EP2928644A1 - Finishvorrichtung und verfahren zur bearbeitung von wellenaxiallagern - Google Patents

Finishvorrichtung und verfahren zur bearbeitung von wellenaxiallagern

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EP2928644A1
EP2928644A1 EP14706034.7A EP14706034A EP2928644A1 EP 2928644 A1 EP2928644 A1 EP 2928644A1 EP 14706034 A EP14706034 A EP 14706034A EP 2928644 A1 EP2928644 A1 EP 2928644A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
finishing
processing unit
finishing device
sensor
machining
Prior art date
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Granted
Application number
EP14706034.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2928644B1 (de
Inventor
Martin Seger
Dieter LAUBLE
Jürgen HEIZMANN
Bernd DEGNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Original Assignee
Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Supfina Grieshaber GmbH and Co KG filed Critical Supfina Grieshaber GmbH and Co KG
Publication of EP2928644A1 publication Critical patent/EP2928644A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2928644B1 publication Critical patent/EP2928644B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B35/00—Machines or devices designed for superfinishing surfaces on work, i.e. by means of abrading blocks reciprocating with high frequency
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces

Definitions

  • the invention relates to a finishing device for machining shaft bearings, in particular crankshaft bearings, comprising a holder which can be arranged or arranged on a machine frame, on which a processing unit is movably mounted with a finishing tool, wherein a movement of the processing unit with an adjustment of a diameter to be machined by means of the finishing tool associated with a Wellenaxiallagers.
  • the aforementioned finishing devices are used, for example, for machining crankshaft journal bearings. These bearings have mutually facing thrust bearing surfaces, which are radially inwardly adjacent to a peripheral surface of a crankshaft main bearing. To adapt at least to the inner diameter of the thrust bearing surfaces, it is necessary to adjust the position of the finishing tool so that the finishing tool does not fall below this minimum diameter. For this purpose, the processing unit must be brought with the finishing tool in a corresponding relative position to the workpiece to be machined.
  • the associated installation costs can be acceptable for high batch sizes, ie for a large number of identical crankshafts to be processed consecutively; However, with smaller batches and more frequent changes between lot sizes across different diameters of the setup effort is disturbing and justified a significant proportion of unproductive non-productive times.
  • the present invention has the object to provide an apparatus and a method with which the processing of Wellenaxiallagern is simplified across different sizes over batch sizes.
  • a motor drive unit which drives the processing unit along a feed axis.
  • the finishing device allows a precise delivery of the processing unit and the finishing tool relative to a workpiece to be machined. In this way, the effort to set up a new lot size can be significantly reduced.
  • a further reduction of secondary sides is made possible by the fact that a control device is provided for controlling the drive unit. This allows the specification of target positions, which can be specified depending on the geometry of a workpiece to be machined.
  • a sensor device for detecting the position of the processing unit along the feed axis. This allows a comparison between a target position and an actual position of the processing unit and thus a target position and an actual position of a finishing tool relative to a workpiece to be machined.
  • the sensor device comprises a first sensor part, which is arranged on the holder, and a second sensor part, which is arranged on the processing unit, wherein the sensor device detects the relative position of the two sensor parts. This allows the detection of the position of the processing unit relative to the holder, regardless of the geometry of a workpiece to be machined.
  • the sensor device comprises a distance sensor for detecting a distance between the processing unit and a reference surface of the workpiece to be machined, in particular the circumferential bearing surface of a main bearing of a crankshaft. This allows a precise positioning of the processing unit relative to a workpiece to be machined.
  • the sensor device comprises a measuring device for measuring an operating variable of the drive unit.
  • a variable required for operating the drive unit can be detected, which corresponds to the energy requirement of the drive unit.
  • Such a "start-up" is accompanied by an increase in the energy requirement of the drive unit, for example with an increase in the current in an electric drive unit or with an increase in the pressure of an operating medium of a pneumatic or hydraulic drive unit.
  • the finishing device comprises a regulating device for regulating the position of the processing unit along the feed axis. This allows a simple comparison of target positions and actual position of the processing unit.
  • the finishing device comprises an oscillating drive, by means of which the processing unit can be driven in an oscillating manner in an angle to the feed axis, in particular a vertical direction.
  • the processing unit can be driven in an oscillating manner in an angle to the feed axis, in particular a vertical direction.
  • the finishing tool is advantageously a finishing belt.
  • Such a finishing belt is preferably guided in such a way that it has a first active surface section in the region of two mutually facing axial bearing surfaces, which faces a first axial bearing surface and has a second active surface section which faces a second axial bearing surface.
  • the finishing device comprises two processing units, each having a finishing tool, wherein the two finishing tools for processing circumferentially offset from each other surface portions of the same shaft thrust bearing are formed. In this way, within a Maschinen Swisseintim a material removal rate can be doubled.
  • two processing units are independently movable. As a result, further degrees of freedom for machining thrust bearing surfaces are created.
  • two processing units are movably mounted on the same holder, whereby a relative positioning of two processing units is simplified.
  • a separate drive unit for driving along a separate feed axis is provided for each of the processing units. This allows maximum flexibility for machining varying thrust bearing surface diameters.
  • a separate sensor device for detecting the respective positions along the feed axis is provided for each of the processing units. This allows a simple comparison of different target and actual positions of different machining units.
  • the above-mentioned object is achieved in a method for machining Wellenaxiallagern, in particular of crankshaft journal bearings, according to the invention by using a finishing device described above, the processing unit is moved by the drive unit along the feed axis, during machining of the shaft thrust bearing by means of the finishing tool ,
  • the above method makes it possible to machine thrust bearing surfaces whose ring width is greater than the radially effective width of the finishing tool, which is determined for example by the width of the finishing tape. Moreover, it is advantageous that a compensation of varying in the radial direction cutting speeds is possible; Thus, for example, the finishing tool can stay longer in a radially further inward position than in a radially outward position in which higher cutting speeds occur during rotation of the workpiece to be machined.
  • the finishing tool is moved back and forth in the radial direction of the axial bearing surface to be machined, for example in order to achieve a desired desired geometry and / or to produce an axial bearing surface with a cross-cut structure.
  • Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of a finishing device
  • FIG. 2 the finishing device of FIG. 1 when viewed in accordance with a designated in Fig. 1 with II perspective.
  • FIGS. 1 and 2 An embodiment of a finishing device is shown in FIGS. 1 and 2 from various perspectives and designated overall by the reference numeral 10.
  • the finishing devices 10 are used for finish machining of axial bearing surfaces of a workpiece 12, which is designed in particular as a crankshaft.
  • the workpiece 12 has a shaft axis 14. During the machining of the workpiece 12, this is driven by means of a schematically represented rotary drive 16, so that the workpiece 12 rotates about the workpiece axis 14.
  • the workpiece 12 has at least one, preferably two axial bearing surfaces 18, 20 to be machined.
  • the thrust bearing surfaces 18 and 20 together form a crankshaft journal bearing which, when installed in an internal combustion engine, serves for the axial bearing of the crankshaft.
  • the finishing device 10 is arranged on a known machine frame 22, which is therefore not shown. It is possible that the finishing device 10 is firmly connected to the machine frame 22 or by means of a known per se and schematically illustrated oscillation drive 24 along an oscillation axis 26 is driven to oscillate.
  • the oscillation axis 26 preferably runs perpendicular to the workpiece axis 14.
  • the finishing device 10 comprises a holder designated overall by the reference numeral 28.
  • the holder 28 includes a horizontal plate 30 which is fixedly connected to a vertical plate 32.
  • the holder 28 further comprises a horizontal holding portion 34 for arrangement with respect to the holder 28 stationary first sensor parts 36 and 38, which are each part of a sensor device 40 and 41, respectively.
  • the finishing device 10 comprises an upper processing unit 42 and a lower processing unit 44.
  • the upper processing unit 42 serves to guide a first finishing belt 46, which is guided on the upper processing unit 42 in such a way that it engages with the workpiece 12 with a first operative portion 48 with the thrust bearing surface 20 and with a second operative portion 50 with the thrust bearing surface 18 is engaged.
  • the second finishing belt 56 is guided on the lower processing unit 44.
  • the first finishing belt 46 has a vertically measured distance 58 from the workpiece axis 14.
  • the second finishing belt 56 has a distance 60 measured in the vertical direction relative to the workpiece axis 14. It is possible that the distances 58 and 60 are set identically, so that the active surfaces 48 and 52 and the active surfaces 50 and 54, the thrust bearing surfaces 18 and 20 in an identical radius region, which corresponds to the width of the finishing tapes 46 and 56 processed. However, it is also conceivable to set the distances 58 and 60 different from each other.
  • the finishing device 10 comprises drive units described below.
  • a first drive unit 62 is assigned to the upper processing unit 42.
  • a second processing unit 64 is assigned to the lower processing unit 44.
  • the drive units 62 and 64 each include a drive housing 66, 68 and drive elements 70 and 72 movable relative to the drive housings 66, 68, respectively.
  • the drive elements 70, 72 are each movable along vertical feed axes 74, 76.
  • the free ends of the drive elements 70 and 72 are each connected via a hinge eye 78 and 80 with the vertical plate 32 of the holder 28.
  • the drive housings 66 and 68 of the drive units 62 and 64 are connected to one of the processing units 42 and 44, respectively.
  • the drive housing 66 of the drive unit 62 is connected to a vertical plate 84 of the upper processing unit 42 by means of a connecting element 82 extending substantially parallel to the drive element 70.
  • the vertical plate 84 merges into an arm 86 of the upper processing unit 42 or is fixedly connected to the arm 86.
  • the drive housing 68 of the drive unit 64 is connected via a connecting element 88 to a vertical plate 90 of the lower processing unit 44.
  • the vertical plate 90 merges into an arm 92 of the lower processing unit 44 or is connected to the arm 92.
  • second sensor parts 94, 96 are provided whose position varies depending on the position of the processing units 42, 44 relative to the first sensor parts 36, 38.
  • a control unit 98 is provided for controlling the drive units 62, 64.
  • the drive units 62, 64 set position of the upper processing unit or the lower processing unit 44 along the respective feed axes 74, 76 can be specified.
  • the actual positions of the processing units 42, 44 along the feed axes 74, 76 can be detected with the sensor devices 40, 41.
  • the drive unit 62 of the upper processing unit 42 is actuated such that the drive element 70 is moved out of the drive housing 66.
  • the drive housing 66 is raised relative to the drive element 70, and the upper processing unit 42 is also raised via the connecting element 82 and the vertical plate 84.
  • the lower processing unit 44 is moved downward by the drive element 72 is further moved into the drive housing 68 of the second drive unit 64.
  • the drive housing 68 of the second drive unit 64 is moved downward and this movement is transmitted via the connecting element 88 to the vertical plate 90 and to the lower processing unit 44.
  • the drive units 62 and 64 are arranged within a vertical plane which runs perpendicular to the workpiece axis 14. This makes it possible to create a finishing device 10 which is very narrow overall, whereby a plurality of finishing devices 10 can be arranged next to one another in a small space. This leaves laterally adjacent to the finishing device 10 space for other machine tool parts.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Finishvorrichtung (10) zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern, insbesondere von Kurbelwellenpasslagern, umfassend einen an einem Maschinengestell (22) anordenbaren oder angeordneten Halter (28), an welchem eine Bearbeitungseinheit (42) mit einem Finishwerkzeug (56) bewegbar gelagert ist, wobei eine Bewegung der Bearbeitungseinheit (42) mit einer Einstellung eines mittels des Finishwerkzeugs (46) zu bearbeitenden Durchmessers eines Wellenaxiallagers einhergeht, wobei zur Bewegung der Bearbeitungseinheit (42) eine motorische Antriebseinheit (62) vorgesehen ist, welche die Bearbeitungseinheit (42) entlang einer Zustellachse (74) antreibt. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern.

Description

    Finishvorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern
  • Die Erfindung betrifft eine Finishvorrichtung zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern, insbesondere von Kurbelwellenpasslagern, umfassend einen an einem Maschinengestell anordenbaren oder angeordneten Halter, an welchem eine Bearbeitungseinheit mit einem Finishwerkzeug bewegbar gelagert ist, wobei eine Bewegung der Bearbeitungseinheit mit einer Einstellung eines mittels des Finishwerkzeugs zu bearbeitenden Durchmessers eines Wellenaxiallagers einhergeht.
  • Vorstehend genannte Finishvorrichtungen werden beispielsweise zur Bearbeitung von Kurbelwellenpasslagern verwendet. Diese Lager weisen einander zugewandte Axiallagerflächen auf, welche radial innen an eine Umfangsfläche eines Kurbelwellenhauptlagers angrenzen. Zur Anpassung zumindest an den Innendurchmesser der Axiallagerflächen ist es erforderlich, die Lage des Finishwerkzeugs so einzustellen, dass das Finishwerkzeug diesen Minimaldurchmesser nicht unterschreitet. Hierfür muss die Bearbeitungseinheit mit dem Finishwerkzeug in eine entsprechende Relativposition zu dem zu bearbeitenden Werkstück gebracht werden. Der damit verbundene Einrichtungsaufwand kann für hohe Losgrößen, also für eine große Stückzahl von aufeinander folgend zu bearbeitenden, identischen Kurbelwellen akzeptabel sein; bei kleineren Losgrößen und häufigeren Wechseln zwischen über Losgrößen hinweg unterschiedlichen Durchmessern ist der Einrichtungsaufwand jedoch störend und begründet einen erheblichen Anteil an unproduktiven Nebenzeiten.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit welchen die Bearbeitung von Wellenaxiallagern mit über Losgrößen hinweg unterschiedlichen Durchmessern vereinfacht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zur Bewegung der Bearbeitungseinheit eine motorische Antriebseinheit vorgesehen ist, welche die Bearbeitungseinheit entlang einer Zustellachse antreibt.
  • Die erfindungsgemäße Finishvorrichtung ermöglicht eine präzise Zustellung der Bearbeitungseinheit und des Finishwerkzeugs relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück. Auf diese Weise kann der Aufwand zur Einrichtung einer neuen Losgröße erheblich reduziert werden.
  • Eine weitere Reduzierung von Nebenseiten wird dadurch ermöglicht, dass eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinheit vorgesehen ist. Dies ermöglicht die Vorgabe von Sollpositionen, die in Abhängig der Geometrie eines zu bearbeitenden Werkstücks vorgegeben werden können.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn eine Sensoreinrichtung zur Erfassung der Position der Bearbeitungseinheit entlang der Zustellachse vorgesehen ist. Dies ermöglicht einen Abgleich zwischen einer Sollposition und einer Istposition der Bearbeitungseinheit und somit einer Sollposition und einer Istposition eines Finishwerkzeugs relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung ein erstes Sensorteil umfasst, welches an dem Halter angeordnet ist, und ein zweites Sensorteil, welches an der Bearbeitungseinheit angeordnet ist, wobei die Sensoreinrichtung die Relativposition der beiden Sensorteile erfasst. Dies ermöglicht die Erfassung der Position der Bearbeitungseinheit relativ zu dem Halter unabhängig von der Geometrie eines zu bearbeitenden Werkstücks.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung einen Abstandssensor zur Erfassung eines Abstands zwischen der Bearbeitungseinheit und einer Referenzfläche des zu bearbeitenden Werkstücks, insbesondere der Umfangslagerfläche eines Hauptlagers einer Kurbelwelle, umfasst. Dies ermöglicht eine präzise Positionierung der Bearbeitungseinheit relativ zu einem zu bearbeitenden Werkstück.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sensoreinrichtung eine Messeinrichtung zur Messung einer Betriebsgröße der Antriebseinheit. Beispielsweise kann eine zum Betrieb der Antriebseinheit erforderliche Größe erfasst werden, welche mit dem Energiebedarf der Antriebseinheit korrespondiert. Auf diese Weise ist es möglich, ein "Auffahren" der Bearbeitungseinheit auf das zu bearbeitende Werkstück zu erfassen; ein solches "Auffahren" geht mit einem Anstieg des Energiebedarfs der Antriebseinheit einher, beispielsweise mit einem Anstieg des Stroms bei einer elektrischen Antriebseinheit oder mit einem Anstieg des Drucks eines Betriebsmediums einer pneumatischen oder hydraulischen Antriebseinheit.
  • In vorteilhafter Weise umfasst die Finishvorrichtung eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Position der Bearbeitungseinheit entlang der Zustellachse. Dies ermöglicht einen einfachen Abgleich von Sollpositionen und Istposition der Bearbeitungseinheit.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Finishvorrichtung einen Oszillationsantrieb umfasst, mittels welchem die Bearbeitungseinheit in zu der Zustellachse winkliger, insbesondere senkrechter, Richtung oszillierend antreibbar ist. Auf diese Weise kann einer Relativbewegung zwischen Finishwerkzeug und zu bearbeitendem Werkstück, welche durch Rotation des zu bearbeitenden Werkstücks entsteht, eine weitere Bewegung überlagert werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Abschnitte einer Wirkfläche eines Finishwerkzeugs mit der zu bearbeitenden Axiallagerfläche in Eingriff gebracht werden. Hierbei wird das Finishwerkzeug (in zu der Werkstückachse tangentialer Richtung) hin und her bewegt.
  • Bei dem Finishwerkzeug handelt es sich in vorteilhafter Weise um einen Finishband. Ein solches Finishband ist vorzugsweise so geführt, dass es im Bereich von zwei einander zugewandten Axiallagerflächen einen ersten Wirkflächenabschnitt aufweist, welcher einer ersten Axiallagerfläche zugewandt ist und einen zweiten Wirkflächenabschnitt aufweist, welcher einer zweiten Axiallagerfläche zugewandt ist.
  • Bevorzugt ist es, dass die Finishvorrichtung zwei Bearbeitungseinheiten umfasst, welche jeweils ein Finishwerkzeug aufweisen, wobei die beiden Finishwerkzeuge zur Bearbeitung von in Umfangsrichtung zueinander versetzten Oberflächenabschnitten desselben Wellenaxiallagers ausgebildet sind. Auf diese Weise kann innerhalb einer Werkstückeinspannung eine Materialabtragsrate verdoppelt werden.
  • Es ist denkbar, dass bei Verwendung von zwei Bearbeitungseinheiten diese in ihrem Abstand zueinander einstellbar sind, sodass Wellenaxiallager mit unterschiedlichen Durchmessern bearbeitbar sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Bearbeitungseinheiten voneinander unabhängig bewegbar. Hierdurch werden weitere Freiheitsgrade zur Bearbeitung von Axiallagerflächen geschaffen.
  • Vorzugsweise sind zwei Bearbeitungseinheiten an demselben Halter bewegbar gelagert, wodurch eine Relativpositionierung von zwei Bearbeitungseinheiten vereinfacht wird.
  • Vorzugsweise ist für jede der Bearbeitungseinheiten eine eigene Antriebseinheit zum Antrieb entlang einer eigenen Zustellachse vorgesehen. Diese ermöglicht eine maximale Flexibilität zur Bearbeitung von variierenden Axiallagerflächendurchmessern.
  • Ferner ist es bevorzugt, wenn für jede der Bearbeitungseinheiten eine eigene Sensoreinrichtung zur Erfassung der jeweiligen Positionen längs der Zustellachse vorgesehen ist. Dies ermöglicht einen einfachen Abgleich unterschiedlicher Soll- und Istpositionen unterschiedlicher Bearbeitungseinheiten.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern, insbesondere von Kurbelwellenpasslagern, erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass unter Verwendung einer vorstehend beschriebenen Finishvorrichtung die Bearbeitungseinheit mittels der Antriebseinheit entlang der Zustellachse bewegt wird, und zwar während der Bearbeitung des Wellenaxiallagers mittels des Finishwerkzeugs.
  • Das vorstehend genannte Verfahren ermöglicht es, Axiallagerflächen zu bearbeiten, deren Ringbreite größer ist als die in radialer Richtung wirksame Breite des Finishwerkzeugs, welche beispielsweise durch die Breite des Finishbands bestimmt ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass ein Ausgleich von in radialer Richtung variierenden Schnittgeschwindigkeiten ermöglicht wird; das Finishwerkzeug kann also beispielsweise in einer radial weiter innen liegenden Position länger verweilen als in einer radial weiter außen liegenden Position, in welcher bei Rotation des zu bearbeitenden Werkstücks höhere Schnittgeschwindigkeiten auftreten.
  • Schließlich ist es vorteilhaft, wenn das vorstehend genannte erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung eines "Überlagerungshubs" verwendet wird. Hierbei wird das Finishwerkzeug in radialer Richtung der zu bearbeitenden Axiallagerfläche hin und her bewegt, beispielsweise um eine gewünschte Sollgeometrie zu erzielen und/oder um eine Axiallagerfläche mit einer Kreuzschliffstruktur herzustellen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Finishvorrichtung; und
  • Fig. 2 die Finishvorrichtung gemäß Fig. 1 bei Ansicht entsprechend einer in Fig. 1 mit II bezeichneten Perspektive.
  • Eine Ausführungsform einer Finishvorrichtung ist in den Figuren 1 und 2 aus verschiedenen Perspektiven dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Finishvorrichtungen 10 dienen zur Finishbearbeitung von Axiallagerflächen eines Werkstücks 12, das insbesondere als Kurbelwelle ausgebildet ist. Das Werkstück 12 weist eine Wellenachse 14 auf. Während der Bearbeitung des Werkstücks 12 wird dieses mittels eines schematisch darstellten Rotationsantriebs 16 angetrieben, sodass das Werkstück 12 um die Werkstückachse 14 rotiert.
  • Das Werkstück 12 weist mindestens eine, vorzugsweise zwei zu bearbeitende Axiallagerflächen 18, 20 auf. Die Axiallagerflächen 18 und 20 bilden gemeinsam ein Kurbelwellenpasslager, welches bei Einbau in einem Verbrennungsmotor zur axialen Lagerung der Kurbelwelle dient.
  • Die Finishvorrichtung 10 ist an einem an sich bekannten und daher nicht dargestellten Maschinengestell 22 angeordnet. Dabei ist es möglich, dass die Finishvorrichtung 10 fest mit dem Maschinengestell 22 verbunden ist oder aber mittels eines an sich bekannten und schematisch dargestellten Oszillationsantriebs 24 entlang einer Oszillationsachse 26 oszillierend antreibbar ist. Die Oszillationsachse 26 verläuft vorzugsweise senkrecht zu der Werkstückachse 14.
  • Die Finishvorrichtung 10 umfasst einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 28 bezeichneten Halter. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Halter 28 eine Horizontalplatte 30, die fest mit einer Vertikalplatte 32 verbunden ist. Der Halter 28 umfasst ferner einen horizontalen Halteabschnitt 34 zur Anordnung bezogen auf den Halter 28 ortsfester erster Sensorteile 36 und 38, welche jeweils Teil einer Sensoreinrichtung 40 bzw. 41 sind.
  • Die Finishvorrichtung 10 umfasst eine obere Bearbeitungseinheit 42 und eine untere Bearbeitungseinheit 44. Die obere Bearbeitungseinheit 42 dient zur Führung eines ersten Finishbands 46, welches so an der oberen Bearbeitungseinheit 42 geführt ist, dass es in einem Eingriffsbereich mit dem Werkstück 12 mit einem ersten Wirkabschnitt 48 mit der Axiallagerfläche 20 und mit einem zweiten Wirkabschnitt 50 mit der Axiallagerfläche 18 in Eingriff steht.
  • Bezogen auf die Umfangsrichtung der Axiallagerflächen 18 und 20 um 180° versetzt stehen Wirkabschnitte 52 und 54 eines zweiten Finishbands 56 in Eingriff mit den Axiallagerflächen 18 und 20 des Werkstücks 12. Das zweite Finishband 56 ist an der unteren Bearbeitungseinheit 44 geführt.
  • Das erste Finishband 46 weist einen in vertikaler gemessenen Abstand 58 zu der Werkstückachse 14 auf. Das zweite Finishband 56 weist einen in vertikaler Richtung zu der Werkstückachse 14 gemessenen Abstand 60 auf. Es ist möglich, dass die Abstände 58 und 60 identisch eingestellt sind, sodass die Wirkflächen 48 und 52 sowie die Wirkflächen 50 und 54 die Axiallagerflächen 18 und 20 in einem identischen Radienbereich, welcher der Breite der Finishbänder 46 und 56 entspricht, bearbeitet wird. Es ist jedoch auch denkbar, die Abstände 58 und 60 voneinander unterschiedlich einzustellen.
  • Zur Einstellung der Abstände 58 und 60 umfasst die Finishvorrichtung 10 nachfolgend beschriebene Antriebseinheiten.
  • Eine erste Antriebseinheit 62 ist der oberen Bearbeitungseinheit 42 zugeordnet. Eine zweite Bearbeitungseinheit 64 ist der unteren Bearbeitungseinheit 44 zugeordnet.
  • Die Antriebseinheiten 62 und 64 umfassen jeweils ein Antriebsgehäuse 66, 68 und relativ zu den Antriebsgehäusen 66, 68 bewegbare Antriebselemente 70 bzw. 72.
  • Die Antriebselemente 70, 72 sind jeweils entlang vertikaler Zustellachsen 74, 76 bewegbar. Die freien Enden der Antriebselemente 70 und 72 sind jeweils über ein Gelenkauge 78 bzw. 80 mit der Vertikalplatte 32 des Halters 28 verbunden.
  • Die Antriebsgehäuse 66 und 68 der Antriebseinheiten 62 und 64 sind mit jeweils einer der Bearbeitungseinheiten 42 und 44 verbunden. Das Antriebsgehäuse 66 der Antriebseinheit 62 ist mittels eines sich im Wesentlichen parallel zu dem Antriebselement 70 erstreckenden Verbindungselements 82 mit einer Vertikalplatte 84 der oberen Bearbeitungseinheit 42 verbunden. Die Vertikalplatte 84 geht in einen Arm 86 der oberen Bearbeitungseinheit 42 über oder ist fest mit dem Arm 86 verbunden.
  • In entsprechender Weise ist das Antriebsgehäuse 68 der Antriebseinheit 64 über ein Verbindungselement 88 mit einer Vertikalplatte 90 der unteren Bearbeitungseinheit 44 verbunden. Die Vertikalplatte 90 geht in einen Arm 92 der unteren Bearbeitungseinheit 44 über oder ist mit dem Arm 92 verbunden.
  • Zur Erfassung einer Bewegung einer Bearbeitungseinheit 42, 44 relativ zu dem Halter 28 sind zweite Sensorteile 94, 96 vorgesehen, deren Position in Abhängigkeit der Position der Bearbeitungseinheiten 42, 44 relativ zu den ersten Sensorteilen 36, 38 variiert.
  • Zur Steuerung der Antriebseinheiten 62, 64 ist eine Steuereinheit 98 vorgesehen. Mittels der Steuereinheit 98 können den Antriebseinheiten 62, 64 Sollposition der oberen Bearbeitungseinheit bzw. der unteren Bearbeitungseinheit 44 entlang der jeweiligen Zustellachsen 74, 76 vorgegeben werden. Die Istpositionen der Bearbeitungseinheiten 42, 44 längs der Zustellachsen 74, 76 können mit den Sensoreinrichtungen 40, 41 erfasst werden.
  • Wenn ausgehend von dem in Figur 1 dargestellten Zustand ein Werkstück 12 mit größerem Durchmesser bearbeitet werden soll, wird die Antriebseinheit 62 der oberen Bearbeitungseinheit 42 so angesteuert, dass das Antriebselement 70 aus dem Antriebsgehäuse 66 herausbewegt wird. Dies führt dazu, dass das Antriebsgehäuse 66 relativ zum Antriebselement 70 angehoben und über das Verbindungselement 82 und die Vertikalplatte 84 auch die obere Bearbeitungseinheit 42 angehoben wird.
  • Zur Vergrößerung des Abstands 60 wird die untere Bearbeitungseinheit 44 nach unten bewegt, indem das Antriebselement 72 weiter in das Antriebsgehäuse 68 der zweiten Antriebseinheit 64 hineinbewegt wird. Hierdurch wird das Antriebsgehäuse 68 der zweiten Antriebseinheit 64 nach unten bewegt und diese Bewegung über das Verbindungselement 88 auf die Vertikalplatte 90 und auf die untere Bearbeitungseinheit 44 übertragen.
  • Die Antriebseinheiten 62 und 64 sind innerhalb einer Vertikalebene angeordnet, welche senkrecht zu der Werkstückachse 14 verläuft. Dies ermöglicht es, einen insgesamt sehr schmal bauende Finishvorrichtung 10 zu schaffen, wodurch auf engem Bauraum mehrere Finishvorrichtungen 10 nebeneinander anordenbar sind. Hierdurch verbleibt seitlich benachbart zu der Finishvorrichtung 10 Bauraum für andere Werkzeugmaschinenteile.

Claims (14)

  1. Finishvorrichtung (10) zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern, insbesondere von Kurbelwellenpasslagern, umfassend einen an einem Maschinengestell (22) anordenbaren oder angeordneten Halter (28), an welchem eine Bearbeitungseinheit (42, 44) mit einem Finishwerkzeug (46, 56) bewegbar gelagert ist, wobei eine Bewegung der Bearbeitungseinheit (42, 44) mit einer Einstellung eines mittels des Finishwerkzeugs (46, 56) zu bearbeitenden Durchmessers eines Wellenaxiallagers einhergeht, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung der Bearbeitungseinheit (42, 44) eine motorische Antriebseinheit (62, 64) vorgesehen ist, welche die Bearbeitungseinheit (62, 64) entlang einer Zustellachse (74, 76) antreibt.
  2. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (98) zur Steuerung der Antriebseinheit (62, 64) vorgesehen ist.
  3. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensoreinrichtung (40, 41) zur Erfassung der Position der Bearbeitungseinheit (42, 44) entlang der Zustellachse (74, 76) vorgesehen ist.
  4. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (40, 41) ein erstes Sensorteil (36, 38) umfasst, welches an dem Halter (28) angeordnet ist, und ein zweites Sensorteil (94, 96), welches an der Bearbeitungseinheit (42, 44) angeordnet ist, wobei die Sensoreinrichtung (40, 41) die Relativposition der beiden Sensorteile erfasst.
  5. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (40, 41) einen Abstandssensor zur Erfassung eines Abstands zwischen der Bearbeitungseinheit (42, 44) und einer Referenzfläche des zu bearbeitenden Werkstücks (12), insbesondere der Umfangslagerfläche eines Hauptlagers einer Kurbelwelle, umfasst.
  6. Finishvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (40, 42) eine Messeinrichtung zur Messung einer Betriebsgröße der Antriebseinheit (62, 64) umfasst.
  7. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regelungseinrichtung zur Regelung der Position der Bearbeitungseinheit (42, 44) entlang der Zustellachse (74, 76) vorgesehen ist.
  8. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Finishvorrichtung (10) einen Oszillationsantrieb (24) umfasst, mittels welchem die Bearbeitungseinheit (42, 44) in zu der Zustellachse (74, 76) winkliger, insbesondere senkrechter, Richtung oszillierend antreibbar ist.
  9. Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Finishvorrichtung (10) zwei Bearbeitungseinheiten (42, 44) umfasst, welche jeweils ein Finishwerkzeug (46, 56) aufweisen, wobei die beiden Finishwerkzeuge (46, 56) zur Bearbeitung von in Umfangsrichtung zueinander versetzten Oberflächenabschnitten desselben Wellenaxiallagers ausgebildet sind.
  10. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheiten (42, 44) voneinander unabhängig bewegbar sind.
  11. Finishvorrichtung (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheiten (42, 44) an demselben Halter (28) bewegbar gelagert sind.
  12. Finishvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Bearbeitungseinheiten (42, 44) eine eigene Antriebseinheit (62, 64) zum Antrieb entlang einer eigenen Zustellachse (74, 76) vorgesehen ist.
  13. Finishvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für jede der Bearbeitungseinheiten (42, 44) eine eigene Sensoreinrichtung (40, 41) zur Erfassung der jeweiligen Position längs der Zustellachse (74, 76) vorgesehen ist.
  14. Verfahren zur Bearbeitung von Wellenaxiallagern, insbesondere von Kurbelwellenpasslagern, unter Verwendung einer Finishvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - während der Bearbeitung des Wellenaxiallagers mittels des Finishwerkzeugs (46, 58) - die Bearbeitungseinheit (42, 44) mittels der Antriebseinheit (62, 64) entlang der Zustellachse (74, 76) bewegt wird.
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