NO322536B1 - Fremgangsmate og innretning for bearbeidelse av veivtapper - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en mobil innretning for bearbeidelse av veivtapper på veivaksler ifølge innledningen til patentkrav 1, så vel som en fremgangsmåte som skal anvendes sammen med denne innretning, ifølge kravene 18-20.

Alminnelig kjent er innretninger som består av to delte dreieringer som på den ytre omkrets er forsynt med en kjedehjulfortanning og ved hjelp av glidesko av kunststoff holdes radialt og føres ved veivtappenes overgangshulkiler. Driften skjer ved hjelp av en trykkluftdrevet motor via en rullekjede som er lagt rundt den ene av dreieringene. Den andre dreiering forbindes med den drevne dreiering ved hjelp av innskrubare avstandsstenger. Bearbeidelsen av løpeflatene skjer ved omløpende dreieringer ved hjelp av en på innretningen montert trykkluftslipemaskin som er bestykket med en koppslipeskive. Ferdigbearbeidelsen kan skje ved hjelp av en på innretningen montert svingsliper, eller manuelt ved hjelp av filing eller smergelsliping. Deretter må overgangshulkilen ettersettes med håndførte, trykkluftdrevne radial-slipemaskiner. På grunn av den lille bortskjæirngsytelse ved sliping er denne metode uøkonomisk, og på grunn av tilsmussingen av driftsrammet med sunnhetsskadelig slipestøv er en stor omkostning for rengjøringsarbeider nødvendig. Med den unøyaktige føring og på grunn av den med bearbeidingstiden voksende klaring av glideskoene i overgangshulkilene, må det være sørget for et stort yttermål som ved stort tidsforbruk må sluttbearbeides ved hjelp av komplisert manuelt arbeid og begrenset fremstillingskvalitet. Innretningskonstruksjonen så vel som opprettingen ved veivtappene er tidkrevende, og på grunn av den etterførte og påviklende trykkluftslange er et kontinuerlig arbeidsforløp ikke mulig, da innretningens dreieretning må omstyres regelmessig for avvikling av slangen.

DE 3 434 140 viser en innretning som henger på en holder og ved hjelp av ruller hhv. glidesko støtter seg mot veivtappen. Innretningen etterføres etter den omløpende veivtapp ved hjelp av holderen, og holdes ved hjelp av et elektronisk vaterpass stadig i planparallell stilling i forhold til veivaksel-midttappen. Bearbeidelsen skjer ved hjelp av en drevet slipevalse. Ved siden av de foran beskrevne ulemper ved slipemetoden må man ved denne innretning frykte unøyaktigheter ved den styrte parallelloppretting, når vibrasjoner eller svingninger opptrer i dennes omgivelse, slik at fremstillingskvaliteten er begrenset ved anvendelse f. eks. på skip. Videre blir veivakselens hovedlagersteder på grunn av omløpet under bearbeidelsen belastet og kan skades.

Fra DE-GM 77 09 500 er det kjent en innretning som består av en stasjonær, delbar ytterring som er aksialt og radialt ihnstillbart festet til veivarmen. I denne ytterring er det dreibart lagret en transmisjonsdrevet bærering som på en føring bærer en aksialt forskyvbar slede. Til denne slede er det for bearbeidelse av veivtappen festet et skjærestål som ved hjelp av en mateanordning forskyves langs løpeflaten. Oppbygningen og monteringen av denne innretning er meget kostbar, og for den nøyaktige justering av den faststående ytterring er et stort tidsforbruk nødvendig.

Formålet ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en mobil innretning og en fremgangsmåte for enkel, rask og nøyaktig bearbeidelse av veivtapper på veivaksler.

Dette formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved hjelp av de karakteriserende trekk i patentkrav 1, og ved hjelp av en fremgangsmåte med de særtrekk som er angitt i kravene 18-20.

Ved hjelp av den ved innretningen benyttede bearbeidingsmetode oppnås de konstruksjonsmessig forutbestemte dimensjons-, form- og stillingstoleranser så vel som den forlangte overflatekvalitet i en slik grad at det bare blir nødvendig med en liten manuell etterbearbeiding som fra omkretsen kan sammenliknes med den som er nødvendig ved nybygg - fremstilling.

Ved hjelp av den særlig fordelaktige, enkle montering og håndtering av innretningen oppnås en betydelig tidsbesparelse for bearbeidelsen, slik at økonomien ved bearbeidelsen totalt økes. Ved hjelp av en gunstig reduksjon av sponvolumet ved fremstillingsbearbeidingen bortfaller utbringelsen av sunnhetsskadelig slipestøv nesten helt.

Den særlig fordelaktige befestigelse av innretningen kan gi avkall på boringer, slik at det etter bearbeidelsen ikke opptrer noen reduksjon av veivakselens styrke på grunn av materialfjerning eller egenskapsendringer av materialet. Spesielt er et etter-arbeid av skadede veivtapper (f.eks. med påherdede overflater) på konstruktivt tillatelig underdimensjonsdiameter på veivaksler som er lagret i motoren, mulig.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp av et utførelses-eksempel som er skjematisk vist på tegningene, der

fig. 1 viser et frontriss av en utførelsesform av innretningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 2 a viser et sideriss av innretningen ifølge fig. 1,

fig. 2 b viser innretningen ifølge fig. 1 i snitt gjennom en veivtapp, og

fig. 3 viser anvendelsen av innretningen ifølge fig. 1 og 2 på en i en motor innebygget veivaksel.

På fig. 1 er det vist et utsnitt av en veivaksel 2 med avbrutt viste veivaksel-midttapper og med en av veivarmer begrenset veivtapp 3. Ved overgangene mellom som veivtappens 3 løpeflate og veivarmene er det anbrakt overgangshulkiler 20. Innretningen 1 er med en respektiv delt innerring 6 festet til sideflatene av de to veivarmer som ved hjelp av fikseringssegmenter 8 er konsentrisk anbrakt i forhold til veivtappaksen. Disse fikseringssegmenter 8 oppviser ved de flater som står i kontakt med veivtappens 3 løpeflate, en respektiv konkav avrunding som er nøyaktig tilpasset til løpeflaten. I en foretrukket utførelse blir det til de øvre og nedre halvdeler av innerringene 6 låsbart påskrudd to respektive fikseringssegmenter 8. Disse blir ved utførelsen av bearbeidingsmetoden først fjernet når det av disse dekkede kantområder av løpeflaten bearbeides, da disse fikseringssegmenter 8 frem til dette tidspunkt kan benyttes for ytterligere radial fiksering. For forskjellige tappdiametere må tilsvarende fikseringssegmenter 8 med passende avrundinger fremstilles.

I en foretrukket utførelse fikseres innerringene 6 til de indre sideflater av veivarmene ved hjelp av høyytelses-rundmagneter. Disse magneter 9 er innsatt i trinnboringer som befinner seg på en hullsirkel på den nedre halvdel av den delte innerring 6, og med hensyn til boringsdiameter, antall og hullsirkeldiameter er slik optimert at det utøves en maksimal vedhengskraft av magnetene 9 på veivarm- og/eller vangesideflatene. En ytterligere festemetode for innerringene 6 betjener seg av et klebestoff som påføres mellom innerringene 6 og vangesideflatene, og hvis vedhengsvirkning for fjerning av innretningen 1 kan oppheves ved hjelp av et kjemisk løsningsmiddel, slik at det kan fjernes uten rester.

Den ortogonale oppretting av innerringene 6 i forhold til veivakselhovedaksen, henholdsvis parallellopprettingen av de to innerringer 6 i forhold til hverandre, skjer via flere stiftskruer 26 som innskrues i gjengeboringer i innerringene 6 og innstilles mot vangesideflatene. Dermed oppnås en ekstra sikring av innretningen 1 mot radial forskyvning ved demonterte fikseringssegmenter 8.

Stillingskontrollen av de to innerringer 6 skjer via måleur 12, 21. En radial forskyvning indikeres ved hjelp av et måleur 12 som f.eks. med en magnetholder er festet til et over veivarmen oppragende område av innerringen 6, og hvis målespiss er innstilt i radial retning mot veivarmyttersiden. En aksial posisjonsendring overvåkes ved hjelp av et ytterligere måleur 21 som ved hjelp av en magnetholder eller andre festemidler er festet til veivarmytterflaten, og hvis målespiss er innstilt i aksial retning mot det oppragende område av innerringen 6.

Ved innerringenes 6 omkretsflater er det innfelt flere utstikkende ruller 7 som tjener til klaringsfri føring av de påsatte dreieringer 4. For dette formål benyttes fortrinnsvis handelsvanlige sporkulelagre som overtar så vel funksjonen til en klaringsfri valselagring som også føringen ved sin ytterring. Rullene 7 er anbrakt uregelmessig fordelt ved innerringenes 6 ytre omkrets, for å unngå at de overfor hverandre beliggende skjøter av de delte dreieringer 4 løper samtidig over motstående ruller 7. Ved hjelp av rullene 7 føres dreieringene 4 klaringsfritt både i aksial og radial retning.

Mellom innerringene 6 og dreieringene 4 er det anordnet ikke nærmere viste tetningselementer for å beskytte rullene 7 mot tilsmussing. De på begge sider anordnede dreieringer 4 er forbundet med hverandre ved hjelp av avstandsplater 11, og driften for dreiebevegelsen skjer med en rullekjede 19 som er lagt over den utfreste fortanning 5. Denne fortanning 5 kan også befinne seg på en med dreieringene 4 presset, ytterligere ring.

De ved omkretsen overfor hverandre beliggende avstandsplater 11 er med respektive enkeltprofiler påskrudd på dreieringene 4. På den ene av de fortrinnsvis to avstandsplater 11 er det montert en mateanordning 14 som ved hjelp av en spindel 15 forflyttes langs veivtappens 3 akse. Spindelen 15 er i den foretrukne utførelsesform en gjenge-spindel som ved sine to ender er dreibart, men aksialt fikserbart, lagret i dreieringene 4. På liten avstand til den ene dreiering 4 er det på spindelen 15 anbrakt en stjerneformet medbringer 16 som - én gang per omløp av dreieringene 4 - går i inngrep med en til den tilsvarende innerring 6 festet fremføringsfinger 22, slik at spindelen 15 dreies en innstillbar vinkel. En spindelmutter som er innbrakt i et fremførings- eller mateelement 37, samvirker med spindelen 15. Fremføringselementet 37 rager gjennom en i avstandsplaten 11 anordnet gjennombrytning eller åpning som strekker seg over hele fremføringsveien, og er forbundet med en plate 24. Platen 24 er ved hjelp av glideklosser 23 ført klaringsfritt på lineærføringer 13 som på begge sider av åpningen er festet til avstandsplaten 11 langs fremføringsveien. Lineærføringene 13 er fortrinnsvis anbrakt på undersiden, dvs. på den side av avstandsplaten 11 som er rettet mot løpeflaten som skal bearbeides. Til platen 24 er det festet en opptaker eller holder 25 som bærer et mateelement 17. Mateelementets 17 hovedakse rettes fortrinnsvis i en vinkel på 30° med veivtappens 3 dreieakse. Denne stilling av mateelementet 17 kan imidlertid også innta andre vinkler mellom ca. 0 og 90°. Som mateelement 17 er det i den foretrukne utførelse anordnet en handelsvanlig finborpatron som oppviser matefinheter på f.eks. 0,01 mm. Til mateelementet 17 er det festet et skjæremateriale 18 med hvilket dreiebearbeidelsen foretas. Som skjæremateriale 18 egner det seg vendeskjæreplater, dreiestål og liknende av HSS (høyytelses-hurtigskjærestål), HM (hardmetall) eller skjærekeramikker.

På opptakeren eller holderen 25 kan det også være anbrakt en trykkluftslipemaskin slik den er kjent i teknikken, eller en freseanordning med et drevet freseverktøy, så som f.eks. en kutterhodefreser. Disse slipe- hhv. freseanordninger kan også festes direkte til en avstandsplate 11, og må ved denne utførelse etter klargjøring av en bearbeidingsbane på omkretsen av veivtappløpeflaten, forskyves i aksial retning for bearbeidelse av en ytterligere bane. Befestigelsen av disse anordninger kan også foretas på samme måte som ved den viste smergel- eller slipeanordning 38.

Slipeanordningen 38 består av en formblokk 29 som på inngrepsflaten oppviser en konkav form som er tilpasset til den sylindriske overflate av veivtappen 3. Inngrepsflaten er belagt med smergellerret eller liknende materialer, slik de er vanlige for overflateherdinger. Formblokken 29 er forbundet med avstandsplaten 11 ved hjelp av gjengestenger 28 som er innskrudd i denne. Dermed kan formblokkens 29 innstillingstrykk mot løpeflaten reguleres, slik at materialavtakingen påvirkes. For opptakelse av gjengestengene er det i den for disse anordnede avstandsplater 11 anordnet boringer 27 som befinner seg på linjer langs veivtappaksen og muliggjør forskyvningen av formblokken 29 langs hele bredden av veivtappens 3 løpeflate.

På fig. 2a og 2b er innretningen 1 vist i sideriss. Man kan gjenkjenne anordningen av fikseringssegmentene 8 på innerringene 6 så vel som disses anlegg mot veivtappens 3 løpeflate. Videre er fugestedene og sammenskruingene for forbindelse av de to halvdeler av innerringene 6 og dreieringene 4 anskueliggjort. Rullene 7 er vist med stiplede linjer, som visning av skjulte kanter, for å tydeliggjøre den uregelmessig delte anordning av hullene 7 ved omkretsen av innerringene 6. Fremføringsfingeren 22 er anbrakt omtrent på det horisontale midtplan av innretningen 1, og kan forskyves med den til innerringen 6 festede og av ringene 4, 6 delvis dekkede holder 30. Anordningen av stiftskruene 26 som er anordnet for parallellopprettingen av innerringene 6, fremgår likeledes av dette riss.

De med dreieringene 4 omløpende avstandsplater 11 er vist gjennomskåret, hvorved bare lineærføringene 13 så vel som åpningen for fremføringselementet 37 kan gjenkjennes ved den oventil viste avstandsplate 11. Ved den nedentil viste avstandsplate 11 kan man, slik som ved den øvre, se frontrisset av fastgjøringsvinkelen og gjengestengene 28 for fastgjøring av formblokken 29 som med sin konkave form ligger plan mot veivtappen 3.

Ved hjelp av rullekjeden 19, som omslynger fortanningen 5 på den ene dreiering 4, drives omløpsbevegelsen av en motor 33. Denne motor er fortrinnsvis en trykkluftdrevet motor med utskiftbar utveksling på kjededrevet 32 som - for spenning av rullekjeden 19 - er festet forskyvbart i lengderetningen, uavhengig av innretningen 1. Man kan også tenke seg elektromotorer eller andre drivanordninger. Driften kan finne sted så vel ved den venstre som ved den høyre dreiering 4, se fig. 1, eller også ved hjelp av to drivenheter 33, 32, 19, 5 samtidig på begge dreieringer 4. For dempning av eventuelt opptredende tverrsvingninger på rullekjeden 19 og/eller for å forspenne denne, kan det være anordnet en spennanordning 31 som virker sammen med dempningsmidler.

Som en fordel som skal spesielt fremheves, skal det nevnes at innretningen og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes på en i motoren innebygget veivaksel.

Ved hjelp av fig. 3 kan anvendelsen av den mobile innretning 1 etter-realiseres på en veivaksel 2 som er lagret i motorstativet 34 til en forbrenningsmotor. I avbrutt fremstilling er det vist et motorstativ 34 som er fastgjort til fundamentet på et anvendelsessted, f.eks. et skipsskrog eller i maskinrommet i et kraftverk. Beskyttelsene av åpningene 35, som befinner seg langs sylinderen i området for veivtappene, er tatt bort. Motoren 33 for driften av innretningen 1 er festet utenfor motorstativet 34 på en ikke vist montasjebukk, og driver innretningen med rullekjeden 19.

Veivakselens 2 hovedlagersteder og alle øvrige for oppfinnelsen ikke relevante motordeler av forbrenningsmotoren er ikke vist på tegningene.

For bearbeidelse av en veivtapp 3 blir først de med fikseringssegmentene 8 forsynte halvdeler av innerringene 6 sammenskrudd med hverandre på veivtappen 3, opprettet og fiksert til de aktuelle veivarmsideflater. Deretter blir halvdelene av dreieringene 4 pålagt på innerringene 6 og likeledes fast sammenskrudd med hverandre. Derved innføres allerede spindelen 15 og avstandsplaten 11 med fremføringsenheten 14, men blir først etter dennes oppretting festet til de allerede sammenskrudde dreieringer 4. En ytterligere avstandsplate 11 monteres først uten smergel- eller slipeanordningen 38. Etter anbringelse av drivanordningen 19, 32, 33, 31 kan man begynne med bearbeidelsen av veivtappens 3 løpeflate. Skjæremateriale 11 presenteres ved en boring 36 i veivtappen 3 som tjener til smøremiddeltilførsel. Deretter settes innretningen 1 i drift, og løpeflaten bearbeides i retning fra boringen 36 i den ene aksiale retning frem til nær fikseringssegmentene 8. Deretter vendes holderen 25 på platen 24 180°, og løpeflaten bearbeides utgående fra den samme boring i den andre aksiale retning, på tilsvarende måte som ovenfor beskrevet.

For bearbeidelse av kantområdene av veivtappens 3 løpeflate avtas fikseringssegmentene 8, og bearbeidelsen skjer utgående fra en kantnær boring 36 på samme måte som ovenfor beskrevet.

Etter dreiebearbeidelsen er det på løpeflaten fremdeles for hånden et tilleggsmål på noen 1/100 millimeter som ferdigbearbeides ved hjelp av slipeanordningen 38. For dette formål innstilles den med smergelmaterialer forsynte formblokk 29 mot løpeflaten og beveges med innretning 1 over løpeflaten. For å bearbeide hele løpeflaten i dens aksiale utstrekning, må formblokken 29 forskyves i aksial retning med omtrent sin egen bredde. Dette skjer ved hjelp av gjengestengene 28 som innskrues i de tilsvarende, aksialt forskjøvet anbrakte boringer 27. Bearbeidelsen skjer således skrittvis i baner.

Deretter ettersettes overgangshulkilene 20 på begge sider av løpeflaten, idet et formverktøy fortrinnsvis monteres på holderen 25 hhv. mate- eller tilstillingselementet 17. Bearbeidelsen av overgangshulkilene 20 skjer da ved hjelp av trinnvis tilførsel av formverktøyet. Formverktøyet kan også bestå av flere formsegmenter som posisjoneres og tilføres på de tilsvarende steder av overgangshulkilene 20. Den avsluttende ferdigbearbeidelse av overgangshulkilene 20 skjer etter demontering av innretningen 1 for hånd, slik det også er vanlig ved nybygg, men kan imidlertid også bearbeides med innretningen 1 ved hjelp av en trykkluftdrevet eller elektrisk drevet slipemaskin som er montert på en avstandsplate 11.

Innretningen 1 kan for utførelse av bearbeidingsmetodene monteres både på innlagrede veivaksler 2 i både rekkemotorer og i V-motorer, og på demonterte veivaksler 2.

For anvendelse av innretningen 1 på forskjellige veivaksler 2 i forskjellige motortyper kan innretningen 1 tilpasses til de avvikende dimensjoner ved utskifting av avstandsplaten 11 med lineærføringen 13 så vel som av spindelen 15, avstandsplaten 11 med boringer 27 og fikseringssegmentene 8.

Claims (22)

1 Mobil innretning for overflatebearbeidelse av veivtapper på veivaksler med omløpende dreieringer og med et i veivtappens akseretning bevegelig vertøy, karakterisert ved at de omløpende dreieringer (4) er ført på innerringer (6) som ved hjelp av fikseringssegmenter (8) er radialt innstillbare på veivtappens (3) løpeflate, og er fikserbare på veivtappenes (3) veivarmsideflater.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den radiale stilling av innerringene (6) i forhold til veivtappens (3) løpeflate er varierbar.

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at fikseringssegmentene (8) er avtakbare.

4. Innretaing ifølge krav 1, karakterisert ved at innerringene (6) kan fikseres til veivtappenes (3) veivarmsideflater ved hjelp av magneter (9).

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at innerringene (6) kan fikseres til veivtappenes (3) veivarmsideflater ved hjelp av et kjemisk løsbart klebestoff.

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at innerringene (6) er festet til veivarmenes ytterkontur ved hjelp av støtteelementer (10).

7. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at innerringene (6) kan innrettes parallelt med hverandre med stiftskruer (26) som er innstilt mot veivarmsideflatene.

8. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at dreieringene (4) kan fikseres i forhold til hverandre ved hjelp av avstandsplater (11).

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at det på minst én av avstandsplatene (11) er anordnet en fremføringsenhet (14) som forskyver verktøyet (18) aksialt ved hjelp av en spindel (15) som ved hver full omdreining av dreieringene (4) dreies videre en innstillbar vinkel ved hjelp av en faststående fremføringsfinger (22).

10. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den aksiale og radiale posisjon av innerringene (6) under innretningens drift kan kontrolleres ved hjelp av måleur (12, 21).

11. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det som bevegelig verktøy er anbrakt et skjæremateriale (18) for dreiebearbeidelse.

12. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at det som mateelement (17) for skjærematerialet (18) er anordnet en finborpatron hvis hovedakse danner en vinkel mellom ca. 0 og 90° med veivtappens (3) dreieakse.

13. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at en drevet slipemaskin er anbrakt på en avstandsplate (11).

14. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at det på minst én av avstandsplatene (11) er anordnet en i aksial retning forskyvbar freseanordning for dreiefresing.

15. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at det på minst én av avstandsplatene (11) er anordnet en i aksial retning forskyvbar slipeanordning (39).

16. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at dreieringene (4) ved hjelp av en av en spennanordning (31) forspennbar rullekjede (19) er drivbare av en pneumatisk motor eller elektromotor (33).

17. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at dreieringene (4) føres ved hjelp av valselagrede ruller (7) som er uregelmessig fordelt anbrakt ved omkretsen av innerringene (6).

18. Fremgangsmåte for bearbeidelse av veivtapper (3) under anvendelse av innretningen ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at veivtappens (3) løpeflate og overgangshulkiler (20) med tilleggsmål fordreies, hvorved fikseringssegmentene (8) avtas for bearbeidelse av løpeflatens kantområder, og løpeflaten deretter under anvendelse av innretningen ferdigbearbeides ved hjelp av formsliping, og overgangshulkilene (20) ferdigbearbeides til slutt.

19. Framgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at overgangshulkilene (20) ferdigbearbeides manuelt etter demontering av innretningen (1).

20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at overgangshulkilene (20) ferdigbearbeides med innretningen (1) ved hjelp av en slipemaskin.

21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at det for dreiebearbeidelsen benyttes et drevet freseverktøy.

22. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 18-21, karakterisert ved at den utføres i en motor ved innebygget veivaksel.