DE2840863C2

DE2840863C2 - Vorrichtung zum Positionieren von unrunden Kolbenringen

Info

Publication number: DE2840863C2
Application number: DE2840863A
Authority: DE
Inventors: Otto 5653 Leichlingen Feller; Wilfried 5000 Köln Schmitz; Alois 5093 Burscheid Skrobek
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: Goetze GmbH
Priority date: 1978-09-20
Filing date: 1978-09-20
Publication date: 1982-08-26
Also published as: GB2032306B; DE2840863A1; GB2032306A; JPS5542798A; US4266329A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von unrunden Kolbenringen, die an einer Stelle ihres Innenumfanges eine von der normalen Unrundkontur abweichende, radial nach innen gerichtete Fläche aufweisen, bestehend aus zwei wesentlich kleinere Durchmesser als die Kolbenringe aufweisende Rollen oder Walzen, die in Drehrichtung der Kolbenringe hintereinander angeordnet sind, und von denen wenigstens eine antreibbar ist, wobei die Kolbenringe auf den Rollen oder Walzen aufliegen.

Für das maschinelle Bearbeiten von Kolbenringrohlingen sind diese mit Zentriervorrichtungen versehen, die das Ausrichten der Kolbenringe in Umfangsrichtung ermöglichen. Nach beispielsweise dem Buch »Kolbenringe« von Carl Englisch, Wien, Springer Verlag 1958, Seite 285, Abb. 266, haben die Kolbenringrohlinge dafür an ihrem Innenumfang eine Zentrierkerbe, die im Bereich der späteren Stoßöffnung des fertiggestellten Kolbenringes liegt und im Laufe des Bearbeitungsprozesses ausgeschnitten wird. Eine Welle von etwa 4 mm Durchmesser läuft mit etwa 120 min.-' um und versetzt die Ringe in Rotation, wobei sie mit ihren Kerben auf der Welle hängenbleiben. Dieses Sortierverfahren benötigt eine relativ lange Zeit, bis alle Rohlinge ausgerichtet sind. Dabei kommt es vor, daß einzelne Ringe an benachbarten, bereits stillstehenden Ringen hängenbleiben und somit ihre Endlage nicht erreichen. Dies bedingt einen zusätzlichen optischen Kontrollaufwand uurch das Bedienungspersonal der Maschine. Außerdem wirkt sich die Kerbe im Ringrohling beim Zerspannungsvorgang nachteilig aus. Insbesondere führt die kurze, abrupte Unterbrechung des Zerspannungsvo-ganges zu Resonanzschwingungen, die sich als Rattermarken am Ring niederschlagen und die Werkzeugstandzeit erheblich reduzieren. Außerdem bleibt durch die Kerbe die Drehzahl und somit die Leistungsgrenze der Maschine begrenzt.

Durch die DE-PS 7 45 686 ist eine Meßanordnung bekannt, die zur gleichzeitigen Durchmesserprüfung mehrerer Stellen einer Welle benutzt wird. In dieser Vorrichtung liegt die Welle in einer starren Reiterauflage und wird von einem Meßfühler, welcher in der Winkelhalbierenden der Reiterauflage angeordnet ist, an verschiedenen Stellen auf Durchmesserabweichungen abgetastet. Zu diesem Zweck wird die Welle in Umfangsrichtung von Hand in der Auflage gedreht. Weiterhin ist durch den VDI-Beiicht Nr. 230 aus dem Jahre 1975, Seite 70, Abb. 16, eine Meßvorrichtung zum Prüfen des Außendurchmessers, der Konizität, der Geradlinigkeit der Mantellinie und der Unrundheit von Kolbenbolzen bekannt, bei der die Kolbenbolzen automatisch zugeführt und dann mit einer Andruckvorrichtung gegen zwei gleichsinnig rotierende Rollen gedrückt werden. Während mehrerer Umdrehungen der Kolbenbolzen werden die einzelnen Messungen vorgenommen, anschließend werden die Kolbenbolzen ausgestoßen.

Die vorab beschriebenen Vorrichtungen dienen ausschließlich zum Messen und können in der vorliegenden Form nicht zum Positionieren von unrunden Werkstücken herangezogen werden.

Des weiteren ist durch die DE-OS 28 00 813 ein Kolbenringrohling bekannt, der mit einer Zentriereinrichtung, in Form einer radialen Materialverdickung, versehen ist. Sollen mehrere Kolbenrohlinge der gleichen Art ausgerichtet werden, können sie auf zwei rotierende Walzen aufgebracht und durch eine am Außenumfang als Anschlag für die Materialverdickung dienende Einrichtung gestoppt werden. Auf diese Weise sollen dann im Endzustand alle Kolbenringrohlinge in ausgerichteter Lage an der rotierenden Walze hängen und paketweise entnommen werden können. Nachteilig

ist hier zu sehen, daß zum einen, bedingt durch die Zentriereinrichtung, komplizierte Formen für das Gießen der Rohlinge erforderlich sind und zum anderen die Zentriereinrichtung den nachfolgenden Zerspannungsvorgang erheblich beeinträchtigt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist, derart zu verbessern, daß unrunde Kolbenringe ohne Zentriereinrichtungen, wie Erhebungen, Kerben oder dergleichen, die den späteren spanenden Bearbeitungsvorgang nachteilig beeinflussen, derart -jueinander ausgerichtet werden können, daß sie anschließend die gleiche Lage im Paket zueinander einnehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Bremsschuh zwischen den beiden Rollen oder Walzen angeordnet ist, dessen den Kolbenringen zugewandte Stirnfläche eine definierte Höhe im Verhältnis zu den Rollen- oder Walzenumfangsflächen hat, so daß die Kolbenringe im Bereich der von der normalen Unrundkontur abweichenden Fläche abbrems- und positionierbar sind.

Durch diese Vorrichtung wird es möglich, unrunde Kolbenringe ohne Kerben am Innenumfang an einer Stelle ihres Umfanges, vorzugsweise an ihrer Stoßstelle, zu positionieren. Die Stoßstelle wird deshalb bevorzugt, weil gerade in diesem Bereich des unrunden Kolbenringes sein Radius gegen Unendlich geht, d. h. daß in diesem Bereich eine Gerade vorliegt, die als Bezugspunkt hervorragend geeignet ist. Dadurch, daß nun auf die Kerbe verzichtet werden kann, ergibt sich eine Erhöhung der Schnittgeschwindigkeit bei der spanabhebenden Bearbeitung und eine Verbesserung der Kolbenringqualität.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß ist der Achsabstand der Rollen oder Walzen verstellbar. Damit ist der Vorteil verbunden, daß nicht nur Ringe mit bestimmten Durchmessern positioniert werden können, sondern daß ein breites Spektrum mit einer einzigen Vorrichtung abgedeckt werden kann. Vorzugsweise werden die Rollen oder Walzen durch bekannte Servo- oder Schrittmotoren angetrieben.

Das Prinzip der Vorrichtung basiert auf dem mathematischen Grundsatz, daß eine Kurve durch drei Punkte hinreichend bestimmt ist. Die beiden Rollen oder Walzen bilden die ersten beiden Auflagepunkte und der Bremsschuh den dritten. Die Vorrichtung ist so konzipiert, daß die Ringe über den größten Teil ihres Umfanges frei über die Rollen oder Walzen laufen und nur im Bereich ihres Stoßes durch den feststehenden Bremsschuh abgebremst und positioniert werden. Beim Absetzen der Ringe auf dem Bremsschuh entsteht ein Spalt zwischen der Rollen- oder Walzenoberfläche und der korrespondierenden Innenumfangsfläche der Ringe, so daß die Rollen oder Walzen frei rotieren, sobald sich der Ring auf dem Bremsschuh abgesetzt hat.

Vorzugsweise besteht der Bremsschuh aus einem zylindrischen Stift oder aus einer Leiste. Die zweite Version kommt dann zum Tragen, wenn eine Vielzahl unrunder Kolbenringe gleichzeitig positioniert werden soll. An der Stirnfläche, die dem Werkstück zugewandt ist, weist der Ring zwei Auflagestellen auf, ao daß der Gefahr des Weiterrutschens, wie sie bei einer Auflagestelle gegeben ist, entgegengewirkt wird. Diese Auflagestellen können je nach Ringdurchmesser scharfkantig oder abgerundet sein.

Erfindungsgemäß ist der Bremsschuh im Verhältnis zu den Rollen- oder Walzenumfangsflächen höhenverstellbar, so daß beim Verstellen des Achsabstandes der Rollen oder Walzen sich der Bremsschuh ebenfalls in seiner Höhe verstellt

Weiterhin besteht die Möglichkeit den Bremsschuh aus zwei einzelnen Bremsbacken herzustellen, die achsparallel zu den Rollen- oder Walzenachsen angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Mittenabstand der Bremsbacken verstellbar. Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß besteht der Bremsschuh aus

ίο zwei Bremsbacken, die in ihrer dem Werkstock abgewandten Seite in einem Scharnier gelagert und zueinander unter dem Winkel « angeordnet sind, der ebenfalls verstellbar ist

Der Bremsschuh kann ebenfalls Teil eines elektrisehen Schaltsystemes zum Ein- und Aussschalten der Servo- oder Schrittmotoren sein, wobei der Bremsschuh die Rollen oder Walzen beim Aufsetzen der Werkstücke über den Motor stillsetzt

Die Erfindung ist naturgemäß nicht nur in dieser Form anwendbar, sondern es besteht die Möglichkeit, den mechanischen Bremsschuh stillzusetzen und eine fotoelektrische Steuerung zu verwenden, die an einer bestimmten Stelle des Werkstückes die Rollen oder Walzen über den Motor stillsetzt

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 Prinzipskizze eines zu positionierenden Kolbenringes,

Fig.2 Prinzipskizze eines positionierten Kolbenringes,

Fig. 3a—c Ausführungsbeispiele des Bremsschuhes.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die Prinzipskizze einer

Vorrichtung 1, auf der Kolbenringe 2 so positioniert werden können, daß sie beim Paketieren alle die gleiche Lage zueinander aufweisen. Die Vorrichtung 1 besieht im wesentlichen aus zwei Rollen 3, 4, die jeweils durch einen Servomotor 5, 6 anireibbar sind. Die beiden Rollen 3, 4 sind je nach Durchmesser des zu positionierenden Kolbenringes 2 verstellbar, und zwar in der Art, daß sich ihre Mittenabstände vergrößern oder verkleinern. Zwischen den beiden Rollen 3,4 ist ein als zylindrischer Stift ausgebildeter Bremsschuh 7 angeordnet, der im Verhältnis zu den Rollenumfangsflächen 27, 28 höhenverstellbar ist Für einen bestimmten Ringdurchmesser haben die beiden Rollen 3, 4 einen genau definierten Achsabstand, und der Stift 7 weist eine genau definierte Höhe zwischen den beiden Rollen 3,4 auf. Der Stift 7 ist an seiner Berührungsfläche 8 mit der Innenumfangsfläche 9 des Kolbenringes 2 konkav ausgebildet, so daß zwei scharfkantige Auflagestellen 29, 30 entstehen. Der Kolbenring 2 liegt mit seinem Eigengewicht auf den Rollen 3, 4 auf, die sich, durch Servomotoren 5, 6 angetrieben, gleichsinnig drehen.

Der Kolbenring 2 läuft so lange auf den Rollen 3,4, bis er im Bereich der von der normalen Unrundkontur abweichenden Fläche 10 der Stoßstelle, durch den Bremsschuh 7 abgebremst wird und sich auf den Auflagestellen 29, 30 absetzt (F i g. 2). Die Rollen 3, 4 rotieren frei weiter, ohne die Innenumfangsfläche 9 des Kolbenringes 2 zu berühren.

In den Fig. 3a—c sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele des Bremsschuhes dargestellt. F i g. 3a zeigt einen zylindrischen Stift 11, der an seinem einen Ende 12 konkav 13 ausgebildet ist, wobei die Auflagestellen 31, 32 abgerundet sind. Dieser Stift 11 ist in seiner Achsrichtung höhenverstellbar 14, 15. Fig.3b zeigt einen Bremsschuh, der aus zwei Bremsbacken 16, 17

besteht, die an ihrem einen Ende 18,19 halbkugelförmig 20, 21 ausgebildet sind. Diese beiden Bremsbacken 16, 17 sind je nach Durchmesser des zu positionierenden Ringes einstellbar, d. h. ihr Absland zueinander kann verkleinert oder vergrößert werden, !n Fig.3c ist ein Bremsschuh abgebildet, der ebenfalls aus zwei Bremsbacken 22, 23 besteht, die einen bestimmten Winkel α zueinander bilden und an ihrem einen Ende 24, 25 in einem Scharnier 26 gelagert sind. Durch das Scharnier 26 wird gewährleistet, daß der Winkel α je nach Durchmesser des zu positionierenden Ringes verstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Positionieren von unrunden Kolbenringen, die an einer Stelle ihres Innenumfanges eine von der normalen Unrundkontur abweichende, radial nach innen gerichtete Fläche aufweisen, bestehend aus zwei wesentlich kleinere Durchmesser als die Kolbenringe aufweisende Rollen oder Walzen, die in Drehrichtung der Kolbenringe hintereinander angeordnet sind, und von denen wenigstens eine antreibbar ist, wobei die Kolbenringe auf den Rollen oder Walzen aufliegen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bremsschuh (7) zwischen den beiden Rollen oder Walzen (3, 4) angeordnet ist, dessen den Kolbenringen (2) zugewandte Stirnfläche eine definierte Höhe im Verhältnis zu den Rollen — oder Wal?enumfangsflächen (27, 28) hat, so daß die Kolbenringe (2) im Bereich der von der normalen Unrundkontur abweichenden Fläche (10) abbrems- und positionierbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand der Rollen oder Walzen (3,4) verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen oder Walzen (3, 4) durch einen Servo- oder Schrittmotor (5, 6) antreibhar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) ein zylindrischer Stift ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) aus einer Leiste besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) an seiner den Kolbenringen (2) zugewandten Stirnfläche zwei Auflagestellen (29,30) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) im Verhältnis zu den Rollen- oder Walzenumfangsflächen (27,28) höhenverstellbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) aus zwei achsparallel zu den Rollen- oder Walzenachsen angeordneten Bremsbacken (16,17) besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand der beiden Bremsbacken (16,17) verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) aus zwei Bremsbacken (22, 23) besteht, die zueinander unter einem Winkel λ angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel λ verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsschuh (7) Teil eines elektrischen Schaltsystemes zum Ein- und Ausschalten der Servo- oder Schrittmotoren ist