DE7214723U1 - Vorrichtung für den Gewichtsausgleich von noch nicht fertig bearbeiteten Werkstücken - Google Patents

Description

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CARL SCHENCK AG 4,1BB D

19.04.1979

Vorrichtung für den Gewichtsausgleich von noch nicht fertig bearbeiteten Werkstücken

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Gewichtsausgleich von noch nicht fertig bearbeiteten Werkstücken durch Materialabnahme in Abhängigkeit von einem Wägeergebnis. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung liegt in dem Gewichtsausgleich von Pleuelstangen, deren Augenbohrungen mit einer Bearbeitungszugabe für die Pertigbearbeitung vorgebohrt sind, durch Abfräsen je eines an jedem Pleuelauge vorgesehenen Butzens.

Der Gewichtsausgleich bei Pleuelstangen und ähnlichen Werkstücken erfolgt üblicherweise durch Abfräsen von eigens dafür vorgesehenen Ansätzen oder Butzen. Die Bohrungen im großen und kleinen Auge von Pleuelstangen für Verbrennungsmotoren sind im allgemeinen vor dem Gewichtsausgleich nur vorbearbeitet, da beim Gewichtsausgleich durch Abfräsen durch das Einspannen Verformungen entstehen können. Die Fertigbearbeitung der Bohrungen wird erst nach dem Gewichtsausgleich vorgenommen .

Aus Gründen der wirtschaftlichen Fertigung wird die Vorbearbeitung mit nicht so großer Fertigungsgenauigkeit vorgenommen wie die Fertigbearbeitung j es werden größere Toleranzen der vorbearbeiteten Augenbohrungen zugelassen. Durch diese im Rahmen der zugelassenen Toleranzen möglichen Gewichtsänderungen können sich bei der Fertigbearbeitung Gewichtsabweichungen ergeben, die durch den vorangegangenen Gewichtsausgleich nicht berücksichtigt wurden.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, bei der trotz großer Toleranz der Vorbearbeitung ein weitgehend vollständiger Gewichtsausgleich vor der Fertigbearbeitung möglich ist, derart, daß das fertigbearbeitete Werkstück einen vorgegebenen Sollgewichtswert mit hoher Genauigkeit einhält.

Diese Aufgabe wird mit einer Waage zum Auswägen der Pleuelstange an beiden Pleuelaugen und einer Ausgleichssteuereinrichtung, in der ein Rechenschaltkreis die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Pleuelstangengewichts in eine Weginformation für die Zustellbewegung der Fräseinrichtungen für das Abfräsen des Butzens an jedem Pleuelauge umsetzt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Waage zum Auswägen der Pleuelstange jeweils ein pneumatisches Durchmesser-Meßgerät für die beiden Pleuelaugenbohrungen aufweist. Hierdurch wird erreicht, daß in der Ausgleichssteuereinrichtung, in der ein Vergleicher-Schaltkreis vorgesehen ist, der die Durchmesser-Meßergebnisse jeweils mit dem vorgegebenen Solldurchmesser vergleicht, die ermittelte Durchmesserdifferenz einem Rechenschaltkreis zugeführt wird, der die sich aus der Durchmesserdifferenz ergebende Gewichtsdifferenz von dem Istgewicht des jeweiligen Pleuelauges subtrahiert; die Information über den Bohrungsdurchmesser wird dabei unter Berücksichtigung des Wägeergebnisses und der vorgegebenen Sollwerte für die Fertigbearbeitung und für das Fertiggewicht in eine Weginformation zur Steuerung der Fräseinrichtung umgesetzt.

Zweckmäßigerweise hat die Waage für beide Pleuelaugen Aufnahmebolzen, die zugleich als Meßdorne der pneumatischen Meßeinrichtung radial angeordnete Meßdüssn aufweisen. Dadurch wird der Vorgang sehr vereinfacht, weil der Wägevorgang und das Ausmessen der Augenbohrungen gleichzeitig und in der gleichen Aufnahmevorrichtung erfolgen. Wenn auch noch der Achsabstand der vorbearbeiteten Bohrungen berücksichtigt werden soll, können in noch weiterer Ausgestaltung der Erfindung an den Aufnahmedorn zusätzlich Meßdüsen zur Ermittlung des Achsabstandes der vorbe-

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arbeiteten Augenbohrungen vorgesehen sein, so daß auch diese Messung keinen zusätzlichen Arbeitsgang erfordert.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. In der Zeichnung ist stark vereinfacht eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Wägen einer Pleuelstange für Verbrennungsmotoren dargestellt, wobei die Einrichtung zum Messen der Bohrungsdurchmesser und zur Wegsteuerung der Fräseinrichtung, die den Gewichtsausgleich vornimmt, schematisch im Blockschaltbild angedeutet sind.

Eine Aufnahmeplatte 1 für die Pleuelstange 2 weist einen großen und einen kleinen Aufnahmebolzen 3, 4 für die große und die kleine Bohrung 5, 6 der Pleuelstange 2 auf. Die Aufnahmebolzen 3, 4 zentrieren die Pleuelstange 2, die mit ihrem großen Auge und ihrem kleinen Auge B jeweils auf einer Aufnahmefläche 9 der Aufnahmeplatte 1 aufliegt.

Die beiden Pleuelaugen 7, 8 weisen jeweils einen Butzen 10 auf, der dazu vorgesehen ist, zum Zweche des Gewichtsausgleichs der Pleuelstange 2 teilweise abgefräst zu werden.

Die Augenbohrungen 5 und B sind mit Untermaß vorbearbeitet, wenn die Pleuelstange 2 auf die Waage gelegt wird. Bei der nachfolgendsn Fertigbearbeitung wird die in den Bohrungen 5 und B verbliebene 'Bearbeitungszugabe ausgebohrt.

Die Aufnahmeplatte 1 ist an beiden Enden auf Wägeeinrichtungen 11 abgestützt, die in der Zeichnung als einfache Balkenwaagen dargestellt sind. Ein mit einem Ende des Waagebalkens verbundener Kraftaufnehmer 12, beispielsweise eine Kraftmeßdose oder dergleichen, liefert ein Signal, das eine Information über das Gewicht des jeweiligen Pleuelstangenendes enthält. Es versteht sich, daß die Summe der an beiden Pleuelstangenenden ermittel-

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ten Nettogewichte das Gesamtgewicht der Pleuelstange ausmacht. Um nicht nur das Gesamtgewicht der Pleuelstange, sondern auch die Lage des Schwerpunktes in Bezug auf beide Bohrungsachsen in engen Grenzen zu halten, wird der Gewichtssollwert für beide Pleuelenden gesondert vorgegeben.

Die Aufnahmebolzen 3 und 4 weisen radial angeordnete Düsen 13 auf, durch die zum Messen der Durchmesser der Bohrungen 5 und B Preßluft austritt. Mit Hilfe eines pneumatischen Meßgerätes 14 wird in bekannter Weise der Differenzdruck und damit der Bohrungsdurchmesser gemessen.

In einer Ausgleichssteuereinrichtung 15, deren Teil die Meßeinrichtung 14 bildet, wird in einem Vergleicherschaltkreis 16 der von der Meßeinrichtung 14 gelieferte Istwert des Bohrungsdurchmessers mit einem von einer Eingabestelle 17 vorgegebenen Sollwert des Durchmessers der fertigbearbeiteten Bohrung 5 bzw. 6 verglichen. Die ermittelte Durchmesserdifferenz wird einem Rechenschaltkreis 18 zugeführt, in den auch der von der Kraftmeßdose 12 gelieferte Istwert des Gewichts gelangt und der die sich aus der Durchmesserdifferenz ergebende Gewichtsdifferenz von dem Istgewicht des jeweiligen Pleuelauges subtrahiert. Erst dieses "korrigierte" Istgewicht wird in einem Rechenschaltkreis 19 mit dem von einer Eingabestelle 20 gelieferten Sollwert des Pleuelaugengewichts verglichen; die sich ergebende Differenz wird in eine Weginformation für die Wegsteuerungseinrichtung 21 einer Fräseinrichtung 22 umgesetzt, die anschließend das Abfräsen des Butzens 10 an dem jeweiligen Pleuelstangenende vornimmt.

Ghne die Bohrungsmeßeinrichtung 14 und die Schaltkreise 16 und 18 würde an dem Butzen 10 so viel Material abgenommen, daß die Pleuelstange das angestrebte Gewicht hätte. Das nachfolgende Ausbohren der Bohrungen 5 und 6 auf das Fertigmaß müßte zu einer Gewichtsverminderung führen, so daß das angestrebte Sollgewicht der Pleuelstange unterschritten würde. Durch die Messung des

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Bohrungsdurchmessers und die Verarbeitung der so erhaltenen Information in der Ausgleichssteuereinrichtung 15 wird eine Bearbeitung des Butzens 1D mit einem gewissen "Vorhalt" vorgenommen, damit bei der Fertigbearbeitung der Bohrungen 5 und B sich das angestrebte Sollgewicht der Pleuelstange 2 ergibt.

Soll der Gewichtsausgleich auch noch Schwankungen des Achsabstandes der Pleuelbohrungen 5 und 6 berücksichtigen, so müssen in den Aufnahmebolzen 3 und 4 zusätzliche Düsen vorgesehen werden, mittels deren ähnlich wie oben beschrieben in einem pneumatischen Meßgerät ein dem Achsabstand entsprechendes Signal geliefert und in der Ausgleichssteuereinrichtung 15 verarbeitet wird.

Statt der dargestellten pneumatischen Meßeinrichtung können auch andere Meßeinrichtungen für den Bohrungsdurchmesser verwendet werden, beispielsweise mechanische Taster, deren Meßergebnis in ein elektrisches Signal umgesetzt wird. Im geschilderten Ausführungsbeispiel erfolgt der Gewichtsausgleich durch eine Materialabnahme; es ist aber auch möglich, für den Gewichtsausgleich eine Materialzugabe vorzusehen. Es versteht sich, daß dann der zu berücksichtigende Materialüberschuß in den Bohrungen 5 und B zu einer Erhöhung der Materialzugabe führt.

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Claims (3)

- 6 - 4.1BB D SCHUTZANSPRÜCHE

1. Vorrichtung für den Gewichtsausgleich von noch nicht fertig bearbeiteten Werkstücken mit einer Waage zum Auswägen der Pleuelstange an beiden Pleuelaugen und einer Ausgleichssteuereinrichtung, in der ein Rechenschaltkreis die Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Pleuelstangengewichts in eine Weginformation für die Zustellbewegung der Fräseinrichtungen für das Abfräsen des Butzens an jedem Pleuelauge umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage zum Auswägen der Pleuelstange (2) jeweils ein pneumatisches Durchmesser-Meßgerät (13, 14) für die beiden Pleuelaugenbohrungen (5, 6) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waage für beide Pleuelaugen (7, B) Aufnahmebolzen (3, 4) aufweist, die zugleich als Meßdorne der pneumatischen Meßeinrichtung radial angeordnete Meßdüsen (13) aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Aufnahmebolzen (3, 4) zusätzlich Meßdüsen zur Ermittlung des Achsabstandes der vorbearbeiteten Augenbohrungen (5, 6) vorgesehen sind.