DE3716058A1

DE3716058A1 - Verfahren zum nacharbeiten von mit verschleissmarken behafteten rotierenden bauteilen

Info

Publication number: DE3716058A1
Application number: DE19873716058
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing Haefner
Original assignee: Krupp Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1988-11-24

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nacharbeiten von mit Verschleißmarken behafteten rotierenden Bau teilen, insbesondere von Kammverschleiß aufweisenden Kurbelwellen und Lagerzapfen von Motoren. Ferner be trifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Kammverschleiß oder sonstige Abweichungen von der Zylin drizität rotationssymmetrischer Bauteile, wie Lager zapfen und Kurbelwellen, kann dazu führen, daß die bei einem Lagerwechsel eingebauten neuen Lager von vorn herein nicht richtig einlaufen. Dies kann erneute Lagerschaden verursachen. In diesem Zusammenhang sind bereits Reparaturverfahren bekannt, bei denen beispiels weise die Kurbelwelle eines Motors im eingebauten Zustand nachgeschliffen werden kann. Die Anwendung dieser bekannten Verfahren ist jedoch nicht bei allen Motoren möglich, da die jeweiligen Platzverhältnisse dies nicht zulassen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem diese Ein schränkungen nicht bestehen. Ferner soll durch die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitgestellt werden.

Die Erfindung löst die erste Aufgabe dadurch, daß eine im nachzuarbeitenden Bereich des Bauteils befindliche Lagerschale ausgebaut und durch eine Bearbeitungsschale ersetzt wird, deren dem zu bearbeitenden Bauteil zu gewandte Innenfläche mit Schleifflächen versehen ist, daß das nachzuarbeitende Bauteil im eingebauten Zustand mittels einer externen Antriebseinheit in Rotation versetzt wird, wobei anfallende Schleifrückstände aufge fangen und abgeführt werden, und daß die Bearbeitungs schale anschließend entnommen und wieder durch eine Lagerschale ersetzt wird.

Die zur Lösung der weiteren Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehene Vorrichtung besteht aus einer Bearbeitungs schale, deren dem Bauteil zugewandte Innenfläche mit einem Schleifmaterial überzogene Bereiche aufweist und die mit Ausnehmungen zur Aufnahme von Schleifrückständen versehen ist. Dadurch, daß diese Bearbeitungsschale anstelle einer sonst verwendeten Lagerschale für die Dauer der Reparatur in den Motor eingesetzt wird, ist es möglich, auf engstem Raum und durch alleinige Verwendung dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie einer externen Antriebseinheit, eine Nachbearbeitung beispiels weise einer verschlissenen Kurbelwelle vorzunehmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei so aufgebaut, daß in demjenigen Bereich, in dem sich bei einer Lagerschale das Lagermetall befindet, eine z.B. mit Diamant abgezogene Fläche befindet, die beispielsweise mit Korund überzogen ist. Die Schleifoberfläche ist dabei vorzugsweise in Motorlängsrichtung so ausgelegt, daß sich an den Enden der Bearbeitungsschale keine Kanten in die Kurbelwelle einarbeiten. In Zusammenhang mit der Beseitigung von Kammverschleiß ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn das Innere der Bearbeitungs schale in dem Sinne ballig ausgebildet ist, daß der Abtrag im mittleren Bereich der Bearbeitungsschale am stärksten ist.

Da Zapfen außerdem häufig ungleichen Verschleiß über ihren Umfang aufweisen, ist es ferner vorteilhaft, wenn die Bearbeitungsschale außerhalb des Laufspiegels oder auch leicht innerhalb desselben mit Gleitkufen oder Führungsrollen dergestalt versehen ist, daß der tiefste Punkt der Schleiffläche einen geringfügig größeren Durchmesser aufweist als die innere Auflage dieser Führung.

Um auch unrunden Durchmessern folgen zu können, ist es ferner vorteilhaft, wenn die Bearbeitungsschale Mittel aufweist, die eine gewisse Elastizität im Sinne eines konstanten Anpreßdruckes gewährleisten. Dies kann ent weder durch entsprechend angeordnete Druckfedern oder aber auch durch im Bereich der Lagerschrauben vor gesehene Federringe erreicht werden.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er läutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Motor im Bereich eines nachzuarbeitenden Bauteils und

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch eine Anordnung die ähnlich derjenigen ist, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt den Lager bereich einer Kurbelwelle 1, die im Bereich dieses Lagers einen kammartigen Verschleiß 2 aufweist. Das Lager befindet sich in einem Lagergehäuse 3, das von einem Lagerdeckel 4 verschlossen wird, der gleichzeitig der Fixierung des Lagers dient und der von Lagerdeckel schrauben 5, 6 gehalten wird. Statt eines sonst an dieser Stelle angeordneten Gleitlagers ist für die Dauer der vorgesehenen Reparatur, d.h. der Beseitigung der Ver schleißmarken, eine im Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung zweigeteilte Bear beitungsschale 7 eingelegt. Diese Bearbeitungsschale 7 ist auf ihrer Innenfläche mit Kammern oder Nuten 8 bzw. 9 versehen, die der Aufnahme von Schleif- oder Läpp steinen dienen. Ferner weist die Bearbeitungsschale 7 bzw. die diese bildenden Halbschalen weitere Kammern 10 bis 13 auf, die in diesem Fall mit einem magnetischen Material ausgelegt sind und die der Aufnahme von Schleifrückständen dienen.

Ferner sind in dieser Figur verschiedene Maßnahmen dargestellt, mittels derer eine gewisse Elastizität der Bearbeitungsschale im Sinne eines gleichbleibenden Be arbeitungsdrucks herbeigeführt wird, um auch unrunden Durchmessern folgen zu können. Diese Mittel, die entweder einzeln oder in Kombination miteinander einge setzt werden können, bestehen darin, daß einerseits im Innern des Lagergehäuses, zwischen der Innenwand des Lagerdeckels 4 und der Außenfläche der Bearbeitungs schale 7, Druckfedern 14 bzw. 15 vorgesehen sind, die in einer entsprechend geformten Aufnahme 16 angeordnet sind und die die Bearbeitungsschale 7 gegen die Kurbelwelle 1 pressen. Andererseits kann zu dem gleichen Zweck auch eine weitere Druckfeder 17 im Innern des Lagerdeckels 4, in diesem Fall in einer Schmiermittelöffnung 18, vor gesehen sein. Schließlich dienen dem gleichen Zweck auch Federringe 19 bzw. 20, die unter die Lagerdeckelschrauben 5 bzw. 6 gelegt sind.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung, entspricht im wesentlichen der vorstehend beschriebenen, weshalb in diesem Fall gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß in die beiden Kammern bzw. Nuten 8 und 9 jeweils bombiert Schleifsteine 21 bzw. 22 eingelegt sind, deren Oberflächen ballig ausge bildet sind in der Weise, daß der von ihnen bewirkte Abtrag im mittleren Bereich am stärksten ist.

Die beiden die Bearbeitungsschale 7 bildenden Halb schalen sind darüber hinaus so ausgebildet, daß sie an ihren axialen Endbereichen mit Rundschnurdichtungen 23 und 24 verschlossen werden, die den Austritt von Abrieb bzw. Schleifrückständen verhindern. Durch Stellschrauben 25 und 26 im Lagerrücken wird weiterhin erreicht, daß die in die Nuten 8 und 9 eingelegten Schleif- oder Honsteine 21 und 22 in eine bestimmte Form vorgedrückt werden können. Schließlich sind in der Öffnung 18, die normalerweise der Schmiermittelzufuhr dient, bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung je eine der Zufuhr und der Ableitung von Schleifflüssigkeit dienende Leitung 27 und 28 vorgesehen, die jeweils mit einer Spülnut 29 in Verbindung stehen.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun das zu bearbeitende Bauteil, in diesem Fall die Kurbelwelle 1, durch eine externe Antriebseinheit, beispielsweise eine Törnmaschine, so lange in Rotation versetzt, bis die vorhandenen Verschleißmarken voll ständig beseitigt sind. Die Bearbeitungsschale 7 ist dabei wandstärkenungleich ausgebildet, so daß in den Lagerdeckelschrauben 5 und 6 genügend Bewegungsmöglich keit bleibt, um den Lagerdeckel so nachzuziehen, bis der gewünschte Abtrag des vorstehenden Materials erfolgt ist. Darüber hinaus kann die Bearbeitungsschale so ausgelegt sein, daß sie in gewissem Umfang in axialer Richtung der Kurbelwelle verschieblich ist, um auf diese Weise einwandfreie Bearbeitungsübergänge zu erzielen.

Bezugszeichenliste: 1 Kurbelwelle
2 Kammverschleiß
3 Lagergehäuse
4 Lagerdeckel
5, 6 Lagerdeckelschrauben
7 Bearbeitungsschale
8, 9 Nuten
10-13 Kammern für Schleifrückstände
14, 15 Druckfedern
16 Aufnahme
17 Druckfeder
18 Schmiermittelöffnung
19, 20 Federringe
21, 22 Schleifsteine
23, 24 Rundschnurdichtungen
25, 26 Stellschrauben
27, 28 Schleifmittelzu- bzw. -abfuhr
29 Spülnut

Claims

1. Verfahren zum Nacharbeiten von mit Verschleißmarken behafteten rotierenden Bauteilen, insbesondere von Kammverschleiß aufweisenden Kurbelwellen und Lager zapfen von Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß eine im nachzuarbeitenden Bereich des Bauteils (1) befind liche Lagerschale ausgebaut und durch eine Bear beitungsschale (7) ersetzt wird, deren dem zu be arbeitenden Bauteil (1) zugewandte Innenfläche mit Schleifflächen (21, 22) versehen ist, daß das nachzuar beitende Bauteil (1) im eingebauten Zustand mittels einer externen Antriebseinheit in Rotation versetzt wird, wobei anfallende Schleifrückstände aufgefangen und abgeführt werden, und daß die Bearbeitungsschale (7) anschließend entnommen und wieder durch eine Lagerschale ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bearbeitung anfallende Schleifrück stände abgesaugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Bearbeitung eine Schleifflüssigkeit zugeführt und wieder abgesaugt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Bearbeitungsschale (7), deren dem zu bearbeiten den Bauteil (1) zugewandte Innenfläche mit einem Schleifmaterial überzogene Bereiche (21, 22) aufweist und die mit Ausnehmungen (10, 13) zur Aufnahme von Schleifrückständen versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsschale (7) zweigeteilt ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das Schleifmaterial aus Korund besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schleifmaterial über zogenen Bereiche (21, 22) ballig ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bauteil (1) zugewandte Innenfläche der Bearbeitungsschale (7) mit Gleitkufen versehen ist, deren Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Bearbeitungsschale (7) ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Bauteil (1) zugewandte Innenfläche der Bearbeitungsschale (7) Führungsrollen aufweist, wobei der Innendurchmesser des von diesem gebildeten Führungsringes kleiner als der Innendurch messer der Bearbeitungsschale (7) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (14, 15, 17, 19, 20) zur Erzeugung eines gleichmäßigen Anpreßdrucks der Bearbeitungsschale (7) an das Bauteil (1) vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenfläche der Bearbeitungsschale (7) und der Innenfläche eines die Bearbeitungsschale (7) aufnehmenden Lagerdeckels (4) Druckfedern (14, 15) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Lagerdeckels (4) wenigstens eine die Bearbeitungsschale (7) beauf schlagende Druckfeder (17) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die am Lagerdeckel (4) angeordneten Lagerdeckelschrauben (5, 6) untergelegte Federringe (19, 20) aufweisen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Innenfläche der Bearbeitungsschale (7) vorgesehenen Ausnehmungen (10-13) mit magnetischem Material ausgekleidet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsschale (7) in ihren inneren axialen Endbereichen mit Rundschnurdichtungen (23, 24) versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsschale (7) in axialer Richtung längsverschieblich gehaltert ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsschale (7) an ihrer Innenfläche Nuten (8, 9) aufweist, in die entsprechend geformte Bearbeitungssteine in Form von Schleif- oder Honsteinen (21, 22) einlegbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungssteine (21, 22) durch Stell schrauben (25, 26) beaufschlagbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Schmiermittel öffnung (18) des Lagerdeckels (4) ein Absaugrohr (27) für die anfallenden Schleifrückstände ange ordnet ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmiermittelöffnung (18) eine Zuführung (28) sowie ein Absaugrohr (27) für Schleifflüssig keit vorgesehen sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenfläche der Bearbeitungsschale (7) eine Spülnut (29) vorgesehen ist, die mit der Zuführung (28) und dem Absaugrohr (27) in Ver bindung steht.