EP1211028A2 - Quick change system for touch probe assembly - Google Patents
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- EP1211028A2 EP1211028A2 EP01128787A EP01128787A EP1211028A2 EP 1211028 A2 EP1211028 A2 EP 1211028A2 EP 01128787 A EP01128787 A EP 01128787A EP 01128787 A EP01128787 A EP 01128787A EP 1211028 A2 EP1211028 A2 EP 1211028A2
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Festwalzmaschine für Kurbelwellen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a deep rolling machine for Crankshafts according to the preamble of the main claim.
Beim Festwalzen von Einstichen oder Radien an Kurbelwellen kann es vorkommen, daß sich die Kurbelwelle verbiegt. Zu diesem Zwecke wird im Anschluss an die Festwalzoperation die Kurbelwelle vermessen um festzustellen, ob sie einen Schlag aufweist. Das Vermessen geschieht in der Regel mit Hilfe von Messtastern, die nach der Festwalzoperation auf eines oder mehrere der Hauptlager der Kurbelwelle abgesenkt werden und elektrisch mit einem Auswertegerät in Verbindung stehen. Während der Messung führt die Kurbelwelle eine Umdrehung um ihre Längsachse aus. Durch die Zuordnung von jeweils einem Messtaster zu jedem der Hauptlager der Kurbelwelle wird auf diese Weise die Güte der festgewalzten Kurbelwelle ermittelt. Entsprechend dem Messergebnis kann sich daran eine weitere Festwalzoperation anschließen, bei welcher die Radien oder Einstiche einzelner Lagerstellen gezielt nachgewalzt werden. Das Nachwalzen kann sich über den gesamten Umfang der betreffenden Lagerstelle erstrecken, es kann aber auch nur einen Teil des Umfangs erfassen. Das Nachwalzen kann die Radien oder Einstiche an einzelnen Hauptlagern oder auch an Kurbelzapfenlagern der Kurbelwelle umfassen.When deep rolling punctures or radii Crankshafts can happen that the crankshaft bends. For this purpose, following the Deep rolling operation to measure the crankshaft determine if it has a stroke. The Surveying is usually done with the help of Measuring probes, which after the deep rolling operation on a or more of the main bearings of the crankshaft are lowered be and electrically with an evaluation device in Connect. During the measurement, the Crankshaft one revolution around its longitudinal axis. By the assignment of one probe to each of the The main bearing of the crankshaft is the quality of the rolled crankshaft. According to that Measurement result can be another Connect deep rolling operation, in which the radii or punctures of individual bearing points become. Roughing can extend over the entire circumference the relevant depository, but it can capture even a part of the scope. Roughing can the radii or punctures on individual main bearings or include on crankpin bearings of the crankshaft.
An die Messgenauigkeit der Messung des Schlages werden hohe Anforderungen gestellt. So ist es zum Beispiel erforderlich, bei einer Kurbelwelle mit einer Gesamtlänge von etwa 400 mm am mittleren Hauptlager noch einen Schlag zu messen, der in der Größenordnung von 10-2 mm liegt.High demands are placed on the measurement accuracy of the impact measurement. For example, in the case of a crankshaft with a total length of approximately 400 mm, it is necessary to measure an impact on the central main bearing which is of the order of 10 -2 mm.
Ausgehend vom jeweiligen Messergebnis wird an der Festwalzmaschine über das Auswertegerät die Festwalzoperation geregelt. Üblich ist es, eine Mehrzahl von Messtastern, entsprechend jedem Hauptlager, entlang der Kurbelwelle anzuordnen. Durch die gegenseitigen Abstände, welche die Messtaster voneinander haben, ist die Anordnung jeweils nur für einen bestimmten Typ einer Kurbelwelle geeignet. Moderne Festwalzmaschinen für Kurbelwellen sind allerdings so ausgelegt, daß mehrere Typen von Kurbelwellen nacheinander bearbeitet werden können. Das bedingt aber, daß die Einstellung der Messtaster von Kurbelwellentyp zu Kurbelwellentyp angepasst werden muss. Beispielsweise erfordert das Festwalzen einer Kurbelwelle für einen 3-Zylinder-Motor eine geringere Anzahl an Messtastern als das Festwalzen von Kurbelwellen für Motoren, welche eine größere Anzahl von Zylindern haben. Dementsprechend muss die Festwalzmaschine für die Kurbelwellen jedes Mal umgerüstet werden, wenn darauf unterschiedliche Typen von Kurbelwellen bearbeitet werden sollen. Abgesehen von dem damit einhergehenden Wechsel der Festwalzwerkzeuge müssen jedesmal die Messtaster mit der erforderlichen Genauigkeit neu eingerichtet werden, damit die Festwalzoperation zum Erfolg führt.Based on the respective measurement result, the Deep rolling machine via the evaluation device Deep rolling operation regulated. It is common to have a majority of probes, corresponding to each main bearing to arrange the crankshaft. By mutual The distances between the probes is the arrangement only for a certain type of one Suitable for crankshafts. Modern deep rolling machines for However, crankshafts are designed so that several Types of crankshafts can be processed one after the other can. But that means that the attitude of Probe from crankshaft type to crankshaft type needs to be adjusted. For example, that requires Deep rolling a crankshaft for a 3-cylinder engine a smaller number of probes than deep rolling of crankshafts for engines, which a larger number of cylinders. Accordingly, the Deep rolling machine for the crankshafts every time be converted if different types of Crankshafts are to be processed. Except for the associated change of deep rolling tools must each time the probe with the required Accuracy to be set up so that Deep rolling operation leads to success.
Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, entsprechend dem jeweiligen Typ der festzuwalzenden Kurbelwelle Messtaster in erforderlicher Anzahl und vorbereiteter Anordnung auswechselbar an der Festwalzmaschine anzubringen. Dabei soll neben der geforderten Messgenauigkeit zugleich gewährleistet sein, daß die Vielfachverbindung der Messtaster mit dem Auswertegerät mit großer Schonung und Zuverlässigkeit sowie in kürzester Zeit hergestellt werden kann. Schließlich soll die Umrüstzeit von einer Messtastergruppe auf die andere so kurz wie möglich, und das Anbringen der Messtaster so leichtgängig wie möglich sein.Hence the task for the present Invention, according to the respective type of crankshaft probe to be rolled into the required Number and prepared arrangement interchangeable on the To install deep rolling machine. In addition to the required measurement accuracy can be guaranteed at the same time, that the multiple connection of the probe with the Evaluation device with great protection and reliability and can be produced in the shortest possible time. After all, the changeover time from one Probe group to the other as short as possible, and attaching the probe as smoothly as possible his.
Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dort ist eine Messtaster-Brücke vorgesehen, auf welcher entsprechend der Anzahl der zu vermessenden Hauptlager eine Mehrzahl von Messtastern vorgesehen ist, die in gegenseitigem Abstand zueinander angeordnet sind. Die Messtaster-Brücke kann über eine Schnellkupplung mit dem freien Ende des Armes verbunden werden, der dazu vorgesehen ist, die Messtaster mit der Kurbelwelle in Eingriff zu bringen. Die Schnellkupplung ist so ausgestaltet, daß daneben zugleich die Kabelverbindung hergestellt werden kann, über welche die einzelnen Messtaster mit dem Auswertegerät in Verbindung stehen. Im vorliegenden Fall ist die Kabelverbindung ein mehrpoliger Stecker, der ein sorgfältiges und hochgenaues miteinander Verbinden der einzelnen Kabel sicherstellt, die jedem Messtaster zugeordnet sind. Die Schnellkupplung gewährleistet, daß die Messbrücke ohne Verkanten und leichtgängig an der Festwalzmaschine angebracht werden kann. Zugleich erfolgt das Kuppeln der Messtaster mit dem Auswertegerät unter größtmöglicher Schonung der Steckverbindung. Jedem Kurbelwellentyp ist eine eigene Messtaster-Brücke zugeordnet, auf welcher die einzelnen Messtaster typengerecht angebracht sind. Durch die schnelle Austauschbarkeit einzelner Messtaster-Brücken kann die Rüstzeit der Festwalzmaschine wesentlich verringert werden.The task is carried out with the characteristic features of the Main claim solved. There is a probe bridge provided on which according to the number of to main bearing measuring a plurality of probes is provided, which are at a mutual distance from each other are arranged. The probe bridge can be connected to a Quick coupling connected to the free end of the arm which is intended to be used with the measuring probe To engage the crankshaft. The quick coupling is designed so that the Cable connection can be established via which the individual probe in connection with the evaluation unit stand. In the present case, the cable connection is on multi-pin connector that is a careful and highly accurate connecting the individual cables together, assigned to each probe. The quick coupling ensures that the measuring bridge without tilting and can be easily attached to the deep rolling machine can. At the same time, the probes are coupled with the Evaluation device with the greatest possible protection of the Plug connection. Each crankshaft type is unique Probe bridge assigned on which the individual Measuring probes are attached according to type. Through the rapid interchangeability of individual probe bridges the set-up time of the deep rolling machine can be significant be reduced.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Schnellkupplung als Stellhülse, in welche zum Befestigen von Messtastern ein Zapfen einführbar ist, der seinerseits Teil der Messtaster-Brücke ist und durch achsiales Verschieben einer Schalthülse entriegelt werden kann. Stellhülsen der genannten Art sind beispielsweise aus der DIN 55 058 bekannt. Über die aus der Norm bekannten Stellhülsen werden Werkzeuge mit den Spindelköpfen von Werkzeugmaschinen verbunden. In Anlehnung an die DIN Norm wurden die Stellhülsen beziehungsweise Werkzeughalter in einer Weise weiterentwickelt, daß sie ohne Hilfswerkzeuge schnell wechselbar sind und durch Einstoßen in die Spindel der Werkzeugmaschine verriegelt werden. Die Entriegelung erfolgt durch achsiales Verschieben einer Schalthülse. Ein entsprechendes System ist unter der Typenbezeichnung ASBVA einer Firmenschrift der Firma Otto Bilz Werkzeugfabrik GmbH & Co., 73760 Ostfildern, bekannt geworden.The formation of the Quick coupling as an adjusting sleeve in which to attach a pin can be inserted by measuring probes in turn is part of the probe bridge and through axial shifting of a switching sleeve can be unlocked can. Adjusting sleeves of the type mentioned are for example known from DIN 55 058. About that from the norm Known adjusting sleeves are tools with the Spindle heads connected by machine tools. In The adjusting sleeves were based on the DIN standard or tool holder in a way evolved to be quick without auxiliary tools are interchangeable and by pushing into the spindle Machine tool can be locked. The release is done by axially shifting a switching sleeve. A corresponding system is under the type designation ASBVA a company font of Otto Bilz Werkzeugfabrik GmbH & Co., 73760 Ostfildern, known become.
Ein sicheres Kuppeln und Entkuppeln der Messtaster-Brücke mit der Festwalzmaschine wird erzielt, wenn zwei Arme in gleicher geometrischer Anordnung mit der Welle drehfest verbunden sind, die für das In-Eingriff-Bringen der Messtaster mit der Kurbelwelle an der Festwalzmaschine vorgesehen ist. Jedem der beiden Arme ist sodann jeweils auch eine Stellhülse zugeordnet. Die freien Enden der beiden Arme sind über eine Platte miteinander verbunden. Seitlich neben den Armen sind die Stellhülsen für die Schnellkupplung auf der Platte befestigt. Safe coupling and uncoupling of the probe bridge with the deep rolling machine is achieved when two arms in same geometric arrangement with the shaft rotatably connected for engaging the Probe with the crankshaft on the deep rolling machine is provided. Each of the two arms is then each also assigned an adjusting sleeve. The free ends of the both arms are connected by a plate. To the side of the arms are the adjusting sleeves for the Quick coupling attached to the plate.
Damit das Anbringen der Messtaster-Brücke an der Festwalzmaschine möglichst ohne Verkanten und daher leichtgängig erfolgen kann, ist eine der Stellhülsen über ein Gelenk mit der Platte verbunden, die ihrerseits die Enden der beiden Arme miteinander verbindet. Durch das Gelenk können zugleich auch gewisse Fertigungstoleranzen aufgefangen werden, die bei der Herstellung einer Messtaster-Brücke unvermeidbar sind. Durch das Gelenk wird weitgehend ausgeschlossen, daß sich die Messtaster-Brücke beim Anbringen an der Festwalzmaschine verkanten kann, wodurch die Leichtgängigkeit der Verbindung als auch die Messgenauigkeit gewährleistet ist. Zur Schonung der elektrischen Kontakte sind Teile der lösbaren Steckverbindung, die zum Auswertegerät führen, ebenfalls mit der Platte fest verbunden.So that attaching the probe bridge to the Deep rolling machine if possible without tilting and therefore can be done easily, one of the adjusting sleeves is over a joint connected to the plate, which in turn the Connects ends of the two arms together. By the Joint can also have certain manufacturing tolerances be caught in the making of a Probe bridge are inevitable. Through the joint is largely excluded that the probe bridge tilt when attaching to the deep rolling machine can, making the connection smooth as the measurement accuracy is also guaranteed. For protection the electrical contacts are part of the detachable Plug connection leading to the evaluation device, too firmly connected to the plate.
Wie an sich üblich, steht jeder Messtaster in der Stellung des Eingriffs mit der Kurbelwellen senkrecht. Während des Festwalzens der Kurbelwellen werden die Messtaster außer Eingriff geschwenkt und nehmen dabei eine annähernd horizontale Lage ein. In dieser ausgeschwenkten Stellung der Messtaster können die Festwalzwerkzeuge ungehindert die Radien oder Einstiche der Kurbelwelle festwalzen.As usual, each probe is in the Position of the engagement with the crankshafts vertically. During the deep rolling of the crankshafts Measuring probe swiveled out of engagement and take it an approximately horizontal position. In this the swiveled-out position of the probes can Deep rolling tools unhindered the radii or punctures roll the crankshaft.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen, jeweils in verkleinertem Maßstab, die
- Fig. 1
- eine Vorderansicht der Messtaster-Brücke,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Messtaster-Brücke,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht der Messtaster-Brücke,
- Fig. 4, 5 und 6
- jeweils Schnitte durch die Messtaster-Brücke entlang der Linien G-G, J-J und H-H der Fig. 1.
- Fig. 1
- a front view of the probe bridge,
- Fig. 2
- a top view of the probe bridge,
- Fig. 3
- a side view of the probe bridge,
- 4, 5 and 6
- cuts through the probe bridge along lines GG, JJ and HH of FIG. 1.
In der Fig. 1 ist eine Kurbelwelle 1 mit unterbrochenen
Linien dargestellt, wie sie beispielsweise in einem 6-Zylinder-Reihenmotor
für PKW verwendet wird. Entlang der
Drehachse 2 der Kurbelwelle 1 sind die Hauptlager 3 in
gegenseitigem Abstand voneinander angeordnet. Mit jedem
Hauptlager 3 steht ein Messtaster 4 im Eingriff. Die
Messtaster 4 sind in gegenseitigen Abständen 5,
entsprechend der Anordnung der Hauptlager 3, mit ihren
oberen Enden auf einer Messtaster-Brücke 6 befestigt. Die
Messtaster-Brücke 6 besteht aus einer Profilleiste 7, in
deren Nuten 8 verschiebbare Prismensteine 9 befestigt
sind. An jeweils zwei Prismensteinen 9 ist ein Messtaster
4 mit seinem oberen Ende angeschraubt.In Fig. 1, a
Die Profilleiste 7 ist auf einer Platte 10 befestigt. Auf
der die Profilleiste 7 tragenden Oberseite 11 weist die
Platte 10 einen Handgriff 12 auf. Auf der der Oberseite
11 gegenüberliegenden rückwärtigen Oberseite 13 der
Platte 10 (Fig. 2) springen zwei Zapfen 14 und 15
senkrecht hervor (Fig. 5 und 6). Die beiden Zapfen 14 und
15 haben einen gegenseitigen Abstand voneinander, welcher
dem Abstand 16 entspricht, den die beiden Schnittlinien
J-J und H-H voneinander haben (Fig. 1). Die horizontale
Höhenlage der beiden Zapfen 14 und 15 auf der Platte 10
ist gleich und erstreckt sich parallel zur Längsachse 2
der Kurbelwelle 1; in der Fig. 1 ist das durch die
jeweiligen Befestigungen 17 und 18 für die Zapfen 14 und
15 erkennbar. Während die Befestigung 17 für den Zapfen
14 in der Fig. 5 als Schraubverbindung 19 zu erkennen
ist, ist die Befestigung 18 für den Zapfen 15 an der
Platte 10 als Gelenk 20 ausgestaltet. Das Gelenk 20 wird
von einer Platte 21 und Schrauben 22 an der Platte 10
gehalten; es ist in begrenztem Umfang nach allen
Richtungen bewegbar.The
Die Zapfen 14 und 15 greifen jeweils in gleichartige
Stellhülsen 23 ein, die über Schrauben 24, welche jeweils
mit einer Scheibe 25 unterlegt sind, an einer Leiste 26
befestigt sind. Die Leiste 26 verbindet die äußeren
freien Enden 27 von zwei Armen 28 miteinander, die auf
einer Welle 29 drehfest und in gegenseitigem Abstand 30
voneinander befestigt sind.The
Ebenso wie die beiden Zapfen 14 und 15 sind die
Stellhülsen 23 Teile von zwei Schnellkupplungen 31, über
die die Messtaster-Brücke 6 an die Leiste 26 und somit an
die Arme 28 und die Welle 29 der Festwalzmaschine 41
angeschlossen werden kann. Das Anschließen der
Messtaster-Brücke 6 an die Festwalzmaschine 41 erfolgt
durch einfaches Einführen der Zapfen 14 und 15 in die
jeweiligen Stellhülsen 23. Konisch ausgestaltete Enden 42
erleichtern das Einführen der Zapfen 14 und 15 in die
Stellhülsen 23; Bünde 43 auf ihrem Schaft 44
gewährleisten einen passgenauen Sitz und Leichtgängigkeit
der Zapfen 14 und 15 innerhalb der Stellhülsen 23. Davon
zu lösen ist die Messtaster-Brücke 6 über Schalthülsen
32, welche ihrerseits achsial beweglich auf dem äußeren
Abschnitt der Stellhülsen 23 geführt sind. Kugeln 33, die
in einer Ringnut 34 der beiden Zapfen 14 und 15 gelagert
sind, stellen die eigentliche Verbindung zwischen dem
betreffenden Zapfen 14, 15 und der Stellhülse 23 dar.
Durch achsiales Bewegen der Schalthülsen 32 in Richtung
auf die Platte 10 zu, können die Kugeln 33 aus den
Ringnuten 34 austreten und somit die Messtaster-Brücke 6
von der Festwalzmaschine 41 gelöst werden.Just like the two
Jeder der Messtaster 4 ist elektrisch über einen
Kabelstecker 35 mit einem Auswertegerät (nicht gezeigt)
verbunden. Der Kabelstecker 35 besteht aus einem Teil 36,
der an der Messtaster-Brücke 6 befestigt ist und einem
Teil 37, welcher an der Leiste 26 befestigt ist. Während
der Teil 37 über die Leiste 26 mit der Festwalzmaschine
41 dauerhaft verbunden ist, ändert sich der Eingriff des
Teiles 36 in den Teil 37 des Kabelsteckers 35 mit jedem
Austausch der Messtaster-Brücke 6. Die Schnellkupplung 31
ist derart genau, daß die große Menge der
Einzelverbindungen der Messtaster-Brücke 6 entsprechend
den einzelnen Messtastern 4, innerhalb des Kabelsteckers
35 über die beiden Teile 36 und 37 problemlos hergestellt
werden kann, ohne daß dabei Teile der empfindlichen
Leitungsenden Schaden nehmen.Each of the
Die Fig. 4 zeigt einen der Messtaster 4 im Eingriff mit
einem Hauptlager 3 einer Kurbelwelle 1. Wie man in der
Fig. 4 sieht, wird der Messtaster 4 von einem gebogenen
Arm 38 gehalten, dessen anderes Ende an der Profilleiste
7 befestigt ist. Sehr gut erkennbar ist in der Fig. 4 der
Kabelstecker 35 mit seinen beiden Teilen 36 und 37.4 shows one of the measuring probes 4 in engagement with
a main bearing 3 a
Die Fig. 3 zeigt die Messtaster-Brücke 6 jeweils in der
Arbeits- und in der Ruhestellung. In der Arbeitsstellung
auf der linken Hälfte der Fig. 3 ist der Messtaster 4 auf
die Kurbelwelle 1 abgesenkt und steht nahezu senkrecht
auf einem der Hauptlager 3. Im rechten Teil der Fig. 3
befindet sich die Messtaster-Brücke 6 in der
Ruhestellung. Beim Übergang von der Arbeits- in die
Ruhestellung beschreibt die Spitze des Messtasters 4
einen Bogen 39. Eine Stützkette 40 bewahrt die aus dem
Teil 37 des Kabelsteckers 35 austretenden Kabel (nicht
gezeigt) davor, beim Verschwenken des Messtasters 4
entlang des Bogens 39 Schaden zu nehmen. Die Welle 29,
mit ihren Armen 28 und der die Enden der Arme 28
verbindenden Leiste 26 sind Teile der Festwalzmaschine
41, welche beständig daran verbleiben. Fig. 3 shows the
- 11
- Kurbelwellecrankshaft
- 22
- Drehachseaxis of rotation
- 33
- Hauptlagermain bearing
- 44
- Messtasterprobe
- 55
- Abstanddistance
- 66
- Messtaster-BrückeProbe Bridge
- 77
- ProfilleisteMolding
- 88th
- Nutengroove
- 99
- Prismensteinprism stone
- 1010
- Platteplate
- 1111
- Oberseitetop
- 1212
- Handgriffhandle
- 1313
- Oberseitetop
- 1414
- Zapfenspigot
- 1515
- Zapfenspigot
- 1616
- Abstanddistance
- 1717
- Befestigungattachment
- 1818
- Befestigungattachment
- 1919
- Schraubverbindungscrew
- 2020
- Gelenkjoint
- 2121
- Platteplate
- 2222
- Schraubenscrew
- 2323
- Stellhülseadjusting sleeve
- 2424
- Schraubescrew
- 2525
- Scheibedisc
- 2626
- Leistestrip
- 2727
- EndeThe End
- 2828
- Armpoor
- 2929
- Wellewave
- 3030
- Abstanddistance
- 3131
- Schnellkupplungquick coupling
- 3232
- Schalthülse switching sleeve
- 3333
- KugelBullet
- 3434
- Ringnutring groove
- 3535
- Kabelsteckercable connector
- 3636
- Teil des KabelsteckersPart of the cable connector
- 3737
- Teil des KabelsteckersPart of the cable connector
- 3838
- Armpoor
- 3939
- Bogenarc
- 4040
- Stützkettesupport chain
- 4141
- FestwalzmaschineHard-rolling machine
- 4242
- EndeThe End
- 4343
- BundFederation
- 4444
- Schaftshaft
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