efficiency of the drive is achieved, and at the same time the highly precise work is ensured due to the lack of play of the tool shaft, which is currently required precisely in the precise synchronous machining of several mutually aligned crankshaft bearings.

Die von den Bearbeitungseinheiten umfassten Schleifscheiben können ferner exzentrisch auf der Werkzeugwelle angeordnet sein; alternativ ist es auch möglich, die Werkzeugwelle exzentrisch mit dem Antrieb zu verbinden, um ein gleichmäßiges Abschleifen der inneren Oberflächen aller Kurbelwellenlagerbohrungen in einem Arbeitsschritt sicherzustellen.The grinding wheels comprised by the processing units can furthermore be arranged eccentrically on the tool shaft; Alternatively, it is also possible to connect the tool shaft eccentrically with the drive to ensure a uniform grinding of the inner surfaces of all crankshaft bearing bores in one step.

Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung kann eine Abrichtvorrichtung umfassen, die eine Mehrzahl von Abrichtwerkzeugen umfasst. Vorteilhaft entspricht die Anzahl der Abrichtwerkzeuge der Abrichtvorrichtung der Anzahl jeweils gleichartiger Schleifscheiben der Bearbeitungseinheiten, so dass bei einer entsprechenden Anordnung der Abrichtvorrichtungen in der Schleifvorrichtung die Abrichtwerkzeuge jeweils den abzurichtenden gleichartigen Schleifscheiben zur Ausführung eines synchronen Abrichtvorgangs zugeordnet werden können. Durch das Abrichten und damit Formen und Schärfen der Schleiffläche der Schleifscheibe wird eine optimale Synchronisierung der Abstände aller Schleifflächen der gleichartigen Schleifscheiben der unterschiedlichen Bearbeitungseinheiten in Bezug auf die Achse der Werkzeugwelle hergestellt.The grinding device according to the invention may comprise a dressing device comprising a plurality of dressing tools. Advantageously, the number of dressing tools of the dressing device corresponds to the number of identical grinding wheels of the processing units, so that with a corresponding arrangement of the dressing devices in the grinding device, the dressing tools can be assigned to each be dressed similar grinding wheels for performing a synchronous dressing process. By dressing and thus shaping and sharpening the grinding surface of the grinding wheel, an optimum synchronization of the distances of all grinding surfaces of the similar grinding wheels of the different processing units with respect to the axis of the tool shaft is produced.

Ferner ist ein Verfahren Gegenstand der vorliegenden Erfindung, das der Fertigung eines Kurbelgehäuses mit einer Kurbelwellenlagerung dient, die eine Mehrzahl von Kurbelwellenlagerbohrungen für Wälzlager aufweist. Diese Kurbelwellenlagerbohrungen werden während der Fertigung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung endbearbeitet.Furthermore, a method is the subject of the present invention, which is used to manufacture a crankcase with a crankshaft bearing having a plurality of crankshaft bearing bores for rolling bearings. These crankshaft bearing bores are finished during manufacture using the grinding device according to the invention.

Das Verfahren umfasst die Schritte des simultanen Bearbeitens der gesamten Anzahl an Kurbelwellenlagerbohrungen eines Kurbelgehäuses, indem zunächst die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung mit der rotatorisch antreibbaren Werkzeugwelle, auf der die erforderliche Anzahl von Bearbeitungseinheiten angeordnet ist, die der Anzahl der im Kurbelgehäuse vorliegenden Kurbelwellenlagerbohrungen entspricht, an dem Kurbelgehäuse positioniert wird, so dass in jeder der Kurbelwellenlagerbohrungen eine Schleifscheibe, die einer Bearbeitungseinheit zugehörig ist, lokalisiert ist. Nun kann die Werkzeugwelle in Betrieb genommen werden, und es wird eine erste Bearbeitungsstufe der Kurbelwellenlagerbohrungen beziehungsweise der Oberfläche der Kurbelwellenlagerbohrungen durch rotierendes Bewegen der Werkzeugwelle bereitgestellt.The method comprises the steps of simultaneously processing the total number of crankshaft bearing bores of a crankcase, by first on the crankcase with the rotatably driven tool shaft according to the invention, on which the required number of processing units is arranged, which corresponds to the number of crankshaft bearing bores present in the crankcase is positioned so that in each of the crankshaft bearing bores a grinding wheel, which is associated with a processing unit, is located. Now, the tool shaft can be put into operation, and it is a first processing stage of the crankshaft bearing bores or the surface of the crankshaft bearing bores provided by rotating the tool shaft.

Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, die Rotationsbewegung der Werkzeugwelle durch oszillierende Bewegung der Werkzeugwelle in axialer Richtung und zugleich oder alternativ durch Ausführen einer exzentrischen Rotation der Werkzeugwelle zu überlagern. Gleichzeitig oder alternativ kann die Rotationsbewegung der Werkzeugwelle auch durch Ausführen einer Kreisbewegung sowie einer optionalen Hubbewegung des Kurbelgehäuses um die Achse der Werkzeugwelle überlagert werden.A further step of the method according to the invention may be to superimpose the rotational movement of the tool shaft in the axial direction by oscillating movement of the tool shaft and at the same time or alternatively by executing an eccentric rotation of the tool shaft. At the same time or alternatively, the rotational movement of the tool shaft can also be superimposed on the axis of the tool shaft by executing a circular movement and an optional stroke movement of the crankcase.

Um verschiedene Oberflächenbearbeitungsgrade bereitzustellen, kann die Werkzeugwelle, wenn ihre Bearbeitungseinheiten mit zwei oder mehreren Schleifscheiben unterschiedlicher zerspanender Oberflächen ausgestattet sind, auf einfache Weise verfahren werden, so dass statt der Schleifscheiben einer ersten Qualität nun eine weitere Schleifscheibe des Schleifscheibensatzes einer Bearbeitungseinheit, deren Oberfläche geeignet ist, einen anderen Zerspanungsgrad bereitzustellen, in der Kurbelwellenlagerbohrung positioniert wird. Nachdem die Werkzeugwelle entsprechend so axial verfahren wurde und die gewünschten weiteren Schleifscheiben in den Kurbelwellenlagerbohrungen positioniert sind, kann erneut in einem Synchronschritt eine Bearbeitungsstufe durch in Betrieb Nehmen des Antriebs der Werkzeugwelle ausgeführt werden.In order to provide different surface finish levels, the tool shaft, if its machining units are equipped with two or more grinding wheels different cutting surfaces, be moved easily, so that instead of the grinding wheels of a first quality now another grinding wheel of the grinding wheel set of a processing unit whose surface is suitable to provide a different degree of machining, is positioned in the crankshaft bearing bore. after the Tool shaft has been moved axially in accordance with and the desired additional grinding wheels are positioned in the crankshaft bearing bores, again in a synchronizing step, a processing stage by running take the drive of the tool shaft can be performed.

Bei solchen Bearbeitungsstufen kann es sich um eine Schruppbearbeitung oder eine Schlichtbearbeitung handeln, wobei das grobere Schruppen üblicher Weise von dem feineren Schlichten gefolgt wird. Durch die Schlichtbearbeitung können die Lagerbohrungen gefinisht werden.Such processing steps may be roughing or finishing, with the coarser roughing usually followed by the finer sizing. Finishing can be used to finish the bearing bores.

Das axiale Verfahren kann dabei durch einfaches Zurückziehen der Werkzeugwelle, respektive der Werkzeugspindel, erreicht werden, so dass die schruppenden Schleifscheiben aus den Lagerbohrungen heraus und die schlichtenden Schleifscheiben in die Lagerbohrungen hinein verfahren werden. Selbstverständlich können weitere Schleifscheiben vorgesehen werden, um unterschiedliche Grob- und Feinschleifstufen zu erzeugen.The axial process can be achieved by simply pulling back the tool shaft, respectively the tool spindle, so that the roughing grinding wheels are moved out of the bearing bores and the finishing grinding wheels into the bearing bores. Of course, additional grinding wheels can be provided to produce different coarse and fine grinding stages.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures.

Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.

Dabei zeigt:Showing:

1 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung, 1 a longitudinal sectional view of a grinding device according to the invention,

2 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung während einer Bearbeitung eines Vier-Zylinder-Reihenmotors, 2 a longitudinal sectional view of a grinding device according to the invention during a machining of a four-cylinder in-line engine,

3 eine schematische Ansicht der Werkzeugkinematik. 3 a schematic view of the tool kinematics.

Die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung 1, wie gezeigt in 1 und 2, ist geeignet zur Simultanbearbeitung einer Vielzahl von Kurbelwellenlagerbohrungen, in die Wälzlager einer Lagerung für eine Kurbelwelle eines Kurbelgehäuses 11 eingelegt werden können. Ein derartiges Kurbelgehäuse 11 ist in 2 zu sehen; wie ersichtlich beträgt die Anzahl der in dem dort gezeigten Kurbelgehäuse 11, das einem Vier-Zylinder-Reihenmotor zugehörig ist, fünf Kurbelwellenlagerbohrungen 10, die jeweils eingangs und ausgangs der durch den Lagerstuhl 12 und den Lagerdeckel gebildeten Lagerböcke gebildet werden.The grinding device according to the invention 1 as shown in 1 and 2 , is suitable for simultaneous machining of a plurality of crankshaft bearing bores, in the rolling bearings of a bearing for a crankshaft of a crankcase 11 can be inserted. Such a crankcase 11 is in 2 to see; As can be seen, the number of in the crankcase shown there 11 , which is a four-cylinder in-line engine, five crankshaft bearing bores 10 , respectively the entrance and exit of the by the camp chair 12 and the bearing cap formed bearing blocks are formed.

Geeignete Lagerböcke können aus Werkstoffen gefertigt werden, die insbesondere im Bereich der Lagerbohrung gehärtet sind. So kann der durch die Hertzsche Pressung des Wälzlagers – figurativ nicht gezeigt – bedingte Verschleiß möglichst gering gehalten werden. Um Wälzlager und Welle einzulegen, werden die Lagerböcke geeigneter Weise zweiteilig gestaltet, wobei es für eine optimale Passung sinnvoll ist, Lagerstühle und Lagerdeckel zunächst einstückig zu gießen und durch Cracken voneinander zu trennen. Damit wird eine optimale Passung der zueinander gehörigen gecrackten Abschnitte gewährleistet.Suitable bearing blocks can be made of materials that are hardened especially in the bearing bore. Thus, the Hertzian pressure of the bearing - not shown figuratively - conditional wear can be kept as low as possible. In order to insert rolling bearing and shaft, the bearing blocks are suitably designed in two parts, it is useful for an optimal fit, first cast storage chairs and bearing cap in one piece and separate by cracking. This ensures an optimal fit of the mutually associated cracked sections.

Um vor dem Einlegen der Wälzlager und der Kurbelwelle die innere Oberfläche der Kurbelwellelagerbohrungen auf geeignete Weise endzubearbeiten und damit optimales Gleiten der Wälzkörper sicherzustellen, können die Lagerstühle positioniert und fest mit dem Kurbelgehäuse verschraubt werden. Die Lagerdeckel können nun vorläufig und zur Ausführung der Endbearbeitung auf die Lagerstühle und provisorisch mit diesen verschraubt werden.To finish before inserting the bearings and the crankshaft, the inner surface of the crankshaft bearing bores in a suitable manner and thus ensure optimum sliding of the rolling elements, the bearing blocks can be positioned and bolted to the crankcase. The bearing caps can now be provisionally and provisionally screwed to this for performing the finishing on the storage chairs.

Nach dem Verschrauben der Lagerstühle 12 mit den Lagerdeckeln eines Kurbelgehäuses wird die erfindungsgemäße Schleifvorrichtung 1, wie gezeigt so in das Kurbelgehäuse 11 eingelegt, dass jeweils eine Schleifscheibe 4 einer der fünf Bearbeitungseinheiten 2, die in 1 herausgestellt sind, in der entsprechenden Kurbelwellenlagerbohrung 10 positioniert ist.After screwing the storage chairs 12 with the bearing caps of a crankcase, the grinding device according to the invention 1 as shown in the crankcase 11 inserted that in each case a grinding wheel 4 one of the five processing units 2 , in the 1 are exposed in the corresponding crankshaft bearing bore 10 is positioned.

Im vorliegenden Fall liegen entsprechend der Anzahl der Kurbelwellenlagerbohrungen 10 fünf Bearbeitungseinheiten 2 vor; in Kurbelgehäusen, die für Motoren mit mehr oder weniger Zylindern bzw. Lagerbohrungen vorgesehen sind, wird eine entsprechende Anzahl an Bearbeitungseinheiten auf die Anzahl der Kurbelwellenlagerbohrungen angepasst.In the present case are according to the number of crankshaft bearing bores 10 five processing units 2 in front; in crankcases intended for engines with more or fewer cylinders or bearing bores, a corresponding number of machining units are adapted to the number of crankshaft bearing bores.

Wichtig ist, dass jede auf der Werkzeugwelle 3 angeordnete Bearbeitungseinheit 2 wenigstens eine Schleifscheibe 4 aufweist, wobei der axiale Abstand zwischen zwei benachbarten gleichartigen Schleifscheiben 4 oder entsprechend 5 zweier benachbarter Bearbeitungseinheiten 2 einem Abstand zwischen zwei benachbarten Kurbelwellenlagerbohrungen 10 entspricht, wie 2 zeigt.It is important that each on the tool shaft 3 arranged processing unit 2 at least one grinding wheel 4 wherein the axial distance between two adjacent similar grinding wheels 4 or accordingly 5 two adjacent processing units 2 a distance between two adjacent crankshaft bearing bores 10 corresponds to how 2 shows.

Vorliegend umfasst die Bearbeitungseinheit 2 zwei unterschiedliche Schleifscheiben 4, 5, die sich dadurch unterscheiden, dass sie verschiedene zerspanende Oberflächen haben. So kann zur Ausführung eines Bearbeitungsverfahrens der Kurbelwellenlagerbohrung 10 die Schleifvorrichtung 1 mit ihrer rotatorisch antreibbaren Werkzeugwelle 3, deren Rotationsbewegung durch Pfeil a angezeigt wird, auf die vorbeschriebene Weise in dem Kurbelgehäuse angeordnet werden, gefolgt vom in Betrieb Nehmen des Antriebs der Werkzeugwelle 3. Antrieb 6 und Werkzeugwelle 3 sind vorliegend direkt miteinander gekoppelt, um ein möglichst präzises Arbeiten der Werkzeugwelle 3 sicherzustellen. Nun kann eine erste Bearbeitungsstufe, üblicher Weise die Schruppbearbeitung, die der Vorbearbeitung der Kurbelwellenlagerbohrung dient, ausgeführt werden.In the present case, the processing unit comprises 2 two different grinding wheels 4 . 5 , which differ in that they have different surfaces to be machined. Thus, for carrying out a machining process of the crankshaft bearing bore 10 the grinding device 1 with its rotatably driven tool shaft 3 , whose rotational movement is indicated by arrow a, on the above-described manner are arranged in the crankcase, followed by putting into operation the drive of the tool shaft 3 , drive 6 and tool shaft 3 In the present case, they are directly coupled with each other in order to work the tool shaft as precisely as possible 3 sure. Now, a first processing stage, usually the roughing operation, which serves to pre-process the crankshaft bearing bore, can be performed.

Dabei werden zeitgleich prozessökonomisch und hochpräzise in einem einzigen Arbeitsschritt sämtliche in dem Kurbelgehäuse 11 vorliegenden Kurbelwellenlagerbohrungen 10 vorbearbeitet.At the same time process-economical and high-precision in a single step all in the crankcase 11 present crankshaft bearing bores 10 pre-machined.

Wie gezeigt, weist die Schleifvorrichtung in jeder ihrer Bearbeitungseinheiten 2 eine weitere Schleifscheibe 5 auf, die, wie durch Pfeil b verdeutlicht wird, durch einfaches Zurückziehen der Werkzeugwelle 3 zur Ausführung eines zweiten Bearbeitungsschritts in der Kurbelwellenlagerbohrung 10 positioniert wird. So können synchron in einem zweiten Arbeitsschritt Feinschleifarbeiten, wie die sogenannte Schlichtbearbeitung, ökonomisch und ohne Austauschen des Werkzeugs ausgeführt werden. Weder am Werkzeug noch an der Werkzeugeinspannung müssen Änderungen vorgenommen werden.As shown, the grinding device in each of its processing units 2 another grinding wheel 5 on, which, as indicated by arrow b, by simply pulling back the tool shaft 3 for performing a second processing step in the crankshaft bearing bore 10 is positioned. Thus, in a second step, fine grinding operations, such as so-called finishing machining, can be carried out synchronously economically and without replacing the tool. Neither the tool nor the tool clamping must be changed.

Durch einfaches Verfahren der Werkzeugwelle können die schruppenden Schleifscheiben aus den Lagerbohrungen heraus, und die schlichtenden Schleifscheiben in die Lagerbohrungen hinein verfahren werden. Selbstverständlich können weitere Feinschleifstufen zur Verwendung noch weiterer Schleifscheiben pro Bearbeitungseinheit ausgeführt werden.By simply moving the tool shaft, the roughing wheels can be moved out of the bearing holes and the finishing wheels into the bearing holes. Of course, further fine grinding stages for using even more grinding wheels per processing unit can be performed.

Die Schleifbewegungen entstehen durch eine Überlagerung von axialer Oszillationsbewegung über die exzentrische Rotation. Die exzentrische Rotation kann erreicht werden, indem entweder die Werkzeugwelle 3 exzentrisch am Antrieb angeordnet ist oder indem die Schleifscheiben exzentrisch auf der Welle angeordnet sind.The grinding movements are caused by a superposition of axial oscillatory motion via the eccentric rotation. The eccentric rotation can be achieved by either the tool shaft 3 is arranged eccentrically on the drive or by the grinding wheels are arranged eccentrically on the shaft.

Die oszillierende Relativbewegung, die statt durch die Werkzeugwelle auch durch Bewegung des Bauteils ausgeführt werden kann, ist optional. Um die rotatorische Relativbewegung zwischen Werkzeug und Bohrungsachse, also das Zirkularschleifen auf geeignete Weise auszuführen, kann die Werkzeugwelle durch ein entsprechendes Gegenlager gegengelagert sein.The oscillating relative movement, which can be performed by movement of the component instead of by the tool shaft, is optional. In order to perform the rotary relative movement between the tool and bore axis, so the circular grinding in a suitable manner, the tool shaft may be counteracted by a corresponding abutment.

Ein solches Gegenlager 8 ist in 1 und 2 an dem von dem Antrieb 6 der Werkzeugwelle 3 abgewandten Ende zu sehen.Such an abutment 8th is in 1 and 2 at the of the drive 6 the tool shaft 3 to see the opposite end.

In 3 ist diese Werkzeugkinematik verdeutlicht: Pfeil a zeigt die Rotationsbewegung der Schleifscheibe 4, 5, während die strichelierte Linie c die kreisförmige Bewegung der rotierenden Schleifscheibe 4, 5 durch Überlagerung von Werkzeug und/oder Werkstückachse oder durch exzentrische Lagerung einer oder beider der vorgenannten Achsen andeutet. Die Bewegung wird in der Lagerbohrung 10 ausgeführt.In 3 this tool kinematics is clarified: arrow a shows the rotational movement of the grinding wheel 4 . 5 while the dotted line c indicates the circular motion of the rotating grinding wheel 4 . 5 indicated by superposition of tool and / or workpiece axis or by eccentric mounting of one or both of the aforementioned axes. The movement is in the bearing bore 10 executed.

Um die Schleifflächen der Schleifscheiben entsprechend in Bezug auf die Werkzeugwellenachse abzustimmen, kann die Schleifvorrichtung 1 eine Abrichtvorrichtung aufweisen, die in 1 angedeutet ist: Dort sind die von der Abrichtvorrichtung umfassten Abrichtwerkzeuge 7 gezeigt, deren Abrichtflächen auf die jeweils abzurichtenden Schleifscheibenkanten eingestellt sind, so dass diese hochpräzise ausgeformt und geschärft werden können.In order to match the grinding surfaces of the grinding wheels with respect to the tool shaft axis, the grinding device 1 a dressing device, which in 1 is indicated: There are the dresser included in the dressing device 7 shown, the Abrichtflächen are adjusted to the respective grinding wheel edges to be dressed, so that they can be formed and sharpened with high precision.

Nach der ein- oder mehrstufigen Endbearbeitung der Kurbelwellenlagerbohrungen werden die provisorisch aufgeschraubten Lagerdeckel wieder gelöst. Nun können die unteren Hälften der Wälzlagerkäfige und die Kurbelwelle eingelegt werden, es folgt das Auflegen der oberen Hälfte der Wälzlagerkäfige auf die Lagerbereiche und das abschließende Montieren der Lagerdeckel auf die Lagerstühle, und damit auch auf den Wälzlagerkäfig.After the single or multi-stage completion of the crankshaft bearing bores, the provisionally screwed bearing caps are released again. Now, the lower halves of the rolling bearing cages and the crankshaft can be inserted, it follows the laying of the upper half of the rolling bearing cages on the bearing areas and the final mounting of the bearing caps on the bearing blocks, and thus also on the rolling bearing cage.

Nach dem Verschrauben der Lagerstühle mit den Lagerdeckeln ist das Kurbelgehäuse endgefertigt.After screwing the bearing blocks with the bearing caps, the crankcase is finished.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007058757 A1 [0005]

Claims

Grinding device ( 1 ), suitable for machining a plurality of crankshaft bearing bores ( 10 ) for rolling bearings of a crankshaft bearing of a crankcase ( 11 ), wherein the grinding device ( 1 ) a rotary with a drive ( 6 ) coupled tool shaft ( 3 ), characterized in that the tool shaft ( 3 ) a plurality of axially spaced-apart machining units ( 2 ), the number of which in the crankcase ( 11 ) present crankshaft bearing bores ( 10 ), each on the tool shaft ( 3 ) arranged processing unit ( 2 ) at least one grinding wheel ( 4 ), and wherein an axial distance between two adjacent grinding wheels ( 4 ) of two adjacent processing units ( 2 ) a distance between two adjacent crankshaft bearing bores ( 10 ) corresponds.

Grinding device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that each processing unit ( 2 ) at least one first grinding wheel ( 4 ) and a second grinding wheel ( 5 ), wherein a cutting surface of the first grinding wheel ( 4 ) of a cutting surface of the second grinding wheels ( 5 ) for providing various surface working degrees, and wherein an axial distance between two adjacent similar grinding wheels ( 5 ) of two adjacent processing units ( 2 ) the distance between two adjacent crankshaft bearing bores ( 10 ) corresponds.

Grinding device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary drive of the tool shaft ( 3 ) a tool spindle ( 3 ).

Grinding device ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the tool shaft ( 3 ) is oscillatingly movable with a drive device in the axial direction.

Grinding device ( 1 ) according to at least one of claims 2 to 4, characterized in that - the first and / or second grinding wheels ( 4 . 5 ) eccentrically on the tool shaft ( 3 ), or - the tool shaft ( 3 ) eccentrically with the drive ( 6 ) connected is.

Grinding device ( 1 ) according to at least one of claims 2 to 4, characterized in that the grinding device ( 1 ) a dressing device with a plurality of dressing tools ( 7 ) comprising a number of first or second grinding wheels ( 4 . 5 ) of the processing units ( 2 ), wherein the dressing device is arranged such that each of the dressing tools ( 7 ) the dressing device of one of the first or second grinding wheels ( 4 . 5 ) for simultaneously dressing the first or second grinding wheels ( 4 . 5 ) assigned.

Method for manufacturing a crankcase ( 11 ) with a crankshaft bearing having a plurality of crankshaft bearing bores ( 10 ) for rolling bearings, using a grinding device ( 1 ) according to at least one of claims 1 to 6, comprising the steps of simultaneously machining the plurality of crankshaft bearing bores ( 10 ) by - arranging the grinding device ( 1 ), which rotatably driven tool shaft ( 3 ) having a plurality of axially spaced-apart machining units ( 2 ), the number of which in the crankcase ( 11 ) present crankshaft bearing bores ( 10 ), each on the tool shaft ( 3 ) arranged processing unit ( 2 ) at least one grinding wheel ( 4 ) and wherein the axial distance between two adjacent grinding wheels ( 4 ) a distance between two adjacent crankshaft bearing bores ( 10 ), on the crankcase ( 11 ), so that in each of the crankshaft bearing bores ( 10 ) a grinding wheel ( 4 ) is positioned and - in operation taking the drive of the tool shaft ( 3 ) and carrying out a first processing stage of the crankshaft bearing bores ( 10 ) by rotating the tool shaft ( 3 ).

Method according to claim 8, comprising the step of superimposing the rotational movement of the tool shaft ( 3 ) by performing an oscillating movement of the tool shaft ( 3 ) in the axial direction and / or by performing an eccentric rotation of the tool shaft ( 3 ) and / or - superimposing the rotational movement of the tool shaft ( 3 ) by performing a circular movement of the crankcase ( 11 ) about the axis of the tool shaft ( 3 )

Method according to claim 7 or 8, comprising the step - axial movement of the tool shaft ( 3 ) while positioning the second grinding wheels ( 5 ) generated by the processing unit ( 2 ), in the crankshaft bearing bores ( 10 ), wherein the machining surfaces of the second grinding wheel ( 5 ) from the cutting surface of the first grinding wheel ( 4 ) to provide different surface finish levels, and - in operation take the drive of the tool shaft ( 3 ), thereby carrying out a second processing stage of the crankshaft bearing bores ( 10 ).

The method of claim 9, wherein the first processing stage is roughing and the second processing stage is finishing.