DE202007016472U1 - Vorrichtung zum Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug - Google Patents
Vorrichtung zum Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug Download PDFInfo
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Abstract
Vorrichtung
zum Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug
zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Übergängen zwischen
Lagerzapfen und Wangen von Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet,
dass sich das lineare Festwalzwerkzeug (19, 20) mit
– einer Führungsfläche (23, 24) auf einem
– Stützlineal (26) abstützt, welches geradlinig und reibungsarm an einem
– Gerätearm (1) eines Festwalzgeräts geführt ist.
– einer Führungsfläche (23, 24) auf einem
– Stützlineal (26) abstützt, welches geradlinig und reibungsarm an einem
– Gerätearm (1) eines Festwalzgeräts geführt ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Übergängen zwischen Lagerzapfen und Wangen von Kurbelwellen.
- Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist die europäische Patentanmeldung
EP 1 779 972 A2 : für ein „Verfahren und Vorrichtung zum Verfestigen von Kurbelwellen". In dieser Patentanmeldung wird das Festwalzen von Einstichen oder Radien an den Übergängen von Lagerzapfen und Wangen von Kurbelwellen mit Hilfe von linearen Festwalzwerkzeugen gezeigt. Über die Einleitung der Festwalzkraft in die Festwalzwerkzeuge wird in der europäischen Patentanmeldung nichts ausgesagt. - Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe das Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug möglich ist. Bei der Vorrichtung soll es sich um eine einfache und betriebssichere Einrichtung handeln, die auch preiswert ist.
- Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass sich das lineare Festwalzwerkzeug mit einer Führungsfläche auf einem Stützlineal abstützt, welches geradlinig und reibungsarm an einem Gerätearm eines Festwalzgeräts geführt ist. Demnach wird der Festwalzvorgang nicht mehr über Festwalzrollen vorgenommen, sondern über Lineale, die sich auf den Einstichen oder Radien der Übergänge der Lagerzapfen einer sich drehenden Kurbelwelle abwälzen. In diese linearen Festwalzwerkzeuge muss die Festwalzkraft so eingeleitet werden, dass sie für beide linearen Festwalzwerkzeuge möglichst gleich groß ist und sich die linearen Festwalzwerkzeuge der Form der vorgefertigten Kontur des jeweiligen Lagerzapfens (Breitentoleranzen des Lagerzapfens, Durchmessertoleranzen der Einstiche und Radien, Einwalztiefen) anpassen.
- Die linearen Festwalzwerkzeuge stützen sich daher auf ihrer gesamten Länge auf einem Stützlineal über Führungsflächen ab, wobei diese Führungsflächen als Rundführungen ausgebildet sind. Die Rundführung erlaubt die Schwenkbewegung der linearen Festwalzwerkzeuge, die zur Anpassung an die Geometrie der Lagerzapfen notwendig ist. Das Stützlineal selbst ist in der Längsrichtung der Kurbelwelle so nachgiebig, dass es keine wesentlichen horizontalen Kräfte einleiten kann und somit eine Verteilung der Festwalzkraft in die beiden linearen Festwalzwerkzeuge ohne große Kraftunterschiede erlaubt. Dieser Ausgleichsmechanismus entspricht im Prinzip den an sich bekannten Festwalzwerkzeugen mit Führungsrolle/Festwalzrollen.
- Die Führung des Stützlineals ist reibungsarm, wobei die Reibungskraft über den Einstich und das lineare Festwalzwerkzeug vom Antrieb der Kurbelwelle her eingeleitet wird.
- Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausbildung der Führung des Stützlineals in zwei zueinander senkrechten Ebenen erwiesen. In der einen, beispielsweise horizontalen Ebene, wird das Stützlineal beispielsweise durch lineare Nadellager abgestützt und in der dazu senkrechten vertikalen Ebene durch zwei weitere Nadellager, die einander in einem Abstand gegenüberliegen und zueinander parallel verlaufen.
- Vorteilhaft ist es, wenn die beiden linearen Festwalzwerkzeuge ein Federsystem aufweisen, das den Abstand der Kontaktflächen beim Schließen der Vorrichtung verringert. Hierdurch wird ausgeschlossen, dass die linearen Festwalzwerkzeuge beim Schließen des Festwalzgeräts mit den Ölbunden an den Wangen einer Kurbelwelle kollidieren.
- Weiterhin sind Anbindungen zwischen dem linearen Festwalzwerkzeug und dem Stützlineal erforderlich, die das Verlieren des linearen Festwalzwerkzeugs beim Öffnen des Festwalzgeräts verhindern. Diese Anbindungen müssen so ausgestaltet sein, dass sie auch Relativverschiebungen der beiden linearen Festwalzwerkzeuge zueinander in einem begrenzten Maße zulassen. Derartige Relativbewegungen entstehen beispielsweise durch unterschiedlichen Schlupf oder unterschiedliche Durchmesser der Radien oder Einstiche der Kurbelwelle. Als vorteilhafte Ausführungsform für eine derartige Verliersicherung haben sich Systeme von Blattfedern erwiesen, welche an den beiden Enden des Stützlineals angeordnet sind und die linearen Festwalzwerkzeuge beweglich miteinander verbinden.
- Weitergehende vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 6.
- Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
- Es zeigen jeweils nicht maßstäblich und stark vereinfacht sowie in überwiegend schematischer Darstellung die
-
1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung entlang der Schnittlinie II-II der2 , -
2 ein Festwalzgerät in der Seitenansicht und -
3 ein Kräfteparallelogramm. - Das Festwalzgerät der
2 besteht aus den beiden Gerätearmen1 und2 , welche über einen Drehpunkt3 gelenkig miteinander verbunden sind. Zwischen zwei einander gegenüberliegenden ersten äußeren Enden4 und5 der Gerätearme1 und2 ist ein Kraftorgan durch die beiden Pfeile6 angedeutet, das die Festwalzkraft im Festwalzgerät erzeugt. - Am anderen äußeren werkzeugseitigen Ende
7 des unteren Gerätearms2 ist ein Stützrollenkopf8 vorgesehen, wie er an sich bekannt ist und zur Aufnahme eines Lagerzapfens9 einer Kurbelwelle10 dient. Im dargestellten Beispiel der2 handelt es sich beim Lagerzapfen9 um einen Hauptlagerzapfen. Der Flugkreis der Kurbelwelle10 wird durch die punktierte Linie11 angedeutet. Zu beiden Seiten in Richtung der Drehachse12 des Lagerzapfens9 wird der Lagerzapfen9 durch Einstiche13 und14 begrenzt. Über die Einstiche13 und14 geht der Lagerzapfen9 der Kurbelwelle10 in die beiden Wangen15 und16 über. Dazwischen liegen die Ölbunde17 und18 . In jeden der beiden Einstiche13 und14 greift ein lineares Festwalzwerkzeug19 und20 mit seiner jeweiligen Kontaktfläche21 und22 ein. Den Kontaktflächen21 und22 in einem Abstand gegenüberliegend, weist jedes der beiden linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 jeweils eine Führungsfläche23 und24 auf. Gemeinsame stützen sich die beiden linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 mit ihren jeweiligen Führungsflächen23 und24 auf einer Auflagefläche25 ab, welche zu einem Stützlineal26 gehört. Die linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 verschieben sich mit der Drehung des Lagerzapfens9 der Kurbelwelle10 und das Stützlineal26 verschiebt sich mit der Bewegung der linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 . Zwischen den linearen Festwalzwerkzeugen19 und20 und dem Stützlineal26 findet an den Führungsflächen23 und24 und der Auflagefläche25 eine Linearbewegung nicht statt. Vielmehr ermöglich die abgerundete Auflagefläche25 den beiden linearen Festwalzwerkzeugen19 und20 das Schwenken um jeweils eine Längsachse27 bzw.28 in Richtung des Pfeils29 . Durch die Schwenkbewegung29 können Unterschiede in den Durchmessern und Abrundungen der beiden Einstiche13 und14 , wie sie an sich immer vorhanden sind, ausgeglichen werden. - Federelemente
30 und31 zwischen dem Stützlineal26 und den beiden linearen Festwalzwerkzeugen19 und20 wirken in der Weise, dass sie die beiden Kontaktflächen21 und22 aufeinander zu bewegen. Die mit den beiden Federelement30 und31 erzeugbare Beweglichkeit der linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 um die Längsachsen27 und28 ist gering und beträgt im Höchstfall 0,5 mm. Die Wirkung der Federelemente30 und31 ist aber ausreichend, um zu verhindern, dass beim Einfädeln der beiden linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 in die Einstiche13 und14 eine Kollision zwischen den Kontaktflächen21 und22 und den Ölbunden17 und18 stattfinden. - Das vordere werkzeugseitig Ende
32 des oberen Gerätearms1 zeigt einen annähernd doppel T-förmigen Querschnitt. In der horizontalen Richtung stützt sich das Stützlineal26 am Gerätearm1 über ein flaches Nadellager33 ab. In der vertikalen Richtung wird das Stützlineal26 von zwei Seiten her jeweils durch die vertikalen Nadellager34 und35 am Gerätearm1 geführt. Zu diesem Zweck ist das Stützlineal26 gegenüber der Auflagefläche25 annähernd zangenförmig ausgebildet, wobei die beiden Schenkel36 und37 des Stützlineals26 den unteren Schenkel38 des I-Profils des oberen Gerätearms1 seitlich umfassen, wie das in der1 zu erkennen ist. Zur Halterung der beiden linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 am Stützlineal26 sind Verliersicherungen39 und40 vorgesehen. Die Verliersicherungen39 und40 bestehen beispielsweise aus Blattfedern, welche von beiden Enden des Stützlineals26 ausgehend, die beiden linearen Festwalzwerkzeuge19 und20 an ihren jeweiligen Enden halten. - Die Festwalzkraft
40 kann in die beiden Komponenten41 und42 zerlegt werden. Die Komponente41 wirkt an der Kontaktfläche21 und die Komponente42 an der Kontaktfläche22 . Im Idealfall sind beiden Komponenten gleich groß. Die Auflagefläche25 und die Führungsflächen23 und24 sind in der Weise ausgestaltet, dass eine Restkomponente43 in der horizontalen Richtung möglichst klein bleibt, wie sie sich durch Ungleichmäßigkeiten in den Einstichen13 und14 einstellen kann. -
- 1
- Gerätearm
- 2
- Gerätearm
- 3
- Drehpunkt
- 4
- äußeres Ende
- 5
- äußeres Ende
- 6
- Kraftorgan
- 7
- äußeres Ende
- 8
- Stützrollenkopf
- 9
- Lagerzapfen
- 10
- Kurbelwelle
- 11
- Flugkreis
- 12
- Drehachse
- 13
- Einstich
- 14
- Einstich
- 15
- Wange
- 16
- Wange
- 17
- Ölbund
- 18
- Ölbund
- 19
- Festwalzwerkzeug
- 20
- Festwalzwerkzeug
- 21
- Kontaktfläche
- 22
- Kontaktfläche
- 23
- Führungsfläche
- 24
- Führungsfläche
- 25
- Auflagefläche
- 26
- Stützlineal
- 27
- Längsachse
- 28
- Längsachse
- 29
- Schwenkbewegung
- 30
- Feder
- 31
- Feder
- 32
- vorderes Ende
- 33
- flaches Nadellager
- 34
- vertikales Nadellager
- 35
- vertikales Nadellager
- 36
- Schenkel
- 37
- Schenkel
- 38
- Schenkel
- 39
- Verliersicherung
- 40
- Festwalzkraft
- 41
- rechte Komponente
- 42
- linke Komponente
- 43
- Restkomponente
Claims (6)
- Vorrichtung zum Einleiten einer Festwalzkraft in ein lineares Festwalzwerkzeug zum Festwalzen von Radien oder Einstichen an den Übergängen zwischen Lagerzapfen und Wangen von Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, dass sich das lineare Festwalzwerkzeug (
19 ,20 ) mit – einer Führungsfläche (23 ,24 ) auf einem – Stützlineal (26 ) abstützt, welches geradlinig und reibungsarm an einem – Gerätearm (1 ) eines Festwalzgeräts geführt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsarme Führung des Stützlineals (
26 ) zwei zueinander senkrechte Ebenen einschließt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsarme Führung des Stützlineals (
26 ) von einem horizontalen (33 ) und zwei vertikalen Wälzlagern (34 ,35 ) gebildet wird. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlineal (
26 ) eine Auflagefläche (25 ) für die Führungsfläche (23 ,24 ) von wenigstens einem linearen Festwalzwerkzeug (19 ,20 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (
25 ) eine Rundung aufweist, welche dem linearen Festwalzwerkzeug (19 ,20 ) eine Schwenkbewegung (29 ) um eine Längsachse (27 ,28 ) ermöglicht. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützlineal (
26 ) annähernd gleich lang ist wie ein lineares Festwalzwerkzeug (19 ,20 ) und an wenigstens einem seiner äußeren Enden ein Verliersicherungen (39 ) für das Festwalzwerkzeug (19 ,20 ) hat.
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EP1779972B1 (de) * | 2006-10-23 | 2008-12-17 | Cornelius Reuss | Verfahren und Vorrichtung zum Verfestigen von Kurbelwellen |
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