DE2947726C2

DE2947726C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten einer Kurbelwelle

Info

Publication number: DE2947726C2
Application number: DE19792947726
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Saitama Akiba; Tokio Tokorozawa Saitama Kikuchi; Takeshi Tokorozawa Saitama Sasaki; Fumiyuki Kawagoe Saitama Sasawawa; Yoshio Takahashi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1978-12-11
Filing date: 1979-11-27
Publication date: 1986-03-20
Also published as: GB2037941B; DE2947726A1; FR2444200A1; FR2444200B1; GB2037941A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Verfahren dieser Art ist in der FR-PS 5 34 405 beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Gegengewicht auf einen kreisförmigen Kurbelarm aufgesetzt und mittels Befestigungsstiften befestigt. Die Verfahrensschritte, die zur Abstimmung des Gegengewichtes an die vorhandenen Unwucht dienen, sind nicht offenbart. Das Gegengewicht ist zweiteilig und besteht aus einem auf dem Kurbelarm in vorbeschriebener Weise befestigten Träger, in dem ein Wuchtelement in einer Tasche aufgenommen und durch einen Deckel gesichert ist. Offenbar werden zwecks Abstimmung des Wuchtelements zum Ausgleich der vorhandenen Unwucht Wuchtelemente unterschiedlichen Gewichtes in den Träger eingesetzt.

Dieses bekannte Verfahren ist nicht nur umständlich sowie zeitraubend und deshalb teuer, sondern es sind auch Wuchtelemente unterschiedlichen Gewichtes bereitzuhalten, wodurch das Verfahren kompliziert wird, weil ein Wuchtelement mit einem jeweils richtigen Gewicht auszuwählen ist. Dabei ergibt sich eine wertere Schwierigkeit, die darin besteht, daß die Gewichte der Wuchtelejnente in Stufen vorliegen und deshalb eine exakte Auswahl nur in Ausnahmefällen möglich ist,

ίο nämlich in solchen Fällen, in denen das erforderliche Gewicht mit dem Gewicht einer Stufung übereinstimmt In DE-GM 74 17 316 ist ein Verfahren zum Auswuchten einer Kardanwelle beschrieben, bei dem ein bereitgestelltes Wuchtelement mittels einer Elektrodenschweißanordnung an die Kardanwelle angeschweißt wird. Damit das Wuchtelement in. einer definierten Lage gegenüber der Kardanwelle und der betreffenden Elektrode gehalten werden kann, weist das Wucbtelement auf seiner der Elektxode zugewandten Kontaktfläche einen Nocken auf, mit dem es in eine entsprechende Ausnehmung der Elektrode einfaßt. Außerdem weist das Wuchtelement auf seiner der Kardanwelle zugewandten Anlagefläche zwei Buckel auf, so daß eine Bukkelschweißung erfolgt Das Wuchtelement kann in einer der Größe der Unwucht entsprechenden Länge von einer Rolle abgezogen und mittels einer automatischen Ablängeinrichtung ^geschnitten werden. Dieses Verfahren ist ebenfalls aufwendig und kompliziert weil es eines besonderen Ablängvorgangs bedarf, dessen Durchführung kompliziert ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs beschriebenes Verfahren bei Gewährleistung einer sicheren Befestigung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß es keiner vorherigen Herstellung, insbesondere Zuschneidung der Wuchtelemente bedarf. Diese werden nämlich in Form von Schweißdraht zugeführt, dessen Menge bzw. Gewicht durch eine Steuerung entsprechend der Unwucht der Kurbelwelle bemessen wird. Hierdurch wird das Verfahren nicht nur deshalb vereinfacht weil die vorherige komplette Fertigstellung der Wuchtelemente entfällt, sondern weil auch das Gewicht des Wuchtelements genau entsprechend dem Unwuchtwert der Kurbelwelle bestimmt werden kann.

Die erfindungsgemäße Weiterbildung ermöglicht bei Gewährleistung hoiier Präzision nicht nur ein einfacheres, sondern auch ein schnelleres Auswuchten, was einer preiswerten Herstellung der Kurbelwelle zugute kommt Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Weiterbildung aufgrund der durch sie erreichbaren Vereinfachung eine leichte automatische Durchführung des Verfahrens, wodurch die Herstellung weiter erleichtert und deren Kosten gesenkt werden können.

Das Verfahrensmerkmal nach Anspruch 2 ist deshalb von Vorteil, weil im Bereich der angegebenen Seitenflächen ein freier Raum zur Verfügung steht, in dem der sich nach der Unwucht der Kurbelwelle bemessende Schweißauftrag eine beträchtliche Höhe einnehmen kann, ohne daß er vom Rotationsraum der Kurbelwelle radial vorsteht. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Höhe des Schweißauftrags beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht vorbestimmt ist und deshalb ein solcher Schweißauftrag an einer quer zur Mittenlinie des Gegengewichtteils verlaufenden Fläche der Kurbelwelle zu Komplikationen während des Betriebs der Kurbel-

weile führen könnte. Dabei ist das im Anspruch 3 enthaltene Verfahrensmerkmal deshalb vorteilhaft, weil die Wuchtelemente sich an Stellen befinden, an denen vorbeschriebene Komplikationen vermieden sind und an denen ihre Wirksamkeit hinsichtlich des Unwuchtausgleichs zu einem großen Teil erhalten bleibt

Der Verfahrensschritt gemäß Anspruch 5 führt deshalb zu einer erheblichen weiteren Vereinfachung, weil bei der Zuführung des Schweißdrahtes lediglich die Einhaltung der durch die Unwucht der Kurbelwelle bestimmten Menge bzw. des Gewichtes des Schweißdrahtes berücksichtigt zu werden braucht and nicht die Kontur der Seitenfläche, an der die Auftragsschweißung angebracht wird. In dem FaH, in dem diese Seitenfläche nicht eben wäre, müßte die Kontur der Seitenfläche nämlich ebenfalls bei der Zuführung berücksichtigt, werden.

Wenn die Wuchtelemente gemäß den Ansprüchen 5 und 6 im Bereich von rillen- oder schlitzförmigen Ausnehmungen bzw. an vorragenden Abschnitten aufgebracht werden, steht im Bereich der Schweißstelle eine vergrößerte Oberfläche zur Verfügung. Dies M bei einer Auftragsschweißung von Bedeutung, weil der Schweißstelle eine beträchtliche Wärmemenge übertragen wird, die durch die vergrößerte Oberfläche besser abgeführt werden kann.

Der Anspruch 7 bezieht sich auf eine Vorrichtung, die verhältnismäßig einfach und preiswert ist, und mit der die Wuchtelemente in Form eines Schweißauftrags in genauer Bemessung und in sicherer Befestigung aufgetragen werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 in Seitenansicht eine Kurbelwelle mit einem Erfindungsmerkmal;

F i g. 2 in Vorderansicht die Kurbelwelle in F i g. 1;

F i g. 3 ein Diagramm eines Beispiels eines Steuersystems für das Verfahren;

Fig.4 in Seitenansicht eine Kurbelwelle mit einem anderen Erfin-Iungsmerkmal;

F i g. 5 in Seitenansicht eine Kurbelwelle mit noch einem anderen Merkmal;

F i g. 6 in Vorderansicht die Kurbelwelle der F i g. 5;

F i g. 7 und 8 Vorderansichten modifizierter Beispiele der Kurbelwelle.

Die Zeichnung zeigt eine Kurbelwelle 1 für eine Brennkraftmaschine; das Auswuchten der Kurbelwelle 1 erfolgt durch einen Aufbau, bei dem ein Kurbelzapfenteil 3 und zwei Gegengewichtteile 4, 4 abwechselnd auf einer Seite und auf dei anderen Seite von zentralen Lagerteilen 2 angeordnet sind. Zum Ausgleichen einer Unwucht def Kurbelwelle 1 werden auf die rechten und linken Seitenflächen des Umfangs jedes Gegengewichtteils 4 ein Paar Wuchtelemente 5, 5 durch Auftragsschweißung aufgebracht Ein gesamter Betrag der Wuchtelemente 5 entspricht einem Unwuchtwert der Kurbelwelle 1. Die resultierende Kurbelwelle ist in einem Zustand, wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt.

Mehr im einzelnen wird, wie in Fig.3 gezeigt, beispielsweise die zu bearbeitende Kurbelwelle 1 im voraus bezüglich eines Unwuchtwertes durch ein Unwuchtmeßgerät 6 gemessen, und ein Ausgangssignal von diesem wird einem Zähler 9 über einen Rechner 7 und einen A/D-Wandler 8 zugeführt, während ein Zuführungsbetrag eines Schweißkerndrahtes 10 durch einen Kodierer 11 ermittelt wird und ein Ausgangssignal des Kodierers 11 dem Zähler 9 zugeführt wird, wobei das resultierende Ausgangssignal des Zählers 9 eine Schweißstromquelle 12 und ferner einen elektrischen Motor 14 zum Antreiben einer Zuführangswalze 13 zum Zuführen des Schweißkerndrahtes 10 steuert

Auf diese Weise kann der Schweißkerndraht 10 so gesteuert werden, daß er um eine Zuführungsmenge zugeführt wird, die dem Unwuchtwert entspricht, und das Wuchtelement 5 mit dieser Zuführungsmenge kann an der Vorderseite des Drahtes erhalten werden. In diesem Fall ist die Schweißung eine Mig-Schweißung oder

ίο eine Tig-Schweißung und wird in spritzfreiem Zustand ausgeführt

Erfindungsgemäß können also die Wuchtelemente durch Schweißung aufgebracht werden, nachdem die Kurbelwelle einer Wärmebehandlung unterworfen worden ist und ihre Biegung wird dann korrigiert und können die Nachteile z. B. des herkömmlichen Bohrverfahrens beseitigt werden. Außerdem sind die durch Schweißen aufgebrachten Wuchtelemente fest in der Haftung und das vorherige Bilden von Rillen wird nicht benötigt und daher können auch d·« vorgenannten Nachteile bei dem herkömmlichen AuKotverfahrens beseitigt werden, und insgesamt kann ein sehr genauer Ausgleich leicht und einfach erhalten werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sind die Wuchtelemente 5, 5 auf der einen Seite und auf der anderen Seite so angeordnet, daß sie Winkelstellungen von etwa 45° mit der Mittenlinie X-X jedes Gegengewichtteils 4 bilden. Und zwar wird die Position jedes Wuchtelements 5 so vorbestimmt da3, wie deutlich in F i g. 4 gezeigt ein Winkel zwischen einer Linie Y-O, der die Lage des Wuchtelements 5 und das Zentrum der Kurbelwelle 1 verbindet und die vorgenannte Mittenlinie X-X 45° bilden können, und im praktischen Betrieb kann dieser Winkel bis zu etwa ± 15° Abweichung gelten.

In dem dargestellten Beispiel sind die gegenüberliegenden rechten und linken Seitenflächen des Gegengewichtteils 4 als gerade Ebenen ausgebildet die im. wesentlichen parallel zur Mittenlinie X-X liegen, und jedes Wuchtelement 5 kann auf je einer geraden Ebene sitzen. Auf diese Weise kann jede gerade Ebene in eine horizontale Stellung gebracht werden, so daß die Schweißarbeit mit einem Schweißgerät leicht und genau ausgeführt werden kann.

Jedes Wuchtelement 5 kann als langes Wuchtelement ausgebildet sein, das sich entlang der Ebene erstreckt, oder als Berg ausgebildet sein, der sich quer über die Ebene nahezu unter rechtem Winkel erstreckt In dem Fall der langen Form ist es vorteilhaft, ohne Rücksicht auf ihre Menge, den Schwerpunkt nicht zu verschieben, und im Fall der Beigform ist es vorteilhaft daß ein Verschieben des Schweißgeräts nicht erforderlich ist.

Allgemein erscheint ein Unwuchtwert der Kurbelweile in beliebiger Richtung und mit beliebiger Größe.

Die vorgenannten Winkelstellungen von etwa 45° können am wirksamsten eine gerichtete Unwucht bewältigen.

Erfindungsgemäß können also die obengenannten Winkelstellungen jede gerichtete Unwucht sehr effektiv bewältigen, «o daß ein Ausgleich einer Unwucht der Kurbelwelle mit hoher Effizienz vorgenommen werden kann.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung werden beispielsweise, wie in den F i g. 5 bis 8 gezeigt, die Umfangsflächen im vora.u so ausgebildet, daß sie ausgesparte oder vorragende Abschnitte 15 an der Innenseite der Wuchtelemente aufweisen, die durch das anschließende Schweißen zu bilden sind. Und zwar hat die Aus-

sparung eine Schlitzform, wie in den F i g. 5 und 6 gezeigt, oder eine Rillenform, wie in F i g. 7 gezeigt, oder der vorragende Abschnitt hat eine Gratform, wie in F i g. 8 gezeigt.

Auf diese Weise kann die thermische Beanspruchung 5 während der Auftragsschweißung bei den ausgesparten oder vorragenden Abschnitten so unterbrochen werden, daß die Beanspruchung sich nicht auf das zentrale Lagerteil 2 auswirkt, und daher findet keine Biegung der Kurbelwelle statt und kann ein sehr genauer Ausgleich 10 einer Unwucht erzielt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auswuchten einer Kurbelwelle mit einem Gegengewichtteil, bei dem Unwuchtausgleich durch zusätzliches Anbringen von Wuchtelementen am Gegengewichtteil entsprechend dem Unwuchtwert der Kurbelwelle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtelemente (5) durch abhängig vom Wert der auszugleichenden Unwucht gesteuertes Auftragsschweißen auf außenliegende Flächen am Gegengewichtteil (4) hergestellt und aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtelemente (5) auf einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Gegengewichtteils (4) aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Wuchtelemente (5) an Stellen aufgebracht werden, die mit der Mittenlinie (X-X) dei Gegengewichtteils (4) Winkel von etwa 45° bilden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtelemente (5) auf zur Mittenlinie (X-X) des Gegengewichtteils (4) parallelen Seitenflächen aufgebracht werden.

5. Verfahren nach einem dtr Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtelemente (5) an Flächen von in den außenliegenden Flächen am Gegengewichtteil (4) eingearbeiteten rillen- oder schlitzförmigen Ausnehmungen (15, F i g. 6 und 7) aufgebracht werden.

6. Verfahren nach einem (&r Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtelemente (5) an Flächen von den außenlieger. jen Flächen am Gegengewichtteil (4) vorragenden Abschnitten (15, F i g. 8) aufgebracht werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Unwuchtmeßgerät, gekennzeichnet durch eine Zuführungsvorrichtung für einen Schweißdraht (10) und einen Zähler (9), der das Xusgangssignal des Unwuchtmeßgerätes (6) über einen Rechner (7) und einen A/D-Wandler (8) sowie das Ausgangssignal eines Zuführungs-Meßwerte ermittelnden Kodierers (11) empfängt, und einen Antriebsmotor (14) für die Zuführungsvorrichtung sowie eine Schweißstromquelle (12) steuert.