DE2326020C3 - Kurbelwellendrehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwellendrehmaschine, bei der auf einem Grundgestell eine im wesentlichen aus zwei Spindelstöcken bestehende Werkstück-Spann- und AntrieL sein richtung sowie ein Traggestell für zwei Musterkurbelwellen und an deren Kurbelzapfen angelenkte Schwingen mit den Drehwerkzeugen angeordnet sind, wobei Traggestell und Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung in zur Werkstückachse senkrechter und geradliniger Richtung relativ zueinander mittels wenigstens einer Zugstange verschiebbar sind.

Aus der US-PS 25 31 616 ist eine Kurbelwellendrehmaschine der zuvor aufgeführten Art bekannt, bei der zum radialen Zustellen der Werkzeuge die Kurbelwelle mit ihrer Einspannvorrichtung mittels Zugstangen in Form zweier Gewindespindeln, die unterhalb der Kurbelwelle angeordnet sind, senkrecht zur Längsachse der Kurbelwelle verschiebbar ist, während das Traggestell für die beiden Musterkurbelwellen und die an diesen angeordneten Schwingen mit den Werkzeugen ortsfest ist.

Bei großen und schweren Kurbelwellen ist diese Konstruktion ungünstig, da dann unter Umständen die Kurbelwellen zusammen mit dem Werkstückträger ein größeres Gewicht erreichen können als das Traggestell

^r> einschließlich der zugehörigen Schwingen. Ferner ist es ungünstig, daß die verschiebekraft der Gewindespindeln gegenüber dem Schnittdruck der Werkzeuge ein Kippmoment und insbesondere bei der Bearbeitung schwerer, großer Kurbelwellen Werkzeugerscbütterun- ο gen erzeugt

Weiterhin ist aus der DE-OS 15 52 366 eine Kurbelwellendrehmaschine bekannt, bei der das Zustellen der Werkzeuge ebenfalls durch Bewegen des Werkzeugträgers mittels einer Hubkurve auf einer

ti Kreisbogenbahn im Gegensatz zu der geradlinigen Belegung der zuvor genannten Maschine erfolgt. Durch einen solchen Bewegungsablauf können die Schnittkräfte praktisch geradlinig nach unten auf den Maschinenrahmen abgeleitet werden, so dall sich

-Ό Schwingungen vermeiden lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kurbelwellendrehmaschine der eingangs genannten Gattung derart zu verbessern, daß sie zur Bearbeitung großer und schwerer Kurbelwellen geeignet ist und daß die insbesondere hierbei erzeugten Kippmomente und Erschütterungen infolge der Verschiebekraft der Gewindespindel gegenüber dem Schnittdruck der Werkzeuge möglichst vermieden werden. Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung

ίο dadurch, daß das Traggestell gegenüber der ortsfesten Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung auf dem Grundgestell verschiebbar geführt ist, und daß die Achse der Zugstange und die Drehachse der Kurbelwelle in einer gemeinsamen Ebene liegen.

)'> Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 bis 3 beispielsweise erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der teilweise geschnittenen Kurbelwellendrehmaschine gemäß der Erfindung am Ende eines Arbeitsvorgangs,

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche Darstellung nach Beendigung des Bearbeitungsvorgangs und F i g. 3 eine Rückansicht der Maschine. Die in den Zeichnungen dargestellte Maschine besteht aus einem Grundgestell B, das ein U-förmiges Bett 10 aufweist, das mit einem spindelkastentragenden Tisch 11 starr verbunden ist Das Bett 10 weist bei 12 für einen später noch zu erläuternden Zweck eine

V) Ausnehmung auf. Auf dem Tisch 11 ist eine Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 angeordnet, die Spannfutter 15 und 16 zur Aufnahme der Stirnzapfen der zu bearbeitenden Kurbelwelle Caufweist. Eine oder mehrere, nicht gezeigte Lünetten, die auf dem Tisch 11

V) starr angeordnet sind, können zur Unterstützung der Kurbelwelle C in Üblicher Weise vorgesehen sein. Ein Verbindungsteil 18 (Fig. 1) stützt die Lünetten ab und wirkt den Werkzeugkräften entgegen, die auf diese einwirken. Der Tisch 11 hat eine öffnung 11a an seiner

m> Oberseite, wie F i g. 1 zeigt, damit die Späne in einen Förderer (nicht gezeigt) fallen können, der in der öffnung HZ? in dem Tisch 11 vorgesehen ist. Die Teile 11 c und 11 d sind Spanablenkteile, um die Späne zu dem Spanabförderer zu leiten.

hi An dem Bett 10 sind an jeder Seite der Öffnung 12 paarweise, gehärtete vordere und hintere Bettführungen W bzw. W angeordnet. Ein Musterkurbelwellentraggestell Mist vor- und rückwärts bewegbar auf den

Führungen Wund W angeordnet und weist Schwingen 19 auf, die auf den Kurbelwellenzapfen der oberen und unteren Musterkurbelwellen 20 und 21 gelagert sind. Wie gezeigt ist, werden die Musterkurbelwellen 20, 21 und die Schwingen von seitlichen Platten 22 und 23 (Fig.3) getragen, die durch Querteile 24, 24a, 25 und eine Frontplatte 26 verbunden sind. Schutzplatten 27 können vorgesehen sein, um die Seiten der Maschine am vorderen Ende zu umgeben.

Die Stirnzapfen der Musterkurbelwelle 21 sind in Öffnungen 22a und 23a aufgenommen, die in den seitlichen Platten 22 und 23 vorgesehen sind und auch in Öffnungen 28a (Fig.3), die in Abstandshaltern 28 vorgesehen sind, die an den Querteilen 24a und 25 starr befestigt sind. In ähnlicher Weise sind die Zapfen der gleichen oberen Musterkurbelwelle 20 in Öffnungen 22c und 23c in den seitlichen Platten 22 und 23 aufgenommen sowie in Öffnungen 28c, die in den oberen Enden der Abstandshalter 28 vorgesehen sind.

Die obere Musterkurbelwelle 20 kann von der unteren Musterkurbelwelle 21 durch Ketten 29 synchron angetrieben werden, die um Zahnräder 30,31 an den Stirnzapfen der Musterkurbelwellen laufen. Das Ende 21' (Fig.3) der Musterkurbelwelle 21 ist über Verbindungsteile 32 mit den Untersetzungsgetriebegehäusen 33 verbunden. Obere und untere Abdeckungen 226 und 23b bzw. 286 sind für die seitlichen Platten 22 und 23 bzw. die Abstandshalter 28 vorgesehen.

Wie üblich, ist eine Lasche 35 vorgesehen, um jede Schwinge 19 mit der oberen Musterkurbelwelle 20 zu verbinden. Die Lasche 35 ist an jeder Schwinge 19 mittels eines Zapfens 36 befestigt der ein bestimmtes vertikales Spiel der Schwinge relativ zu der Lasche 35 zuläßt

Jede Schwinge 19 trägt einen Werkzeughalter H in einer Ausnehmung 37 an sich von der Vorderseite zur Rückseite erstreckenden Führungsblöcken 38. Der Werkzeughalter H ist an seinem oberen Ende an einer Platte 39 durch einen Bolzen 40 lösbar befestigt. Geeignete Befestigungsteile (nicht gezeigt) sind auch vorgesehen, um den Werkzeughalter H an den Führungsblöcken 38 zu befestigen.

Von einem oberen Arm 41 einer jeden Schwinge 19 erstreckt sich eine Rollenhalterung 42 nach unten, die einen Zapfen 43 trägt, an dem eine an dem Werkstück angreifende Rolle 44 befestigt ist Während der Bearbeitung des Werkstücks wird der vertikale Druck von verschiedenen Rollen 44 aufgenommen, die an den verschiedenen Kurbelwellenzapfen Pan der Kurbelwelle Cangreift die bearbeitet wird. Die Kurbelwelle C, die bearbeitet wird, ist symmetrisch; z.B. hat eine 6-Hub-KurbelwelIe sechs um 120° versetzte Zapfen. Daher wirkt die resultierende horizontale Komponente der Werkzeugreaktionskraft auf die Musterkurbelwelle und das Traggestell längs der resultierenden Kraftlinie χ (F i g. 1), die horizontal mit der Drehachse ζ (F i g. 2) der Musterkurbelwelle 21 und der Drehachse y der Kurbelwelle C, die bearbeitet wird, auf einer Linie liegt.

An der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 sind zwei sich nach hinten erstreckende, mit der Drehachse y der zu bearbeitenden Kurbelwelle und der Drehachse ζ der Musterkurbelwelle 21 auf einer horizontalen Linie liegende Kugelumlaufspindeln 45 (Fig.2) befestigt. Die Kugelumlaufspindeln 45 sind an jeder Seite der Maschine in Lagern (nicht gezeigt) gelagert, die an der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 vorgesehen sind, sowie in Lagern 45a in den Getriebegehäusen 33. Die Kugelumlaufspindeln 45

sind in Kugelmuttern 46 aufgenommen, die an Armen 46a hängen, die an dem Musterkurbelwellengestell M befestigt sind. Die Drehung der Spindeln 45, die axial festliegen, zieht somit das Musterkurbelwellentiraggestell Min Abhängigkeit von der Drehrichtung vor- und rückwärts.

Die Spindeln 45 werden von sich von vorne nach hinten erstreckenden Antriebswellen 47 angetrieben, die sich bis in die Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 erstrecken, um die Spindeln 45 über ein darin angeordnetes Getriebe anzutreiben. An den hinteren Enden sind die Antriebswellen 47 in Untersetzungsgetriebekästen 48 aufgenommen. Die Wellen werden von einem hydraulischen Doppelzylinder 48a (F i g. 3) angetrieben, der Kolbenstangen 49 hat, die sich von gegenüberliegenden Enden aus erstrecken und mit Zahnstangen 50 verbunden sind, die mit Ritzeln 51 in den Getriebekasten 48 kämmen.

An der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 sind konzentrisch zu den Kugelumlaufspindeln 45 Anschlaghülsen 52 (Fig.2) vorgesehen an denen die Muttern 46 anliegen, wenn der Masohinenvorschub endet, um anzuzeigen, daß die Kurbelwellenzapfen auf den gewünschten Enddurchmesser abgedreht sind.

Zum Antrieb der Eingangswelle 53 des Getriebekastens 33 an jeder Seite der Maschine sind Teleskopwellenantriebe 54 vorgesehen, um die Wellen 53 von den Ausgangswellen 55 aus anzutreiben, die an jeder Seite der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung vorgesehen sind. Die Wellenantriebe 54 können kerbverzahnte Antriebskupplungen sein und Wellen 54a aufweisen, die durch Kupplungen 56 mit den Wellen 53 verbunden sind. Die Wellen 54a sind in Hülsen 57 aufgenommen, in denen sie sich teleskopisch verschieben, und werden ζ. B. von Keilnuten 55i> angetrieben, in die Kugeln in einem Käfig 58 eingreifen, der an dem hinteren Ende einer jeden Hülse 57 getragen wird und die Drehbewegung einer jeden Hülse 57 auf seine Welle 54a überträgt.

Die Ausgangswellen 55, die an jeder Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,14 vorgesehen sind, werden über ein Getriebe (nicht gezeigt) angetrieben, das in der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13,-14 vorgesehen ist. Die Wellen 55 sind auch mit den Spannfuttern verbunden, die die zu bearbeitende Kurbelwelle C drehen, und treiben damit auch die Musterkurbelwellen 21 und 22 winkelsynchron an. leder geeignete Elektromotor kann vorgesehen werden, um das Getriebe über eine Eingangswelle 59 in der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung 13, 14 in üblicher Weise anzutreiben.

Im Betrieb, wenn die Teile zunächst in den in F i g. 2 gezeigten Stellungen angeordnet sind, wobei das Musterkurbelwellentraggestell von der Drehachse der zu bearbeitenden Kurbelwelle zurückgezogen ist wird zunächst eine zu bearbeitende Kurbelwelle in der Stellung, in der sie von den Spannfuttern 15 und 16 in üblicher Weise gedreht wird, angeordnet und in den Lünetten befestigt. Die Anordnung der Kurbelwellen derart, daß sie mit den Musterkurbelwellen 20 und 21 fluchtet, erfolgt automatisch in üblicher Weise durch einen Mechanismus (nicht gezeigt) in den Spannfuttern 15 und i6, die die radiale und axiale Fluchtung sicherstellt. Sobald die zu bearbeitende Kurbelwelle in der Lage, in der sie zusammen mit den Spannfuttern 15 und 16 gedreht wird, befestigt ist, wird der Motor, der die Eingangswelle 5? dreht, angelassen, und die zu bearbeitende Kurbelwelle wird über ihre Stirnzapfen in üblicher Weise gedreht. Danach wird dem Doppelkol-

benzylinder 48a ein hydraulisches Strömungsmittel zugeführt, zuerst mit einer schnellen Durchlaufgeschwindigkeit, und danach, wenn sich das Werkzeugsysiem T(Fig. I) den zu bearbeitenden Zapfen nähert, in der gewünschten Weise mit einer niedrigeren Zufuhrge- · schwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Musterkurbelwellentraggestells M in Richtung auf das sich drehende Werkstück wird durch Ventile geändert, die die Drehzahl des Werkstücks berücksichtigen.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Drehachse der n> Musterkurbelwelle 21 und die Drehachse der zu bearbeitenden Kurbelwelle C mit den Achsen der Spindeln 45 exakt in einer Ebene liegen, werden keine Momente durch die Werkzeugreaktionskräfte ausgeübt, da die resultierende Werkzeugreaktionskraft horizontal in einer Ebene ausgeübt wird, in der auch die Achsen der Spindeln 45 liegen. Da die Rollen 44 die vertikalen Werkzeugreaktionskräfte berücksichtigen, treten keine Kippmomente auf, die die Teile zerstören und eine unerwünschte Maschinenerschütterung hervorrufen könnten.

Da auch die Führungen Wund W mit der Achse y und der Drehachse ζ der Musterkurbelwelle 21 annähernd in einer Ebene liegen, werden keine Kräfte ausgeübt, die verursachen könnten, daß die Führung des Musterkurbelwellentraggestells M frißt, wenn dieses hin- und herbewegt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Kurbelwellendrehmaschine, bei der auf einem Grundgestell eine im wesentlichen aus zwei Spindelstöcken bestehende Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung sowie ein Traggestell für zwei Musterkurbelwellen und an deren Kurbelzapfen angelenkte Schwingen mit den Drehwerkzeugen angeordnet sind, wobei Traggestell und Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung in zur Werkzeugachse senkrechter und geradliniger Richtung relativ zueinander mittels wenigstens einer Zugstange verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggestell (M) gegenüber der ortsfesten Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung (13,14) auf dem Grundgesteil (B) verschiebbar geführt ist und daß die Achse der Zugstange (45) und die Drehachse (y) der Kurbelwelle (C) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

2. Maschine flach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (45) eine Gewindespindel ist

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundgestell-Führungen (W, W) für das Traggestell (M) geringfügig unter der Drehachse (y)dzr Kurbelwelle (C) angeordnet sind.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundgestell-Führungen (W, W) aus getrennten vorderen und hinteren Führungsteilen bestehen.

5. Maschine v.ieh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Musterkurbelwellen (21, 22) Teleskopwellenantriebe (54) zwischen den Ausgangswellen (55) der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung (13, 14) und Jem Traggestell (M) angeordnet sind.

6. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugelumlaufspindeln ausgebildeten Gewindespindeln (45) jeweils eine mit dem Traggestell (M) verbundene Kugelmutter (46) tragen, deren Verstellung von Anschlaghülsen (52) an der Werkstück-Spann- und Antriebseinrichtung (13,14) begrenzt wird.