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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Gebiet das Gebiet der Bearbeitung einer Kurbelwelle und insbesondere
die Herstellung der Lager und Kurbelzapfen der Kurbelwelle mittels
Fräsen
und/oder Schleifen.
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Die Erfindung geht aus vom Oberbegriff
des Anspruchs 1, der dem technischen Hintergrund entspricht, wie
er in dem französischen
Patent Nr. 2 727 885 im Namen der Anmelderin beschrieben ist. Darin ist
eine Werkzeugmaschine für
die Bearbeitung von Kurbelwellen beschrieben und dargestellt, bei
der das Arbeitsverfahren und die Bearbeitungskette der Werkzeugmaschine
dahingehend ausgelegt sind, dass die Zeiten des Stillstands auf
Grund von zusätzlichen
Schritten der Handhabung, wie Einspannen, Ausspannen, Einsetzen,
Entnehmen und Kennzeichnung des Werkstücks in die bzw. aus der Werkzeugmaschine
verringert werden können.
Die Werkzeugmaschine, die insbesondere der Bearbeitung von Kurbelwellen
für Motoren
mit vier in Reihe angeordneten Zylindern durch Drehen und Nachschneiden dient,
weist auf einem Gestell entlang der Vorschubachse einer Bearbeitungsstrasse
für die
Kurbelwellen und in der gleichen waagrechten Ebene die folgenden
Teile auf:
- – eine Bearbeitungsstation,
die mit mindestens einer werkzeugtragenden Scheibe versehen ist
für die Schritte
des Drehens und des Nachschneidens einer Kurbelwelle und
- – zwei
Arbeitsstationen, die für
einen Drehantrieb zweier Kurbelwellen sorgen und die parallel vor
und hinter der Bearbeitungsstation dergestalt angeordnet sind, dass
die mit werkzeugtragende Scheibe der letzteren, die entlang der
Vorschubachse beweglich ist, eine Hin- und Herbewegung zwischen
der einen Arbeitsstation und der anderen Arbeitsstation ausführen kann
im Hinblick auf eine Bearbeitung einer Kurbelwelle während der
Durchführung
der zusätzlichen
Schritte der Handhabung für
das Einsetzen eine neuen Kurbelwelle in die andere Arbeitsstation,
und umgekehrt.
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Die koplanare Anordnung der beiden
Arbeitsstationen zu beiden Seiten einer Bearbeitungsstation im Zusammenhang
mit der Beweglichkeit der letzteren zwischen den beiden Arbeitsstationen
ermöglicht
also während
der Zeiten, die für
die zusätzlichen
Schritte der Handhabung einer Kurbelwelle in einer Arbeitsstation
erforderlich sind, die Schritte des Bearbeitens einer Kurbelwelle
in der anderen Arbeitsstation durch die mit den Werkzeugen bestückten Scheibe
der gleichen Bearbeitungsstation. Dadurch kann das Mengenverhältnis mit
zwei multipliziert werden und der durch die gesamte Werkzeugmaschine
beanspruchte Raum verringert werden, verglichen mit dem Raumbedarf
zweier Werkzeugmaschinen, was einen nicht unerheblichen Vorteil darstellt,
vor allem unter Berücksichtigung
der pro Quadratmeter anfallen Kosten in gewerblich genutzten Gebieten.
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Die Weiterentwicklung der Werkzeuge
und auch diejenige der Herstellungsverfahren haben es ermöglicht,
neuartige Anwendungen anzustreben, insbesondere für das Fräsen und
das Nachschneiden in einer Werkzeugmaschine, wobei die Anmelderin
einen neuartigen und vorteilhaften Aufbau einer Werkzeugmaschine
und ein Verfahren zur Bearbeitung mittels einer derartigen Werkzeugmaschine
vorschlägt.
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Die Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von
Kurbelwellen gemäss
der Erfindung weist auf einem Gestell und in der derselben waagrechten
Ebene auf:
- – eine Bearbeitungsstation,
die mit mindestens einem sich drehenden Werkzeug versehen ist, das
die Bearbeitung der Kurbelwelle durchführt und
- – zwei
Arbeitsstationen, in denen zwei Kurbelwellen in Drehungen versetzt
werden und die parallel vor und hinter der Bearbeitungsstation dergestalt
angeordnet sind, dass die werkzeugtragende Scheibe der letzteren,
die beweglich entlang der Vorschubachse ist, eine Hin- und Herbewegung
zwischen der einen Arbeitsstation und der anderen Arbeitsstation
ausführen
kann und die Bearbeitung einer Kurbelwelle in einer Arbeitsstation
durchführt
während
der zusätzlichen
Schritte der Handhabung die für
das Einsetzen eines Kurbelwellenrohlings in die andere Arbeitsstation
erforderlich sind. In dieser Werkzeugmaschine führt das sich drehende Werkzeug
eine teilweise Bearbeitung der Lagerstellen und der Kurbelzapfen
einer Kurbelwelle in der einen Arbeitsstation aus, wobei dasselbe
sich drehende Werkzeug dieselbe Bearbeitung der Lagerstellen und
Kurbelzapfen in der zweiten Arbeitsstation ausführt. Außerdem weist die Werkzeugmaschine
einen Transportrahmen auf für die Übergabe
einer Kurbelwelle von einer Arbeitsstation zur nächsten Arbeitsstation.
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Nach dem wesentlichen Merkmal der
Erfindung zeichnet sich die Werkzeugmaschine nach der Erfindung
dadurch aus, dass die in einer ersten Arbeitsstation bearbeitete
Kurbelwelle um 180° bezüglich einer
senkrechten Achse verdreht wird, bevor sie in die zweite Arbeitsstation
eingesetzt wird, wobei der Rahmen die Anordnung aufweist, mit der
die Kurbelwelle diese Verdrehung um 180° bezüglich der senkrechten Achse
ausführen
kann.
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Dieses Merkmal ist besonders bedeutsam, da
es mit dem Vorteil verbunden ist, nur eine teilweise Bearbeitung
des Kurbelzapfens oder des Lagers zu ermöglichen und zwar aus Gründen der
mechanischen Beanspruchungen während
des Bearbeitungsschrittes.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu
sehen, dass im Gegensatz zum Ablauf der Bearbeitungen mittels einer
herkömmlichen
Werkzeugmaschine, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind,
es möglich ist,
die Bearbeitung der Lager und der Kurbelzapfen mit einer einzigen
werkzeugtragenden Scheibe vorzunehmen. Eine derartige Werkzeugmaschine
führt also
zu einer Vereinfachung der Bearbeitungsanordnung.
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Es sei betont, dass für einen
besseren Wirkungsgrad es vorteilhaft sein kann, wenn die Bearbeitungsstation
mit mehreren werkzeugtragenden Scheiben bestückt ist.
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Das Merkmal, mit dem eine Ausführung der zusätzlichen
Schritte der Handhabung während
der Zeiten des Stillstands zugelassen wird, wird dahingehend ausgenutzt,
dass die neuartige Anwendung die Besonderheit aufweist, von dem
Aufbau mit zwei Arbeitsstationen zu profitieren um so die Anordnung
der Bearbeitung zu vereinfachen und die Anzahl der Werkzeugmaschinen
in einer Reihe von Werkzeugmaschinen zu verringern, indem ein Teil
der Bearbeitung in einer Arbeitsstation durchgeführt wird und die fehlende Bearbeitung
in der anderen Arbeitsstation beendet wird.
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Dieses Merkmal ermöglicht ferner
den Einsatz von Drehwerkzeugen mit aysmmetrischen Formen.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein
Arbeitsverfahren für
eine derartige Werkzeugmaschine, das dadurch bemerkenswert ist,
dass es darin besteht:
- – die teilweisen Bearbeitungen
der Kurbelzapfen und Lagerstellen der Kurbelwelle in einer ersten
Station vorzunehmen,
- – die
teilweise bearbeitete Kurbelwelle aus der ersten Station zu entnehmen,
- – die
Kurbelwelle um 180° bezüglich einer
senkrechten Achse zu verdrehen,
- – die
Kurbelwelle in die zweite Arbeitsstation einzusetzen und
- – die
restliche Bearbeitung der Kurbelzapfen und Lager der Kurbelwelle
in dieser zweiten Station durchzuführen.
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Die Verdrehung der Kurbelwelle um
180° ist besonders
vorteilhaft, da sie erneut den Einsatz des Werkzeuges ermöglicht,
mit dem bereits die teilweise Bearbeitung der Lager und der Kurbelzapfen
durchgeführt
worden ist. Zu dem Zeitpunkt nämlich,
zu dem die Breite noch nicht feststeht (wie es tatsächlich der
Fall ist, da das Werkzeug sowohl die Kurbelzapfen als auch die Lagerstellen
bearbeitet), kann das Werkzeug keine symmetrische Form aufweisen.
Um auch sicher zu stellen, dass die gleiche Bearbeitung an den beiden
Enden einer jeden durch die Kurbelzapfen und durch die Lagerstellen
gebildeten Bearbeitungsstelle durchgeführt wird, muss die Kurbelwelle
um 180° verdreht
werden.
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Die Ausführung der beschriebenen komplementären Schritte
der Bearbeitung während
der Durchführung
dieses Verfahrens unter Verwendung eines Werkzeuges, mit dem eine
teilweise Bearbeitung der Lager und der Kurbelzapfen einer Kurbelwelle
in einer ersten Arbeitsstation erfolgt, wobei dasselbe Werkzeug
die endgültige
Bearbeitung in einer anderen Arbeitsstation durchführt, ist
in jeder Hinsicht neu und erfinderisch.
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Nachdem die Grundlagen der Erfindung
in ihrer einfachsten Form bisher erläutert worden sind, sei darauf
hingewiesen, dass weitere Merkmale und Einzelheiten aus der nachfolgenden
Beschreibung eines nicht begrenzenden Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
im Zusammenhang mit der beigefügten
Zeichnung hervorgehen.
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In der einzigen beigefügten Figur
ist eine schematische Ansicht einer nach der Erfindung ausgestalteten
Werkzeugmaschine M dargestellt.
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Wie dieser Figur zu entnehmen ist,
weist die Werkzeugmaschine M für die Bearbeitung einer Kurbelwelle
nach der Erfindung ein Gestell auf, entlang dessen Achse des Vorschubs
die folgenden Teile in derselben waagrechten Ebene angeordnet sind:
- – eine
Bearbeitungsstation 100, die mit wenigstens zwei werkzeugtragenden
sich drehenden Scheiben 110 und 110' für die Bearbeitung
einer Kurbelwelle Va bestückt ist und
- – zwei
Arbeitsstationen 200a und 200b, die für den Drehantrieb
der Kurbelwelle Va sorgen und die parallel vor und hinter
der Bearbeitungsstation 100 dergestalt angeordnet sind,
dass die werkzeugtragende Scheibe 110 der letzteren, die
entlang der Achse des Vorschubs beweglich angeordnet ist, eine Hin-
und Herbewegung zwischen einer Arbeitsstation 200a und
der anderen Arbeitsstation 200b ausführen kann und dabei die Bearbeitung
der Kurbelwelle in einer Arbeitsstation 200a durchführt während der
zusätzlichen
Schritte der Handhabung, die erforderlich sind für das Einsetzen einer neuen
zu bearbeitenden Kurbelwelle in die andere Arbeitsstation.
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Gemäss der Erfindung übernimmt
das von der Scheibe 110 getragene Werkzeug 111 die
teilweise Bearbeitung der Lagerstellen Pa und der Kurbelzapfen Ma der
Kurbelwelle Va in der ersten Arbeitsstationen 200a und
die restliche Bearbeitung in der zweiten Arbeitsstation 200b.
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Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die Werkzeugmaschine M zwei werkzeugtragende Scheiben 110 und 110' auf
um eine teilweise Bearbeitung der Lager Pa und der Kurbelzapfen
mit einem höheren
Wirkungsgrad zu ermöglichen.
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Das Arbeitsverfahren der dargestellten Werkzeugmaschine M besteht
darin, dass:
- – die teilweisen Bearbeitungen
der Kurbelzapfen Ma und der Lager Pa der Kurbelwelle Va in
einer ersten Bearbeitungsstation 200a durchgeführt werden,
- – die
teilweise bearbeitete Kurbelelle Va aus der ersten Arbeitsstation 200a entnommen
wird,
- – die
Kurbelwelle Va um 180° bezüglich einer
senkrechten Achse verdreht wird,
- – die
Kurbelwelle Va in die zweite Arbeitsstation 200b eingesetzt
wird und
- – die
restliche Bearbeitung der Kurbelzapfen Ma und der Lager Pa der
Kurbelwelle Va in der zweiten Arbeitsstation 200b durchgeführt wird.
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Wie dargestellt ist die Breite der
Werkzeuge 111 und 111' der werkzeugtragenden Scheiben 110 und 110' dergestalt
gewählt,
dass diese eine teilweise Bearbeitung der Lager Pa und
der Kurbelzapfen Ma der in der Bearbeitungsstation 200a eingesetzten und
in Drehantrieb versetzten Kurbelwelle Va durchführen, wobei
dieser Bearbeitungsbereich geschwärzt ist.
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Anschließend wird die Kurbelwelle Va um 180° verdreht
sodass nach dem Einsetzen in die zweite Arbeitsstation 200b der
noch nicht bearbeitete Bereich der Lager Pa und der Kurbelzapfen Ma zugänglich ist.
Diese Verdrehung ist wichtig, wenn das Drehwerkzeug dergestalt ausgebildet
ist, dass es eine Nut im Kurbelzapfen oder im Lager erzeugt. In diesem
Fall ermöglicht
das Verdrehen eine Herstellung der Nut an den beiden Enden zum Beispiel
eines Lagers Pa und gleichzeitig die noch fehlende teilweise
Bearbeitung des Lagers.
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Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Herstellung und in dem dargestellten Fall, in dem die Bearbeitungsstation
der Werkzeugmaschine für
die Bearbeitung von Kurbelwellen mindestens zwei Drehwerkzeuge 110 und 110' aufweist, kann
eines ein Fräswerkzeug
sein und das andere ein Schleifwerkzeug. Dieses Merkmal eröffnet ein weites
Feld an Möglichkeiten
der Bearbeitung durch den Einsatz zweier Arbeitsstationen und eines
Verfahrens der Bearbeitung mittels einer Verdrehung des zu bearbeitenden
Werkstücks
um 180°.
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Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung weist die Werkzeugmaschine M einen Transportrahmen
auf für
die Übergabe
der Kurbelwelle von einer Arbeitsstation zur nächsten und/oder von einer Werkzeugmaschine
zu einer anderen. Dieser Transportrahmen, der in der Zeichnung nicht
dargestellt ist, ist dadurch bemerkenswert, dass er eine Anordnung
aufweist, die die Verdrehung der Kurbelwelle Va zwischen
den beiden Arbeitsstationen 200a und 200b ermöglicht.
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Es sei betont, dass die Beschreibung
und die Darstellung der Werkzeugmaschine M und ihres Arbeitsverfahrens
diese in keinerlei Weise beschränken,
sondern nur der Erläuterung
dienen. So können zahlreiche
Veränderungen,
Verbesserungen und Abwandlungen des obigen Ausführungsbeispiels vorgenommen
werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die
beigefügten
Ansprüche
bestimmt wird.
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Ferner ist zum Beispiel auch die
Anordnung zum Drehantrieb nicht auf diejenige beschränkt, die im
zitierten Stand der Technik beschrieben ist, das heißt ein Antriebsdorn,
sondern kann zum Beispiel auch ein mit einer Klemmhülse zusammen
wirkender Antriebsdorn sein.