DE9403400U1

DE9403400U1 - Lünette

Info

Publication number: DE9403400U1
Application number: DE9403400U
Authority: DE
Original assignee: Forkardt GmbH
Current assignee: Forkardt Deutschland GmbH
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1994-04-28
Anticipated expiration: 2004-03-02

Description

, ., DIPL-ING. HEINZ J. RING

Unser Ze>chen: ₉₄ 0098 DIPL.-ING. ULRICH CHRISTOPHERSEN

PATENTANWÄLTE

Forkardt GmbH, european patent attorneys

Berliner Allee 48, 40212 Düsseldorf *

Datum ²⁸· Februar 1994

Lünette

Die Erfindung betrifft eine Lünette zur Abstützung von drehend zu bearbeitenden, an beiden Enden in je einem von zwei synchron angetriebenen Spannzeugen eingespannten Kurbelwellen oder dgl. für die Bearbeitung der exzentrisch zur Kurbelwellenrotationsachse liegenden Pleuellager.

Die Bearbeitung von Kurbelwellen oder gleichartigen, biegungs- oder schwingungsempfindlichen Werkstücken ist schwierig, weil während der spanabhebenden Bearbeitung sowohl eine Radialkraft als auch eine Tangentialkraft auf die Bearbeitungsstelle des Werkstückes ausgeübt wird. Diese Kräfte würden eine Durchbiegung des Werkstückes und damit das Entstehen erheblicher Bearbeitungstoleranzen hervorrufen, wenn das Werkstück nicht zuverlässig abgestützt wird. Bei der Bearbeitung von Kurbelwellen kommt erschwerend hinzu, daß durch den radialen Versatz der Pleuellager zu den Hauptlagern und durch die zwischen diesen Lagerstellen ausgebildeten Kurbelwangen erhebliche Fliehkräfte auftreten, wenn das mit beiden Enden jeweils in ein Spannzeug eingespannte Werkstück drehend angetrieben wird.

Bekannte Lünetten zur Abstützung von drehend zu bearbeitenden Werkstücken sind vom Prinzip her nicht zur Abstützung der exzentrisch umlaufenden Hauptlager von Kurbelwellen bei der Bearbeitung der Pleuellager geeignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine radiale Abstützung insbesondere von langen und daher biegeweichen Kurbelwellen gegen die Bearbeitungskräfte und gegen die Eigenfliehkräfte zu schaffen, um eine präzise Bearbeitung der Pleuellager auch bei wirtschaftlichen höheren Drehzahlen zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Bearbeitung der exzentrisch zur Kurbelwellenrotationsachse liegenden Pleuellager die Kurbelwelle mindestens an einem Hauptlager durch eine geteilte Stützscheibe an einem ebenfalls geteilten, am Gestell der Werkzeugmaschine angeordneten Lagerring abgestützt ist, in dem die das Hauptlager exzentrisch entsprechend der Exzentrizität der Pleuellager zu den Hauptlagern aufnehmende Stützscheibe drehbar gelagert ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lünette ergibt sich eine zuverlässige Abstützung der zu bearbeitenden Kurbelwelle in radialer Richtung, so daß auf die Kurbelwelle bei der Bearbeitung einwirkende Flieh- und Bearbeitungskräfte trotz der exzentrischen Einspannung sicher aufgenommen werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die geteilte Stützscheibe über Laufrollen an dem geteilten Lagerring drehbar gelagert, der jeweils in einer Schwinge angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine konstruktiv einfache und dennoch zuverlässige Lagerung der geteilten Stützscheibe, wobei die Laufrollen durch einen Exzenter spielfrei einstellbar sein können.

Um die beiden Hälften der Stützscheibe beim Öffnen der Schwingen in ihrer Lage relativ zum Lagerring zu sichern, sind die Hälften der Stützscheibe gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung durch ein bogenförmiges Führungssegment miteinander verbunden. Die Schwingen sind erfindungsgemäß durch Druckmittelzylinder verschwenkbar am Gestell der Werkzeugmaschine gelagert. Um die Drehachse der Stützscheibe bei der Montage der Lünette an der Werkzeugmaschine exakt ausrichten zu können, ist die Schwingenachse gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung höhenverstellbar am Gestell der Werkzeugmaschine angeordnet.

Um eine ständige Druckbeaufschlagung der Druckmittelzylinder während der Bearbeitung der Kurbelwelle entbehrlich zu machen und die Vorrichtung sowie die Werkzeugmaschine gegen Beschädigung bei Ausfall der Druckmittelversorgung zu schützen, wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, die Schwingen in der Schließstellung formschlüssig zu verriegeln. Damit die Werkzeugmaschine erst in Betrieb genommen werden kann, wenn diese form-

schlüssige Verriegelung erreicht ist, wird die Schließstellung der Schwingen, vorzugsweise durch Näherungsschalter erfindungsgemäß überwacht.

Mit der Erfindung wird schließlich vorgeschlagen, an der Stützscheibe Wuchtgewichte zum mindestens teilweisen Ausgleich der Kurbelwellen Fliehkraft anzuordnen.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lünette dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Werkzeugmaschine für die Drehbearbeitung einer Kurbelwelle unter Verwendung einer Lünette,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Lünette gemäß der Schnittlinie Il - Il in Fig. 1,

Fig. 3 einen der Schnittdarstellung in Fig. 1 entsprechenden, vergrößert dargestellten Querschnitt durch die Lünette gemäß der Schnittlinie III - III in Fig. 2,

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstellung, jedoch bei geöffneter Lünette,

Fig. 5 einen der Schnittlinie IV - IV in Fig. 4 entsprechenden Teilschnitt und

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie Vl - Vl in Fig. 2 durch eine Verriegelungseinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt schematisch zwei Exzenterspannfutter A und B einer im übrigen nicht dargestellten Werkzeugmaschine, beispielsweise einer Drehmaschine. Jedes Exzenterspannfutter A bzw. B ist auf einer Arbeitsspindel C bzw. D angeordnet, die synchron um die gemeinsame Drehachse X der Werkzeugmaschine antreibbar sind.

Das beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Kurbelwelle W ausgebildete Werkstück ist mit beiden Enden jeweils in ein Spannzeug a bzw. b eingespannt, die innerhalb des jeweiligen Exzenterspannfutters A bzw. B exzentrisch zur Drehachse X verstellbar sind, so daß die Kurbelwellenrotationsachse Y der Kurbelwelle W zur Drehachse X um die Exzentrizität E eingespannt ist, wie dies die Fig. 1 erkennen läßt.

Diese Exzentrizität E entspricht der Exzentrizität zwischen den Hauptlagem h und den Pleuellagern &rgr; der Kurbelwelle W. Die Fig. 1 zeigt eine Einspannsituation, in der die beiden äußeren Pleuellager &rgr; der Kurbelwelle W bearbeitet werden sollen und demzufolge konzentrisch zur Drehachse X der Werkzeugmaschine eingespannt sind.

Um bei dieser Bearbeitungssituation die biegeempfindliche Kurbelwelle W zu unterstützen, wird eine Lünette verwendet, die anhand eines Ausführungsbeispiels in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist. Diese Lünette umfaßt eine Konsole 1, die an Bettführungen F der Werkzeugmaschine abnehmbar und längsverschieblich angeordnet ist. Diese Bettführungen F sind strichpunktiert in den Fig. 2 und 4 zu erkennen.

In Lagern dieser Konsole 1 ist eine Schwingenachse 2 höhenverstellbar gelagert, auf der wiederum zwei Schwingen 3 gelagert sind, die zwischen der Arbeitsstellung in Fig. 2 und der geöffneten Stellung in Fig. 4 jeweils durch einen Druckmittelzylinder 4 verschwenkbar sind.

In jeder Schwinge 3 ist mittels Schrauben 3a ein halber Lagerring 5 befestigt, dessen innenliegende Lauffläche zur Abstützung von Laufrollen 6 dient, die wie am besten in Fig. 5 zu erkennen ist - an einer axial und radial zweigeteilten Stützscheibe 7 auf Rollenachsen 6a drehbar gelagert sind. Die axiale Teilung der Stützscheibe 7 dient zur Aufnahme der Laufrollen 6; die radiale Teilung der Stützscheibe 7 ist erforderlich, um die Stützscheibe 7 gemeinsam mit den Schwingen 3 der Lünette zum Einlegen und Entnehmen von Kurbelwellen W öffnen zu können.

Um beim Öffnen der Schwingen 3 eine Verdrehung der jeweiligen Hälfte der Stützscheiben 7 innerhalb der jeweiligen Schwinge 3 zu verhindern, sind die Hälften der Stützscheibe 7 durch ein bogenförmiges Führungssegment 8 miteinander verbunden. Dieses Führungssegment 8 liegt innerhalb bogenförmiger Führungen in der Stützscheibe 7 und ist an seinen beiden Enden jeweils mit einem Anschlagbolzen 8a versehen, der mit entsprechenden Langlöchern in der Stützscheibe 7 zusammenwirkt, um ein einseitiges Heraustreten des Führungssegments 8 aus den Hälften der geöffneten Stützscheibe 7 zu verhindern. Bei einem derartigen Öffnen der geteilten Stützscheibe wird diese über den Lagerring 5 durch einen Bund 7b mitgenommen, der in eine Nut in der jeweiligen Seitenwand des Lagerringes 5 eingreift. Nut und Bund 7b bilden in der Arbeitsstellung ein Labyrinth, das Eindringen von Schmutz und Spänen in die Lagerflächen vermeidet.

Die beiden Hälften der Stützscheibe 7 sind mit lagerschalenartigen Stützflächen 7a zur Aufnahme eines Hauptlagers h der Kurbelwelle W ausgebildet, wobei diese Stützflächen 7a im Verhältnis zum Mittelpunkt der Stützscheibe 7, der auf der Drehachse X liegt, um die Exzentrizität E versetzt sind, die dem Abstand der Pleuellager &rgr; zu den Hauptlagern h der Kurbelwelle W entspricht. Das Einlegen bzw. Entnehmen des Hauptlagers h der Kurbelwelle W bezüglich der Stützflächen 7a der Stützscheibe 7 ist am besten in Fig. 4 zu erkennen.

Im eingespannten Zustand nach Fig. 2 dreht sich die das mittlere Hauptlager h der Kurbelwelle W exzentrisch aufnehmende Stützscheibe 7 um die Drehachse X, so daß die Fliehkräfte und auf die Kurbelwelle W ausgeübte Bearbeitungskräfte in rein radialer Richtung über die Stützscheibe 7, die Laufrollen 6, den Lagerring 5 und die Schwingen 3 auf die Konsole 1 und damit die Bettführung F der Werkzeugmaschine abgetragen werden.

Durch die Anordnung von Wuchtgewichten 9, die am besten in Fig. 3 zu erkennen sind, wird die Fliehkraft der Kurbelwelle W zumindest teilweise kompensiert.

Die Schnittdarstellung in Fig. 6, die sich aus der Schnittlinie Vl - Vl in Fig. 2 ergibt zeigt eine Vorrichtung zur formschlüssigen Verriegelung der Schwingen

3 in der Arbeitsstellung. Die Vorrichtung umfaßt einen Verriegelungskolben 10, der durch eine Feder 11 belastet ist und verschiebbar in einem Zylinder 12 angeordnet ist. Sobald die Schwingen 3 in die Arbeitsstellung überführt worden sind, wird der Verriegelungskolben 10 aus seiner durch Druckmittelbeaufschlagung erzielten Rückzugstellung infolge der Kraft der Feder 11 in seine Verriegelungsstellung überführt, die in Fig. 6 gezeichnet ist. In dieser Verriegelungsstellung greift er mit einer Keilfläche an einer entsprechenden Keilfläche 3b der jeweiligen Schwinge 3 an. Hierdurch wird erreicht, daß die Schwingen 3 unabhängig von einer Druckbeaufschlagung ihrer Druckmittelzylinder 4 zuverlässig in der Arbeitsstellung gehalten werden und auch dann diese Arbeitsstellung nicht verlassen können, wenn beispielsweise durch den Bruch einer Druckmittelleitung die Druckmittelversorgung der Druckmittelzylinder 4 unterbrochen werden sollte.

Die Verriegelungsstellung des Verriegelungskolbens 10 wird bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Näherungsschalter 13 überwacht. Erst wenn dieser Näherungsschalter 13 ein positives Signal abgegeben hat, kann die Drehmaschine in Betrieb genommen werden. Ein weiterer Näherungsschalter 14 ist angeordnet, um die Öffnungsstellung der Schwingen 3 (siehe Fig. 4) festzustellen. Erst wenn dieser Näherungsschalter 14 ein Signal abgegeben hat, kann eine Kurbelwelle W eingelegt bzw. entnommen werden.

Bezugszeichenliste:

A	Exzenterspannfutter
B	Exzenterspannfutter
C	Arbeitsspindel
D	Arbeitsspindel
E	Exzentrizität
F	Bettführung
W	Kurbelwelle
X	Drehachse
Y	Kurbelwellenrotationsachse
a	Spannzeug
b	Spannzeug
h	Hauptlager
P	Pleuellager
1	Konsole
2	Schwingachse
3	Schwinge
3a	Schraube
3b	Keilfläche
4	Druckmittelzylinder
5	Lagerring
6	Laufrolle
6a	Rollenachse
7	Stützscheibe
7a	Stützfläche
7b	Bund
8	Führungssegment
8a	Anschlagbolzen
9	Wuchtgewicht
10	Verriegelungskolben
11	Feder
12	Zylinder
13	Näherungsschalter

14 Näherungsschalter

Claims

&idigr; &idigr; I » · · Ansprüche:

1. Lünette zur Abstützung von auf einer Werkzeugmaschine drehend zu bearbeitenden, an beiden Enden in je einem von zwei synchron angetriebenen Spannzeugen (a,b) eingespannten Kurbelwellen (W) oder dgl. für die Bearbeitung der exzentrisch zur Kurbelwellenrotationsachse liegenden Pleuellager,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kurbelwelle (W) mindestens an einem Hauptlager (h) durch eine geteilte Stützscheibe (7) an einem ebenfalls geteilten, am Gestell der Werkzeugmaschine angeordneten Lagerring (5) abgestützt ist, in dem die das Hauptlager (h) exzentrisch entsprechend der Exzentrizität (E) der Pleuellager (p) zu den Hauptlagern (h) aufnehmende Stützscheibe (7) drehbar gelagert ist.

2. Lünette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geteilte Stützscheibe (7) über Laufrollen (6) an dem geteilten Lagerring (5) drehbar gelagert ist, der jeweils in einer Schwinge (3) angeordnet ist.

3. Lünette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften der Stützscheibe (7) durch ein bogenförmiges Führungssegment (8) miteinander verbunden sind.

4. Lünette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (3) durch Druckmittelzylinder (4) verschwenkbar am Gestell (1) der Werkzeugmaschine gelagert sind.

5. Lünette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingenachse (2) höhenverstellbar an der Konsole (1) angeordnet ist.

6. Lünette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (3) in der Schließstellung formschlüssig verriegelt sind.

7. Lünette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließstellung der Schwingen (3), vorzugsweise durch Näherungsschalter, überwacht ist.

8. Lünette nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stützscheibe (7) Wuchtgewichte (9) zum mindestens teilweisen Ausgleich der Kurbelwellenfliehkraft angeordnet sind.