DE1940858C

DE1940858C - Device for the rolling treatment of grooves in crank throws

Info

Publication number: DE1940858C
Authority: DE
Inventors: Haruki; Soh Tadashi; Maeda Yoshio; Kobe Oizumi (Japan). C21d9-30
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Publication date: 1971-09-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Walzbehandlung von Auskehlungen in Kurbelkröpfungen, insbesondere Jn großen und übergroßen Kurbelkröpfungen. Es ist bekannt, daß die Walzbehandlung von Ausnehmungen in Kurbelkröpfungen S ein wirksames Verfahren zum Verbessern der Dauerfestigkeit von Kurbelwellen ist. Eine Behandlung dieser Art ist bei überdimensionalen Kurbelwellen von gigantischen Maschinen beispielsweise in Mammutschifl'en sehr wichtig, die hohen Belastungen aus- » gesetzt sind. Sehr große Kurbelwellen dieser Art werden üblicherweise durch Zusammensetzen hergestellt. Mit anderen Worten, eine Kurbelkröpfung mit einem rinnenartigen Abschnitt, der aus zwei Kurbolarmen und einem Kurbelzapfen besteht, und die Wellenzapfen werden einzeln durch Schmieden hergestellt und dann zu einer fertigen Kurbelwelle zusammengesetzt, und zwar wird eine durch Schmieden mit zwei Kurbelarmen und einem Kurbelzapfen ausgebildete Kurbelkröpfung mit. Bohrungen zur w Aufnahme der Wellenzapfen versehen und um den Zapfenabschnitt herum maschinell nachbearbeiten woraufhin die gesondert hergestellten Wellenzapfen durch Schrumpfeinpassen in den Bohrungen befestigt werden. »5 The invention relates to an apparatus for the rolling treatment of grooves in crank throws, in particular in large and oversized crank throws. It is known that the rolling treatment of recesses in crank throws S is an effective method for improving the fatigue strength of crankshafts. A treatment of this kind is very important for oversized crankshafts of gigantic machines, for example in Mam mutschifl'en, which are exposed to high loads. Very large crankshafts of this type are usually made by assembly. In other words, a crank throat with a trough-like section consisting of two crank arms and a crank pin, and the shaft journals are individually manufactured by forging and then assembled into a finished crankshaft, namely a crank throat formed by forging with two crank arms and a crank pin With. Bores are provided for receiving the shaft journals and reworked by machine around the journal section, whereupon the separately manufactured shaft journals are fixed in the bores by shrink fitting. »5

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der die Auskehlung der Kröpfung einer großen bzw. übergroßen Kurbelwelle, die durch Zusammensetzen hergestellt ist, einer Walzbehandlung unterwürfen wird. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Auskehlung der Vorbehandlung unterzogen werden, bevor die Kurbelkropfung mit den Wellenzapfen zusammengebaut wird.The invention relates to a device with which the fluting of the crank of a large or oversized crankshaft made by assembling, subject to a rolling treatment will. With the device according to the invention, the grooving of the pretreatment be subjected to before the crank crank is assembled with the shaft journals.

Da sich der Kurbelzapfen zwischen zwei verhältnismäßig nahe beieinanderliegenden Kurbelarmen befindet, muß eine Vorrichtung für eine Walzbe-Handlung der Auskehlung der Kurbelkropfung klein genug sein, um /wischen die Kurbelarme eingesetzt zu werden, obwohl es andererseits notwendig ist, daß ihr Aufbau fest genug ist, um dip ^Λ "^t-Mv -;. ~, der Kurbelkropfung so stnrt /u NMqsten daß eine {"■nüpende Fiacid,.....'. τ <■ .u..& ^:.^ Haue in die-ο...·· Ai>.M.iiiim nicugi wird. Da ferner die Vorrichtung die Walzbehandlung über den gesamten Umfang der Auskehlung durchführen muß, während sich die Kurbelkropfung um die Achse des Kurbelzapfen dreht, muß die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß sie im wesentlichen über die gesamte Länge der beiden benachbarten Kurbelarme tief zwischen diese eingesetzt werden kann.Since the crank pin is located between two relatively close-together crank arms, a device for rolling the crank crank groove must be small enough to be inserted with the crank arms, although it is, on the other hand, necessary that its structure be strong enough to um dip ^Λ "^ t-Mv - ;. ~, the crank crank so disturbs / u NMqsten that a {" ■ nüpende Fiacid, ..... '. τ <■ .u .. & ^:. ^ Haue in die-ο ... ·· Ai> .M.iiiim nicugi will. Furthermore, since the device must perform the rolling treatment over the entire circumference of the groove while the crank crank rotates about the axis of the crank pin, the device must be designed so that it is inserted deeply between them over substantially the entire length of the two adjacent crank arms can.

Durch die Erfindung soll vor allem eine Vorrichtung für die Durchführung einer Walzbehandlung von Auskehlungen ein^r großen bzw. übergroßen Kurbelkropfung geschaffen werden, bei der durch Einsetzen von Walzen zwischen zwei verhältnismäßig eng nebeneinander angeordnete Kurbelarme während einer gleichmäßigen Drehung der Kurbelkröpfung mit einer großen exzentrischen Masse um die Achse des Kurbelzapfens eine wirksame Eigendruckspannung und Härte erzeugt wird.The invention is primarily intended to provide a device for carrying out a rolling treatment of grooves a ^ r large or oversized crank crank, in which by Insertion of rollers between two crank arms arranged relatively close to one another during a uniform rotation of the crank throw with a large eccentric mass the axis of the crank pin creates an effective internal compressive stress and hardness.

Ferner soll durch die Erfindung eine Vorrichtung der genannten Art geschaffen werden, bei der die Walzen mit einer festen Walzenhalterung leicht an den Auskehlungen einer Kurbelkropfung anzubringen und von dort zu entfernen sind.Furthermore, a device of the type mentioned is to be created by the invention, in which the Rollers with a fixed roll holder can easily be attached to the grooves of a crank crank and are to be removed from there.

Dies wird gemäß der Erfindung mit einer Vorrichtung für eine Walzbehandlung von Auskehlungen in Kurbelkröpfungen erreicht, die eine Dreh-This is done according to the invention with a device for a rolling treatment of fillets achieved in crank throws that allow a turning

»Mbe um jS »Mbe um jS

aufweis, fernerJwReJgⁿ TA_n aufweis, alsoJwReJg ⁿ TA _n

HaltestUben, zwe Bauteile WJJ» £«■·«««.HaltestUben, two components WJJ »£« ■ · «« «.

Drucks, die an d^e _sfjntgwesemen mutenPressure applied to d ^e _s fjntgwesemen mute

Rahmens befestigt Bind, und JS^ö*^e^"Frame attached bind, and JS ^ö * ^e ^ "

den einen Druck ^^^^^? the one print ^^^^^?

sind, daß sie entlang der Ha^l _n ^e _r^are that they along the Ha ^l _n ^e _r ^

wobei der Rahmen sowohl ncizontalund inι einerwherein the frame is both ncizontalund inι one

horizontalen Ebene bewegbar als auch um einen dermovable horizontal plane as well as around one of the

Haltcstübe drehbar angeordnet st.Haltcstübe rotatably arranged st.

Weitere Einzelheiten, Vorteile undI Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Bestrucibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung be_1Sp,_clsweise veranschaulicht, und zwar zeigtFurther details, advantages and features of the invention emerge from the following description. In the drawing, the invention is _{illustrated by 1S} p, _c , namely shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine AusführungsiurmF i g. 1 is a plan view of an execution tower

der Erfindung, „:„!,,„„ ,the invention, ":"!,,"" ,

Fig. 2 eine Se.tenansicht der Vorrichtung nachFig. 2 is a Se.tenansicht of the device according to

Fig. I, .Fig. I,.

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Stirnansitht eines Teils dei Vorrichtung nach Fig. 1 und3 shows a front view on an enlarged scale part of the device according to Figs

Fig. 4 den e.ne Kurbelkropfung aufweisenden Teil einer Kurbelwelle.Fig. 4 showing the e.ne crank crank Part of a crankshaft.

Eine einer Walzbehandlung zu unterwerfende kurbelkröpfung wird auf einer Drehscheibe 15 befestigt. An den entgegengeseUten Seiten der Drehscheibe ist jeweils ein Paar parallel zueinander angeordneter Führungsschienen 6 vorgesehen, auf denen Wagen 17 bewegbar befestigt sind. Diese Wagen werden durch Ketten 7, die durch eine Antriebsvorrichtung 16 angetrieben werden, entlang den Führungsschienen bewegt. Eine Platte 19 ist am Wagen 17 derart befestigt, daß sie durch Hebevorrichtungen 11 in vertikaler Richtung einstellbar beweglich ist. Auf den Platten 19 zu beiden Seilen der Drehscheibe ist ein Haltestab 1 α schwenkbar befestigt, während ein durch Hauptbrücken 3 n»t dem Haltestab 1 α fest verbundener zweiter Haltestab 1 b so angeordnet ist, xl«Z ,: durch die Wirkung von Spannverstrebungen 10, die an seitlichen Brücken 20 anliegen, um die \chs.e des Hakestabs I ■· : schwenkbar ist. Die Haltes'äbc Jü unj \b m'\ ■'■■'- ^uupNrucken 3 HiI-den einen im wesentlichen flehen Rahme·) IS. u 1 aui der Platte 19 horizontal gehalten wirü, (h.r jedoch, wie später beschrieben, schräg gestellt wird, wie in Fig. 2 in strichpunktierten Linien dargestellt. Um den Rahmen 18 am Ende der Bewegung nach rechts im Sinne der F i g. 1 bzw. 2 in seine richtige Stellung zu bringen, sind die Wagen 17 mit Anschlagstücken 12 versehen, die an Sperrstücken anschlagen, die auf den Schienen 6 befestigt sind.A crank crank to be subjected to a rolling treatment is fastened to a turntable 15. On the opposite sides of the turntable, a pair of guide rails 6 arranged parallel to one another is provided, on which carriages 17 are movably attached. These carriages are moved along the guide rails by chains 7 which are driven by a drive device 16. A plate 19 is attached to the carriage 17 in such a way that it can be moved adjustably in the vertical direction by lifting devices 11. On the plates 19 on both ropes of the turntable, a holding bar 1 α is pivotably attached, while a second holding bar 1 b, which is firmly connected to the holding bar 1 α by main bridges 3 n »t, is arranged in such a way, xl« Z ,: by the action of tension struts 10 , which rest on lateral bridges 20, about the \ chs.e of the hook rod I ■ · : is pivotable. The Haltes'äbc Jü unj \ b m '\ ■' ■■ '- ^ uupNrucken 3 HiI-den one essentially pleading frame ·) IS. u 1 is held horizontally on the plate 19, (however, as described later, it is tilted, as shown in dash-dotted lines in FIG. 2. Around the frame 18 at the end of the movement to the right in the sense of FIG To bring or 2 into its correct position, the carriages 17 are provided with stop pieces 12, which stop against locking pieces which are fastened to the rails 6.

An den nach innen zu liegenden Abschnitten der Haltestäbe 1 α und 1 b sind zwei Brücken 4 zum HaI-ten der Walzen vorgesehen, die auf den Haltestäben gleitbar befestigt sind und Walzen tragende Kolben 13 aufweisen, die jeweils Walzen 14 zum Ausüben eines Walzdrucks auf die Auskehlung einer Kurbelkröpfung tragen. An den Hauptbrücken 3 sind Druck ausübende Bauteile 5 angebracht, die die Kolben 13 gegen einen auf der Drehscheibe 15 befestigten Kurbeizapfen drücken. Zwischenbrücken 2 können zwisehen den Hauptbrücken und den die Walzen tragendeii Brücken an den Haltestäben 1 α und Ib abnehmbar befestigt sein. Auf den Wagen ist ferner eine ölhydraulikvorrichtung zum Betätigen des Mechanismus angeordnet.On the inwardly facing sections of the holding rods 1 α and 1 b , two bridges 4 are provided for holding the rollers, which are slidably mounted on the holding rods and have pistons 13 carrying rollers, each of which has rollers 14 for exerting a rolling pressure on the Carry the groove of a crank crank. On the main bridges 3 pressure-exerting components 5 are attached, which press the pistons 13 against a crank pin fastened on the turntable 15. Between bridges 2 can zwisehen the main bridges and the bridges on the rollers tragendeii the support rods 1 and α Ib be removably attached. An oil hydraulic device for operating the mechanism is also arranged on the carriage.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:The device works as follows:

Vor dem Befestigen einer Kurbelkropfung auf der Drehscheibe 15 wird die Antriebsvorrichtung 16 inBefore a crank crank is attached to the turntable 15, the drive device 16 is shown in FIG

Gang gesetzt, um die Wagon »J nach links im Sinne der F i g. 1 zu bewegen, so daß der Rahmen 18 von der Druhscheibe 15 gelöst ist, Die ZwischenbrUcken 2 werden abgenommen, und die die Walzen tragenden Brücken 4 werden in Richtung nut die Haupt· brücken 3 zurückgeschoben. Dann wird die Kurbelkröpfung auf die Drehscheibe 15 so aufgebracht, daß die Achse des Kurbelzapfens mit der der Drehscheibe fluchtet und fest auf der Scheibe verklemmt. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Arme der Kurbelkröpfung parallel zu den Schienen 6 verlaufen, so daß sie sich im Sinne der Fig. 1 nach links erstrecken. Die Spannverstrebungen 10 werden betätigt, um den Rahmen 18 um den Haltestab la zu verschwenken bzw. der HaltestabIb wird von der Platte 19 abgehoben. Mit so geneigtem Rahmen 18 wird die Antriebsvorrichtung so betätigt, daß die Wagen nach rechts auf die Drehscheibe zu bewegt werden, wodurch der Rahmen 18 in Anlage an der auf der Drehscheibe befestigten Kurbelkröpfung gebracht wird, ao Dubei sind die Höhe der Platte 19 und die Neigung des Rahmens 18 so eingestellt, daß der Haltestab 1 a zwischen den beiden Armen der Kurbelkröpfung zu liegen kommt, während der Haltestab 1 b über die Arme geschoben wird. Dann werden die Wagen in as einer solchen Stellung zum Stillstand gebracht, daß die die Walzen tragenden Kolben 13 im wesentlichen in einer Linie liegen, die durch die Achse des Kurbelzapfens verläuft, wenn der Rahmen 18 durch die Spannverstrebungen 10 in seine horizontale Lage gebracht worden ist, wodurch der Haltestab 1 b auf der Platte 19 zu liegen kommt. Gear set to wagon »J to the left in the sense of FIG. 1 so that the frame 18 is released from the thrust disk 15. The intermediate bridges 2 are removed, and the bridges 4 carrying the rollers are pushed back in the direction of the main bridges 3. Then the crank offset is applied to the turntable 15 so that the axis of the crank pin is aligned with that of the turntable and clamped firmly on the disc. It is useful that the arms of the crank crank run parallel to the rails 6 so that they extend to the left in the sense of FIG. The tension struts 10 are actuated in order to pivot the frame 18 about the holding rod la or the holding rod Ib is lifted off the plate 19. With the frame 18 inclined in this way, the drive device is actuated in such a way that the carriages are moved to the right towards the turntable, whereby the frame 18 is brought into contact with the crank crank attached to the turntable, ao Dubei are the height of the plate 19 and the inclination of the frame 18 set so that the holding rod 1 a comes to lie between the two arms of the crank crank, while the holding rod 1 b is pushed over the arms. The carriages are then brought to a standstill in such a position that the pistons 13 carrying the rollers lie essentially in a line passing through the axis of the crank pin when the frame 18 has been brought into its horizontal position by the tension struts 10 , whereby the holding rod 1 b comes to rest on the plate 19.

Nun werden die die Walzen tragenden Brücken 4 !uif den Kurbelzapfen zu geschoben, und die Zwi- «•ch-,,1 -:"r!:?n 2 wcdcn zr. Jc; Haltestäben 1 α und 1 b oeiestigt. Die Hebevorrichtungen 11 und die Anschlag«tücke 12 werden so eingestellt, ■»] die die walzen tragenden Kolben 13 in bezug zum Kurbel- z-v/^i. Iu die richtige Lage kommen, in ''"' die Wa!- ?j■'·. 7 4 an den Auskehlungen des Zapfens rich?> an <t" :>.ici!cn. '.».:..-n werden die einen Druck -°usi ·>·■;»!'>' Bauteile d betätigt, um die Walzen mit einem geeigneten Druck gegen die Auskehlungen zu drücken, während die Drehscheibe in Gang gesetzt wird, um die Kurbelkröpfung urr die Achse des Kurbelzapfens zu drehen, wodurch die Walzbehandlung der Auskehlung erfolgt. Nach Beendigimg der Walzbehandlung werden die genannten Schritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, wobei die den Druck ausübenden Bauteile 5 zurückgezogen, die Zwischenbrücken 2 entfernt und die die Walzen tragenden Brücken 4 von der Kurbelkröpfung abgezogen werden. Die Spannverstrebungen 10 werden betätigt, um den Rahmen 18 zu verschwenken, wodurch der Haltestab 1 b in eine Stellung über dem oberen Kurbeiarm gebracht wird. Daraufhin wird der Rahmen 18 durch Bewegen der Wagen 17 nach links im Sinne der F i g. 1 von der Kurbelkröpfung weggezogen, wodurch die fertige Kurbelkröpfung frei von der Drehscheibe abgenommen werden kann.!? Now the rolling bearing bridges 4 are uif the crank pin to pushed, and the interim "• ch - ,, 1 -" r: n 2 wcdcn zr Jc; α support rods 1 and 1 b oeiestigt The lifting devices.. 11 and the stop "trick 12 are set so ■»] the rolling bearing piston the correct position coming 13 relative to the crank zv / ^ i Iu, in '''' the Wa -.!? j ■ '· . 7 4 right at the grooves of the spigot?> An <t ":>. Ici! Cn. '.».: ..- n the one pressure - ° usi ·> · ■; »!'>'Components d are actuated to press the rollers against the grooves with a suitable pressure while the turntable is started to rotate the crank throat on the axis of the crank pin, thereby performing the rolling treatment of the groove. After finishing the rolling treatment, the above steps are reversed sequence performed wherein the pressure-applying members 5 retracted, the intermediate bridges 2 removed and the rollers supporting bridges 4 are deducted from the crank throw. the tensioning struts 10 are actuated to pivot around the frame 18, whereby the support rod 1b in a position The frame 18 is then pulled away from the crank crank by moving the carriages 17 to the left in the sense of FIG can be.

Da die die Walzen tragenden Kolben zu beiden Seiten des Kurbelzapfen* über die S_P«nnvornchtung fest miteinander verbunden sind, die durch dlo HniteSäbelTund Ib gebildet wird, die ohne von-S nderge OstS.werden mit dem Kurbelzapfen |„ bzw außer Anlage gebracht werden, wird de, durch die Bauteile 5 erzeugte Druck mit einer verhd tnls. Sßig dünnen und einfachen Rahmenkonstruktion ohne Erfordernis von Rückstöße auf angenden Ko_n. Sektionen wirkungsvoll auf die Auskehlungen über-Since the pistons carrying the rollers on both sides of the crank pin * are _{firmly connected to one another via the S P} «nnvornchtung, which is formed by dlo HniteSäbelTund Ib , which without von-S nderge OstS. Are brought with the crank pin |" or out of contact , de, the pressure generated by the components 5 with a condt tnls. Sßig thin and simple frame structure without requiring rebounds _n to be ligands Ko. Sections effectively on the grooves

igen, und deshalb kann ein für die Erzeugung _c,_ncr geeigneten tigendruckspannung und Hdrte der Auskehlungen genügend hoher Walzdruck unter Feineinstellung aufgebracht werden, ohne eine wesentliche Belastung der Wagen oder Schienen zu verursachen. Ferner kann der dünne flache Rahmen sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung In bezuü zur Drehscheibe leicht und fein eingestellt werden, wodurch die Walzen leicht in d.c entsprechende Lage gebracht werden können, in der sie an den Auskehlungen der Kurbelkropfung richtig angreifen.igen, and therefore a _{rolling pressure suitable for the generation c} , _ncr and Hdrte of the grooves sufficiently high rolling pressure can be applied with fine adjustment, without causing a significant load on the carriages or rails. Furthermore, the thin flat frame can be easily and finely adjusted both in the horizontal and in the vertical direction in relation to the turntable, whereby the rollers can easily be brought into the appropriate position in which they properly engage the grooves of the crank crank.

Claims

Claims.

1. Vorrichtung für die Walzbehandlung von Auskehlungen in Kurbelkröpfungen, gekennzeichnet durch eine Drehscheibe (15) zum Tragen und Drehen der Kurbelkropfung und durch einen wenigstens zwei Haltestäbe (1 u, \ b) aufweisenden, horizontal angeordneten und sowohl in horizontaler Ebene bewegbaren als auch um einen der Haltestäbe (1 α) verschwcnkbareii Rahmen (18) mit zwei an den entgegengesetzten Enden des Rahmens (18) befestigten, Druck ausübend.» Ba> c: ■ '~\ ι 'ι '-.'iK -i>· diesen verbundener, und an tu·« H?itestäben (I η 1 ^!-\ n: Lüg beweeba^r ι Va· '*n f *·*).1. Apparatus for the rolling treatment of grooves in crank crankings, characterized by a turntable (15) for supporting and rotating the crank cranking and by a at least two holding rods (1 u, \ b) having, horizontally arranged and both movable in the horizontal plane and around one of the holding rods (1 α) pivotable frame (18) with two attached to the opposite ends of the frame (18), exerting pressure. Ba> c: ■ '~ \ ι ' ι '-.' IK -i> · these connected, and tu · «H? Itestäben (I η 1 ^! - \ n: Lüg beweeba ^r ι Va · '* nf * · *).

λ. W-I '. ", Hai. ..; ■■ ^ jch 1, thereby ι>·> ke · ■ vuehü».;, Ui? <Ie · Rahinen (18) as ⁽ Ί ^ '- ^ vctikal is viable.

3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Halten des Rahmens (18) ein Paar parallel zueinander an den entgegengesetzten Seiten der Drehscheibe (15) angeordnete Führungsschienen (6) und zwei an den Führungsschienen entlang bewegbare Wagen (17) vorgesehen sind.3. Apparatus according to claim i, characterized in that for holding the frame (18) a pair arranged parallel to each other on the opposite sides of the turntable (15) Guide rails (6) and two carriages (17) which can be moved along the guide rails are provided.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (16, 7) zum Antreiben der Wagen (17) vorgesehen ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that a device (16, 7) for Driving the carriage (17) is provided.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (14) jeweils durch ein an den Haltestäben (la, \b) entlang gleitbares Zwischenrahmenteil (2) mit dem Druck ausübenden Bauteil (5) verbunden sind.5. The device according to claim 1, characterized in that the rollers (14) are each connected to the pressure-exerting component (5) by an intermediate frame part (2) which can slide along the holding rods (la, \ b).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenrahmenteil (2) auf den Haltestäben (1 a, I b) abnehmbar befestigt ist6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the intermediate frame part (2) on the holding rods (1 a, I b) is removably attached

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings