DE3121609C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schleifmaschine für Hublager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Schleifvorgängen ist das Biegeverhalten der exzentrisch an beiden Enden aufgenommenen Kurbelwelle problematisch, wenn diese eine bestimmte Länge und/oder ein bestimmtes Gewicht überschrei­ tet. Die sich dabei aufgrund ihres Eigengewichts ergebende Durchbiegung der Kurbelwelle hat eine elastische Verformung im Bereich der zu schleifenden Hublagerzapfen zur Folge, welche die Einhaltung der üblicherweise geforderten Rundheits- und Breiten­ toleranzen nicht gestattet. Zur Verringerung der Meßabweichungen infolge Durchbiegung kann man den zu schleifenden Hublagerzapfen mit einer Lünette unterstützen. Dies führt zwar im Mittelbereich der Kurbelwelle zu akzeptablen Arbeitsergebnissen, beim Schleifen der Hublagerzapfen an den beiden Kurbelwellenenden aber zu Über­ schreitungen der zulässigen Toleranzen. Mit einer Lünetten-Unter­ stützung an den außen liegenden Hublagerzapfen kann aufgrund der ungünstigen Hebelverhältnisse eine Durchbiegung der Kurbelwelle nur unzureichend verhindert werden. Man hat auch schon versucht, beim Schleifen der außen liegenden Hublagerzapfen zusätzlich zu der Lünette, welche an dem zu schleifenden Hublagerzapfen an­ setzt, in der Mitte der Kurbelwelle eine rundlaufende Scheibe mit entsprechend der Hubhöhe exzentrischer Bohrung auf einem mitt­ leren Lagersitz der Kurbelwelle so ausgerichtet festzuklemmen, daß der Außendurchmesser dieser Scheibe schlagfrei läuft und eventuell federnd so weit abgestützt wird, daß einer Durchbiegung der Kurbelwelle entgegengewirkt wird. Eine solche Abstützung ist jedoch für moderne, zum Teil automatisch arbeitende Kurbel­ wellen-Hublager-Schleifmaschinen nicht einsetzbar, weil die Scheibe beim Schleifen eines benachbarten Hublagerzapfens gelöst, neu ausgerichtet und eventuell ganz entfernt werden muß.

Aus der DE-AS 10 79 496 ist eine Schleifmaschine für Hublager der gattungsgemäßen Art bekannt. Bei dieser Schleifvorrichtung soll ebenfalls eine Gewichtsentlastung der Kurbelwelle ohne an der Kurbelwelle zu befestigenden Teile ermöglicht werden. Dies gelingt jedoch nur in ungenügender Weise, weil der Aufhängepunkt nur waagrecht zwangsgeführt ist, während die Bewegung in der senk­ rechten über Druckausgleich in Zylindern erfolgen soll. Ein solcher Druckausgleich ist jedoch massekraftmäßig und reibungs­ mäßig in seiner Drehzahl begrenzt, d. h. die Schwankungen in der senkrechten Abstützung sind drehzahlabhängig.

Hiervon ausgehend ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile zu beseitigen und insbesondere eine Schleif­ maschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß eine drehzahlunabhängige Gewichtsent­ lastung der Kurbelwelle möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch wird der senkrecht über dem abgestützten Lagersitz laufende Aufhängepunkt zwangsläufig rundum drehzahlunabhängig synchron geführt. Einflüsse wie Reibung und Massenträgheit und damit eine Drehzahlabhängigkeit der Gewichtsentlastung entfallen damit. Die erfindungsgemäße Entlastungseinrichtung ist ferner einfach im Aufbau und läßt auch einen automatischen Betrieb der Kurbel­ wellen-Hublager-Schleifmaschine zu. Dabei kann die Entlastungs­ einrichtung jeweils an der gewünschten Stelle der Kurbelwelle zum Auffangen des Eigengewichts der Kurbelwelle angreifen, wenn die Entlastungseinrichtung axial relativ zu der Kurbelwelle ver­ schiebbar ist. Der Entlastungsbügel kann auf einfache Weise seitlich unter dem aufzunehmenden Lagersitz geschwenkt werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Aufhängepunkt zweckmäßigerweise an einem Gelenkarm vorgesehen sein, welcher mit einem Gelenk an einem Tragarm gelagert ist. Damit gewährt der Entlastungsbügel jeweils in die richtige Lage in bezug auf den aufzunehmenden Lagersitz zugestellt.

Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dient zum Antrieb des Aufhängepunktes, insbesondere des wenigstens einen, den Tragarm führenden Exzenters, ein mit der Kurbelwelle synchron gesteuerter Motor, z. B. Gleichstromservomotor.

Wenn bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der Gelenkarm mittels einer hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kol­ ben-Zylinder-Anordnung über das Gelenk nach oben schwenkbar an dem Tragarm gelagert ist, läßt sich auf einfache Weise eine Anpassung an das abzustützende Eigengewicht der Kurbelwelle erreichen.

Wenn gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Entlastungsbügel mittels einer hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Anordnung über den als Gelenk ausgebildeten Aufhängepunkt nach der Seite schwenkbar an dem Gelenkarm gelagert ist, läßt sich der Entlastungsbügel auf ein­ fache Weise aus dem Bereich der Kurbelwelle seitlich ausschwenken und die gesamte Entlastungseinrichtung axial relativ zu der Kurbelwelle in eine andere Position verschieben.

Es ist ferner zweckmäßig, daß der Entlastungsbügel Rollen zum Abfangen des Kurbenwellengewichtes an dem abzustützenden Lager­ sitz aufweist, um eine störungsfreie Funktion der Entlastungs­ einrichtung zu gewährleisten.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine die Erfindung aufweisende Schleifmaschine, und

Fig. 2 einen Querschnitt der Schleifmaschine nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Kurbelwelle 1 an ihren beiden Enden in Werk­ stückköpfen 2 und 3 aufgenommen dargestellt. Ein Schleifspindel­ stock 4 ist in Richtung (des dargestellten Pfeils) zur Werk­ stückachse verschiebbar und schleift mit seiner Schleifscheibe 5 einen Hublagerzapfen 6 der umlaufenden Kurbelwelle 1. Der Hub­ lagerzapfen 6 wird gegen den auftretenden Schleifdruck mit einem zu dem zu schleifenden Hublagerzapfen 6 hin einfahrbaren Lünett­ backen 7 abgestützt. Ein zweiter (nicht dargestellter) Lünett­ backen stützt den Hublagerzapfen 6 beim Schleifen von unten ab. Um eine Durchbiegung der Kurbelwelle 1 und damit Schrägstellung des zu schleifenden Hublagerzapfens 6 durch das Eigengewicht der Kurbelwelle 1 zu verhindern, steht eine Entlastungseinrichtung 8 mit einem Entlastungsbügel 10 an dem exzentrisch umlaufenden, mittleren Lagersitz 12 der Kurbelwelle 1 im Eingriff. Der Ent­ lastungsbügel 10 kann in der Entlastungseinrichtung 8 parallel zur Achse der Kurbelwelle 1 in die Position 10′ verfahren werden, um die Kurbelwelle 1 auch beim Schleifen eines Hublagers 6′ in dem mittleren Lagersitz 12 mit dem Entlastungsbügel 10 gewichts­ entlasten zu können. Eine zweite spiegelbildlich angeordnete Entlastungseinrichtung 9 kann symmetrisch zur Schleifscheibe 5 vorhanden sein, um beim Hublagerschleifen des anderen Kurbel­ wellenendes die Kurbelwelle 1 am mittleren Lagersitz 12 ebenfalls entlasten zu können.

Anhand von Fig. 2 ist die Arbeitsweise und der konstruktive Aufbau der erfindungsgemäßen Entlastungseinrichtung 8 näher dargestellt. An einem im wesentlichen horizontal gehaltenen Tragarm 13 ist mit einem Gelenk 14 ein Gelenkarm 15 gelagert, an dem mit einem als Gelenk ausgebildeten Aufhängepunkt 16 der Entlastungsbügel 10 aufgehängt ist. Der Entlastungsbügel 10 fängt über Rollen 7 das Gewicht der Kurbelwelle 1 am mittleren Lager­ sitz 12 ab. Weil der abgestützte mittlere Lagersitz 12 exzen­ trisch um die Drehmitte des Hublagerzapfens 6 umläuft, folgt der Tragarm 13 mit dem Gelenkarm 15 und dem Entlastungsbügel 10 der exzentrisch umlaufenden Lage des mittleren Lagersitzes 12 der Kurbelwelle 1, um die Entlastungswirkung in jeder Drehlage der Kurbelwelle 1 beim Schleifen des Hublagerzapfens 6 zu gewähr­ leisten. Zu diesem Zweck ist der Tragarm 13 mit zwei mit gleicher Exzentrizität wie der mittlere Lagersitz 12 der Kurbelwelle 1 umlaufenden Exzentern 18 und 19 gelagert und geführt. Die Ex­ zenter 18, 19 werden auf synchron laufenden Planscheiben 20 und 21 getragen. Die Planscheiben 20, 21 werden von einem Servo­ motor 22 über Ketten 23 und 24 angetrieben. Der Antrieb der Planschei­ ben 20, 21 erfolgt elektronisch synchronisiert zur Drehung der Kurbelwelle 1 in den Werkstückköpfen 2 und 3. Mit Hilfe einer hydraulisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Anordnung 25 kann vermittels deren Druckbeaufschlagung über den Gelenkarm 15 die Entlastungskraft dem Gewicht der Kurbelwelle 1 angepaßt werden. Des weiteren dient eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Kolben-Zylinder-Anordnung 26, gegebenenfalls zusammen mit der Kolben-Zylinder-Anordnung 25, zum Ausschwenken des Entlastungs­ bügels 10 in eine (strichpunktiert dargestellte) Position, in welcher die Entlastungseinrichtung 8 parallel zur Achse der Kurbelwelle 1 seitlich verschoben werden kann.

• Bezugszeichenliste  1 Kurbelwelle
   2 Werkstückkopf
   3 Werkstückkopf
   4 Schleifspindelstock
   5 Schleifscheibe
   6, 6′ Hublagerzapfen,
   7 Lünettbacken
   8 Entlastungseinrichtung
   9 Entlastungseinrichtung
  10 Entlastungsbügel
  12 Lagersitz
  13 Tragarm
  14 Gelenk
  15 Gelenkarm
  16 Aufhängepunkt (Gelenk)
  17 Rollen
  18 Exzenter
  19 Exzenter
  20 Planscheibe
  21 Planscheibe
  22 Motor
  23 Kette
  24 Kette
  25 Kolben-Zylinder-Anordnung
  26 Kolben-Zylinder-Anordnung

Claims (6)

1. Schleifmaschine für Hublager von schweren Kurbelwellen (1), bei welcher die Kurbelwelle (1) beidseitig in drehbaren Aufnahmen exzentrisch aufnehmbar ist und der zu schleifende Hublagerzapfen (6) in der Drehmitte der Aufnahmen liegt und mit einem Schleifspindelstock (4) einer Rundschleifeinrichtung schleifbar ist, mit wenigstens einer Entlastungseinrichtung (8) für die Kurbelwelle (1), mit welcher ein exzentrisch umlaufender Lagersitz (12) mit einer gleichbleibend senkrecht gerichteten, dem Eigengewicht der Kurbelwelle (1) entgegenge­ richteten Kraft beaufschlagbar ist, wobei die wenigstens eine Entlastungseinrichtung (8) wenigstens einen Entlastungsbügel (10) für die Aufnahme des abzustützenden Lagersitzes (12) aufweist, dessen als Gelenk ausgebildeter Aufhängepunkt (16) im wesentlichen senkrecht über dem Lagersitz (12) mit gleicher Exzentrizität wie der Lagersitz (12) umläuft, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Entlastungsbügel (10) über den als Gelenk ausgebildeten Aufhängepunkt (16) mit einem horizontal und vertikal beweglich gelagerten Tragarm (13) verbunden ist und daß der Tragarm (13) von wenigstens einem im wesentlichen synchron mit der Kurbelwelle (1) umlaufenden Exzenter (18, 19) geführt ist.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufhängepunkt (16) an einem Gelenkarm (15) vorgesehen ist, welcher Gelenkarm (15) mit einem Gelenk (14) an dem Tragarm (13) gelagert ist.

3. Schleifmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Antrieb des Aufhängepunktes (16), insbeson­ dere des wenigstens einen, den Tragarm (13) führenden Exzen­ ters (18, 19), ein mit der Kurbelwelle (1) synchron gesteuer­ ter Motor, z. B. Gleichstromservomotor (22), dient.

4. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkarm (15) mittels einer hydrau­ lisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-Anordnung (25) über das Gelenk (14) nach oben schwenkbar an dem Tragarm (13) gelagert ist.

5. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungsbügel (10) mittels einer hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinder-An­ ordnung (26) über den als Gelenk ausgebildeten Aufhängepunkt (16) nach der Seite schwenkbar an dem Gelenkarm (15) gelagert ist.

6. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Entlastungsbügel (10) Rollen (17) zum Abfangen des Kurbelwellengewichtes an dem abzustützenden Lagersitz (12) aufweist.