WO2006058557A1 - Festwalzrollenkopf - Google Patents

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WO2006058557A1
WO2006058557A1 PCT/EP2004/013824 EP2004013824W WO2006058557A1 WO 2006058557 A1 WO2006058557 A1 WO 2006058557A1 EP 2004013824 W EP2004013824 W EP 2004013824W WO 2006058557 A1 WO2006058557 A1 WO 2006058557A1
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WO
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deep rolling
rolling roller
deep
roller head
pin
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PCT/EP2004/013824
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Heimann
Hans-Willi Lingen
Hans Nolten
Frank Risters
Dieter Stuers
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Hegenscheidt-Mfd Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Priority to CA002590444A priority patent/CA2590444A1/en
Priority to CNA2004800445368A priority patent/CN101072659A/zh
Priority to DE502004008300T priority patent/DE502004008300D1/de
Priority to EP04803534A priority patent/EP1827760B1/de
Priority to PCT/EP2004/013824 priority patent/WO2006058557A1/de
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    • 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
    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/36—Single-purpose machines or devices
    • B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
    • 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
    • B24B39/00—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor
    • B24B39/04—Burnishing machines or devices, i.e. requiring pressure members for compacting the surface zone; Accessories therefor designed for working external surfaces of revolution

Definitions

  • the invention relates to a deep rolling roller head for deep rolling of radii or punctures, which laterally limit the bearing seats of main and crank pins of crankshafts for engines of motor vehicles.
  • the deep rolling roller head is provided in particular for deep rolling of so-called split pin crank pins of crankshafts.
  • the difficulty with split-pin crank pin is the deep rolling of the gusset section, which connects the two adjacent crank pin such a crankshaft with each other.
  • the deep rolling tool is supported over a portion of the circumference only on one side and on the subsequent section, namely the gusset section, on both sides.
  • the deep rolling roller head is not limited to the deep rolling of split-pin crankpin, but is also intended to standard roll and crankpins of crankshafts, which are bounded on either side by radii or punctures.
  • the object of the present invention to provide a deep rolling head, which is suitable for deep rolling of radii or punctures of the main or crank pin of all types of crankshafts.
  • the deep rolling of the gusset areas of split-pin crank pins should be possible, which can not be processed with conventional deep-rolling tools so far.
  • a deep rolling head in which two disc or annular disc-shaped and cylindrical fixed rollers of the same outer diameter and approximately the same axial width are provided, which are arranged parallel and at a mutual distance from each other in the housing of the deep rolling roller head to a common horizontal axis of rotation in Housing of the deep rolling roller head are rotatably mounted, and each have on their outer, opposite peripheral edges a circumferential, rounded and the outer diameter of the respective deep rolling roller by a predetermined amount magnifying projection, which also extends over a near-edge portion of the axial width of the deep rolling.
  • peripheral edges are intended to intervene in the deepening of punctures in the already existing recess of the groove, or einwalzen the deep rolling of radii of transitions in the radii a recess, wherein the deep rolling during each engagement or rolling with the one section of their axial width supported on the bearing seat.
  • a mutual support of two deep rolling roller heads is not provided in the present case. Due to the geometric conditions, two deep rolling roller heads can not work side by side for the adjacent and only connected via the gusset crank pin a split-pin crankshaft. For this purpose, an arrangement is advantageous in which two deep rolling roller heads are at an axial distance from each other. The deep rolling forces are absorbed in a known manner by support rollers, which lie opposite the deep rolling roller heads each. The deep rolling head plus the supporting roller head each form a deep rolling tool.
  • the axial width of the deep rolling roller head with its two disc-shaped deep rolling rolls corresponds at most to the width of a bearing seat from oil collar to oil collar.
  • a limited axial compliance of the two fixed rollers is advantageous for adapting to the manufacturing tolerances of the bearing seats.
  • An advantageous embodiment of the deep rolling roller head is obtained when one of two forming the deep rolling discs on one side has a projecting annular flange, while the other disc has on one side a projecting cylindrical pin and the annular flange of a disc and the pin of the other disc are each arranged concentrically to the common axis of rotation of the two fixed rollers.
  • engages in the assembled deep rolling roller head of the cylindrical pin of a deep rolling roller in the annular flange of the other deep rolling roller almost free of play.
  • the two fixed rollers can then be releasably connected to each other via screws or bolts or else permanently connected by rivets.
  • Festwalzrollenkopfes provides to form the two fixed rollers as annular discs, which are mounted on pins which project from the web of the housing of the deep rolling roller head.
  • the annular discs can be rotatably mounted on bearings and held by simple means known per se on the journal.
  • Each of the deep rolling rollers consists of a high-strength, in particular hardened material, as is known per se Use of conventional deep-rolling rollers is known.
  • the execution of the storage of the deep rolling rollers as plain bearings consists of the housing of the deep rolling roller head or the part of the housing in which the deep rolling rollers are mounted, made of bronze.
  • the two deep rolling rollers of a deep rolling roller head are hereinafter referred to as the outer roller, when they point to the main journal and as an inner deep rolling when they are located to the adjacent crank pin a split-pin crankshaft.
  • the deep rolling head can be used as follows: Case 1: Two outer and one inner slots are provided on the split-pin crank pin of a split-pin crankshaft, which cover the two adjacent bearing seats of the split-pin crankshaft. Pin pin each laterally limit.
  • the outer punctures are preliminarily rolled down by two co-rotating deep-rolling roller heads, as they are known from US Pat. No. 5,445,003 cited above.
  • the possible deep-rolling direction of the known deep-rolling roller heads of eg 35 ° oblique to the crankshaft axis has the advantage that a predetermined fatigue strength can be achieved.
  • the outer deep rolling roller of the deep rolling roller head only guide properties and performs no hard rolling in the gusset section.
  • the outer radius of curvature of the outer deep rolling roller does not touch the puncture in the gusset portion of the bearing seat.
  • the outer diameter of the outer deep rolling roller at least by the penetration depth of the inner deep rolling roller during deep rolling of the gusset and the corresponding Tolerances of the inner groove in the prefabrication of the crankshaft made smaller.
  • the outer deep-rolling roller lies in the outer recess and ensures that the deep-rolling roller head maintains its correct axial position. In this peripheral portion of the engagement of the outer deep rolling roller acting on the deep rolling roller head deep rolling force is reduced, while in the gusset section suitable for deep rolling deep rolling force of eg 10 kN is applied.
  • the outer diameter of the two fixed rollers are the same size in this case.
  • FIG. 1 is a perspective view of a portion of a split-pin crankshaft
  • Fig. 5 shows the situation before the rolling of radii on a split pin crank pin
  • FIG. 6 shows the situation as in FIG. 5 with two built-in deep-rolling roller heads
  • the split-pin crankshaft 1 of FIG. 1 has a split-pin crank pin 2 with the two individual crank pins 3 and 4 which are interconnected via a gusset 5, represented by the curved arrow. Laterally, the two crank pins 3 and 4 are each bounded by cheeks 7 and 8, wherein the transition between the crank pin 4 and the cheek 8 is formed as a recess 6. 1 serves to illustrate the conditions on a split-pin crankshaft. 1
  • two disc-shaped deep rolling rollers 11 and 12 are rotatably mounted about a common axis of rotation 13.
  • On the one side 14 carries the cylindrical disc of the deep rolling roller 12 has a projecting annular flange 15 which is concentric with the axis of rotation 13.
  • the annular flange 15 corresponds to the corresponding side 16 of the cylindrical disc of the deep rolling roller 11 a projecting cylindrical pin 17, which is also arranged concentrically to the common axis of rotation 13.
  • the assembled deep rolling head 10 as shown in the section of Fig. 3, engages the cylindrical pin 17 from the inside into the cylindrical flange 15 a. The intervention takes place with very little play.
  • Deep-rolling rollers 11 and 12 are finally connected by screws 18 firmly together.
  • a sliding bearing is provided between the fixed rollers 11 and 12 and the housing 9 of the deep rolling roller head 10.
  • the housing 9 is made of bronze and has a bore 19. In the bore 19 of the annular flange 15 engages with its outer side 35 a.
  • crank pin 4 is supported by support rollers 20, as is known per se.
  • Two support rollers 20 are combined in a support roller head.
  • the deep rolling roller head 10 and the support roller head together form a deep rolling device.
  • the projection 21 in Fig. 4 indicates the configuration of the peripheral edges 22 of the two fixed rollers 11 and 12 at.
  • the peripheral edges 22 of the two fixed rollers 11 and 12 are identical in their configuration.
  • Fig. 5 shows the situation of the deep rolling of two crank pins 3 and 4 by two deep rolling roller heads 10 and
  • the outer peripheral edge 22 of the deep rolling roller 12 is rounded and increases the outer diameter of each disc of the respective deep rolling roller 11, 12 by a predetermined amount
  • the peripheral edge 22 also extends over an edge-side section 25 of the axial width of each deep-rolling roller 11 and 12.
  • the total width of a deep rolling roller head 10 or 23 extends from the oil collar 26 of each crank pin 3 or 4 to the oil collar 31 of the gusset 5. As transitions between the crank pins 3 or 4 to the respective cheeks 27 on the oil collar 26 are each the outer recesses 29th intended. During the deep rolling penetrate the peripheral edges 22 of the fixed rollers 11 and 12 respectively in the outer recesses 29 of the crank pins 3 and 4 a.
  • the dimension 24 is reduced to the value 0, ie, on the predominant portion of its axial width, the deep rolling rollers 11 and 12 are supported on the bearing seats 36 of the respective crank pins 3 or 4, as can be seen in FIG.
  • the penetrating into the outer recesses 29 peripheral edges 22 of the outer fixed rollers 12 leave Einwalzept 32 in the outer recesses 29 to the respective cheeks 27 out.
  • Rolling 30 in the region of the gusset 5 are caused by the inner peripheral edges 33 and 34, corresponding to the peripheral edges 22.
  • FIG. 6 shows the situation of a deep-rolling machine (not shown) where two deep-rolling roller heads 10 and 23 process the outer grooves 29 of two adjacent crank pins 3 and 4 of a crankshaft 1.
  • the deep rolling rollers 11 and 12 are in relation to the main axis of rotation 35 of the crankshaft 1 in each case by 180 ° opposite each other.
  • Each deep rolling roller 11 and 12 are two support rollers 20 opposite, which are each arranged in a support roller head 37.
  • the peripheral portion 38 of the cross-hatched, because cut, shown gusset 5 is machined by the peripheral edge 33 of the inner deep rolling roller 11, while the peripheral portion 39 from the peripheral edge 34 of the inner Hard roller 11 is processed on the left part of Fig. 6.
  • FIG. 7 corresponds to a situation which arises when only one deep rolling roller head 10 or 23 is considered.
  • its axial width 37 of the deep rolling roller head 23 projects beyond the axial width 38 of the bearing seat 36 and its groove 28 of the split pin crank pin 3 and 4.
  • the recess 39 of the gusset 5 is 3 and 4 every time during the deep rolling of the split pin crank pins mitgewalzt.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf (10) zum Festwalzen von Radien (28) oder Einstichen, welche die Lagersitze von Haupt- und Hubzapfen (3, 4) von Kurbelwellen (1) für Motoren von Kraftfahrzeugen jeweils seitlich begrenzen. Dabei sind zwei scheibenförmige und zylindrische Festwalzrollen (11, 12) von gleichem Durchmesser und annähernd gleicher Breite vorgesehen, die parallel und in einem gegenseitigen Abstand voneinander im Gehäuse (9) des Festwalzrollenkopfes (10) angeordnet sind und um eine gemeinsame horizontale Drehachse (18) im Gehäuse (9) des Festwalzrollenkopfes (10) drehbar gelagert sind. Die Festwalzrollen (11, 12) weisen jeweils auf ihren äußeren einander abgewandten Umfangsrändern (22) einen umlaufenden abgerundeten und den Durchmesser der jeweiligen Festwalzrolle (11, 12) um ein vorgegebenes Maß (24) vergrößernden Vorsprung (21) auf der sich zugleich über einen randnahen Abschnitt der axialen Breite der Festwalzrolle (11,12) erstreckt.

Description

Festwalzrollenkopf
Die Erfindung betrifft einen Festwalzrollenkopf zum Festwalzen von Radien oder Einstichen, welche die Lagersitze von Haupt- und Hubzapfen von Kurbelwellen für Motoren von Kraftfahrzeugen jeweils seitlich begrenzen.
Der Festwalzrollenkopf ist insbesondere zum Festwalzen von sogenannten Split-Pin-Hubzapfen von Kurbelwellen vorgesehen. Die Schwierigkeit bei Split-Pin-Hubzapfen besteht im Festwalzen des Zwickelabschnitts, welcher die beiden aneinander angrenzenden Hubzapfen einer derartigen Kurbelwelle miteinander verbindet. Beim Abwälzen des Festwalzwerkzeugs über dem Umfang eines derartigen Split- Pin-Hubzapfens wird das Festwalzwerkzeug über einen Abschnitt des Umfangs nur auf einer Seite abgestützt und auf dem darauf folgenden Abschnitt, nämlich dem Zwickelabschnitt, auf beiden Seiten. Der Festwalzrollenkopf ist nicht allein auf das Festwalzen von Split-Pin-Hubzapfen beschränkt, sondern ist ebenso dafür vorgesehen, übliche Haupt- und Hublagerzapfen von Kurbelwellen, welche jeweils beiderseits von Radien bzw. Einstichen begrenzt werden, festzuwalzen.
Beispielsweise aus der US "5,445,003 ist ein Festwalzgerät zum Festwalzen von Kurbelwellen bekannt, das dazu geeignet ist, Split-Pin-Hubzapfen festzuwalzen. Dabei sind zwei gegeneinander abgestützte Festwalzrollenköpfe vorgesehen, die jeweils nur auf ihren einander abgewandten Seiten Festwalzrollen aufweisen. Mit dem bekannten Festwalzgerät können aber immer nur die außenliegenden Radien oder Einstiche des Hubzapfens festgewalzt werden. Der Zwickelbereich kann damit nicht bearbeitet werden.
Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung, einen Festwalzrollenkopf vorzuschlagen, der zum Festwalzen von Radien oder Einstichen der Haupt- oder Hubzapfen von allen Arten von Kurbelwellen geeignet ist. Insbesondere soll das Festwalzen der Zwickelbereiche von Split-Pin-Hubzapfen möglich sein, die mit herkömmlichen Festwalzwerkzeugen bisher nicht bearbeitet werden können.
Die Aufgabe wird von einem Festwalzrollenkopf gelöst, bei dem zwei Scheiben- oder ringscheibenförmige und zylindrische Festwalzrollen von gleichem Außendurchmesser und annähernd gleicher axialer Breite vorgesehen sind, die parallel und in einem gegenseitigen Abstand voneinander im Gehäuse des Festwalzrollenkopfes angeordnet sind, um eine gemeinsame horizontale Drehachse im Gehäuse des Festwalzrollenkopfes drehbar gelagert sind, und jeweils auf ihren äußeren, einander abgewandten Umfangsrändern einen umlaufenden, abgerundeten und den Außendurchmesser der jeweiligen Festwalzrolle um ein vorgegebenes Maß vergrößernden Vorsprung haben, der sich zugleich über einen randnahen Abschnitt der axialen Breite der Festwalzrolle erstreckt.
Demnach sind die Umfangsränder dazu vorgesehen, beim Festwalzen von Einstichen in die bereits vorhandene Vertiefung des Einstichs einzugreifen, oder beim Festwalzen von Radien von Übergängen in die Radien eine Vertiefung einzuwalzen, wobei sich die Festwalzrolle während des jeweiligen Eingriffs bzw. Einwalzens mit dem einem Abschnitt ihrer axialen Breite auf dem Lagersitz abstützt. Dabei wird der Festwalzrollenkopf in sich selbst stabilisiert, indem beim Festwalzen von Split-Pin- Hubzapfen über dem Umfangsabschnitt des nicht an den Zwickel angrenzenden Bereichs des Lagersitzes der Festwalzrolle entweder in eine Vertiefung auf dem gegenüberliegenden Rand des Lagersitzes eingreift oder beim Festwalzen von Radien dort eine Vertiefung schafft, in welcher er zugleich seitlich geführt wird. Ein gegenseitiges Abstützen von zwei Festwalzrollenköpfen, wie es aus der eingangs zitierten Schrift bekannt ist, ist im vorliegenden Fall nicht vorgesehen. Aufgrund der geometrischen Verhältnisse können für die aneinander angrenzenden und nur über den Zwickel miteinander verbundenen Hubzapfen einer Split-Pin-Kurbelwelle zwei Festwalzrollenköpfe nicht nebeneinander arbeiten. Hierfür ist eine Anordnung vorteilhaft, bei der zwei Festwalzrollenköpfe in axialem Abstand einander gegenüber liegen. Dabei werden die Festwalzkräfte in bekannter Weise von Stützrollen aufgenommen, die den Festwalzrollenköpfen jeweils gegenüber liegen. Festwalzrollenkopf plus Stützrollenkopf bilden jeweils ein Festwalzwerkzeug.
Die axiale Breite des Festwalzrollenkopfes mit seinen beiden scheibenförmigen Festwalzrollen entspricht maximal der Breite eines Lagersitzes von Ölbund zu Ölbund. Eine begrenzte axiale Nachgiebigkeit der beiden Festwalzrollen ist von Vorteil zum Anpassen an die Fertigungstoleranzen der Lagersitze.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Festwalzrollenkopfes wird erhalten, wenn eine von zwei die Festwalzrollen bildenden Scheiben auf einer Seite einen vorspringenden Ringflansch hat, während die andere Scheibe auf einer Seite einen vorspringenden zylindrischen Zapfen hat und der Ringflansch der einen Scheibe sowie der Zapfen der anderen Scheibe jeweils konzentrisch zur gemeinsamen Drehachse der beiden Festwalzrollen angeordnet sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass im zusammengebauten Festwalzrollenkopf der zylindrische Zapfen der einen Festwalzrolle in den Ringflansch der anderen Festwalzrolle annähernd spielfrei eingreift. Die beiden Festwalzrollen können sodann über Schrauben oder Bolzen lösbar miteinander verbunden sein oder aber auch durch Nieten dauerhaft miteinander verbunden werden.
Durch das Verbinden der beiden Festwalzrollen miteinander im Bereich ihrer jeweiligen Naben entsteht eine solide Konstruktion, die auf recht einfache Weise im Gehäuse des Festwalzrollenkopfes gelagert werden kann. Die Lagerung ist zwischen dem äußeren Umfang des Ringflansches und dem Gehäuse des Festwalzrollenkopfes vorgesehen. Hierdurch erhält man eine Art Tandem-Anordnung, wie sie vergleichbar von den Doppelrollen bekannt ist, die bei Buggy (Kinderwagen) verwendet werden. Als Art der Lagerung kommen sowohl Gleit- wie auch Wälzlager in Betracht.
Eine Alternative der Ausgestaltung eines
Festwalzrollenkopfes sieht vor, die beiden Festwalzrollen als Ringscheiben auszubilden, die auf Zapfen gelagert sind, welche aus dem Steg des Gehäuses des Festwalzrollenkopfes vorspringen. Hierbei können die Ringscheiben auf Wälzlagern drehbar gelagert und mit einfachen, an sich bekannten Mitteln auf dem Lagerzapfen gehalten werden.
Die Festwalzrollen bestehen jeweils aus einem hochfesten insbesondere gehärteten Material, wie es an sich zur Verwendung von üblichen Festwalzrollen bekannt ist. Im Fall der Ausführung der Lagerung der Festwalzrollen als Gleitlager besteht das Gehäuse des Festwalzrollenkopfes bzw. der Teil des Gehäuses in dem die Festwalzrollen gelagert sind, aus Bronze.
Die beiden Festwalzrollen eines Festwalzrollenkopfes werden nachfolgend als äußere Rolle bezeichnet, wenn sie zum Hauptlagerzapfen hinweisen und als innere Festwalzrolle, wenn sie zum angrenzenden Hubzapfen einer Split-Pin-Kurbelwelle gelegen sind.
Beim Festwalzen von Split-Pin-Hubzapfen kann der Festwalzrollenkopf wie folgt eingesetzt werden: 1. Fall: Es sind am Split-Pin-Hubzapfen einer Split-Pin- Kurbelwelle zwei äußere und ein innerer Einstich vorgesehen, welche die beiden angrenzenden Lagersitze des Split-Pin-Hubzapfens jeweils seitlich begrenzen. Die äußeren Einstiche werden vorab von zwei sich aufeinander abstützenden Festwalzrollenköpfen festgewalzt, wie sie aus der eingangs zitierten US 5,445,003 bekannt sind. Die mit den bekannten Festwalzrollenköpfen mögliche Festwalzrichtung von z.B. 35° schräg zur Kurbelwellenachse besitzt den Vorteil, dass eine vorgegebenen Dauerfestigkeit erreicht werden kann. Im vorliegenden Fall hat die äußere Festwalzrolle des erfindungsgemäßen Festwalzrollenkopfes nur Führungseigenschaften und führt keinen Festwalzvorgang im Zwickelabschnitt aus. Der äußere Abrundungsradius der äußeren Festwalzrolle berührt den Einstich im Zwickelabschnitt des Lagersitzes nicht. Dazu wird der Außendurchmesser der äußeren Festwalzrolle mindestens um die Eindringtiefe der inneren Festwalzrolle beim Festwalzen des Zwickels und um die entsprechenden Toleranzen des inneren Einstichs bei der Vorfertigung der Kurbelwelle kleiner ausgeführt. Im übrigen Umfangsabschnitt des Split-Pin-Hubzapfens liegt die äußere Festwalzrolle in dem äußeren Einstich auf und gewährleistet, dass der Festwalzrollenkopf seine korrekte axiale Position einhält. In diesem Umfangsabschnitt des Eingriffs der äußeren Festwalzrolle wird die auf den Festwalzrollenkopf einwirkende Festwalzkraft verringert, während im Zwickelabschnitt eine zum Festwalzen geeignete Festwalzkraft von z.B. 10 kN aufgebracht wird.
2. Fall: Am Split-Pin-Hubzapfen der Kurbelwelle sind innere und äußere Einstiche vorgesehen, welche den jeweiligen Lagersitz seitlich begrenzen. Diese Einstiche werden mit dem Festwalzrollenkopf gleichzeitig festgewalzt. Dazu wird die Festwalzkraft über den Umfangsabschnitt des Lagersitzes, wo der Zwickel ist, erhöht, z.B. verdoppelt. Da ein Festwalzgerät nur in geringem Maße unterschiedliche Tiefen zwischen den Einstichen ausgleichen kann, ist hier eine hohe Genauigkeit bei der Vorfertigung der Split-Pin- Kurbelwelle erforderlich.
Die Außendurchmesser der beiden Festwalzrollen sind in diesem Fall gleich groß.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Es zeigen jeweils in schematischer und nicht maßstäblicher Darstellung die
- Fig. 1 einen Abschnitt einer Split-Pin-Kurbelwelle in perspektivischer Darstellung,
- Fig. 2 einen Festwalzrollenkopf in der Seitenansicht, - Fig. 3 einen Schnitt durch den Festwalzrollenkopf der Fig. 2 entlang der Linie III - III,
- Fig. 4 einige Einzelteile des Festwalzrollenkopfes,
- Fig. 5 die Situation vor dem Festwalzen von Radien an einem Split-Pin-Hubzapfens und
- Fig. 6 die Situation wie in der Fig. 5 mit zwei eingebauten Festwalzrollenköpfen,
- Fig. 7 Einzelheiten des Festwalzens.
Die Split-Pin-Kurbelwelle 1 der Fig. 1 hat einen Split- Pin-Hubzapfen 2 mit den beiden einzelnen Hubzapfen 3 und 4 welche über einen Zwickel 5, dargestellt durch den geschwungenen Pfeil, miteinander verbunden sind. Seitlich werden die beiden Hubzapfen 3 und 4 jeweils von Wangen 7 und 8 begrenzt, wobei der Übergang zwischen dem Hubzapfen 4 und der Wange 8 als Einstich 6 ausgebildet ist. Die Fig. 1 dient zur Darstellung der Verhältnisse an einer Split-Pin-Kurbelwelle 1.
Im Gehäuse 9 eines Festwalzrollenkopfes 10 sind zwei scheibenförmige Festwalzrollen 11 und 12 drehbar um eine gemeinsame Drehachse 13 gelagert. Auf der einen Seite 14 trägt die zylindrische Scheibe der Festwalzrolle 12 einen vorspringenden Ringflansch 15, welcher konzentrisch zur Drehachse 13 vorgesehen ist. Dem Ringflansch 15 entspricht auf der entsprechenden Seite 16 der zylindrischen Scheibe der Festwalzrolle 11 ein vorspringender zylindrischer Zapfen 17, der ebenfalls konzentrisch zur gemeinsamen Drehachse 13 angeordnet ist. Im zusammengebauten Festwalzrollenkopf 10, wie er im Schnitt der Fig. 3 dargestellt ist, greift der zylindrische Zapfen 17 von innen in den zylindrischen Flansch 15 ein. Der Eingriff erfolgt mit sehr geringem Spiel. Die auf diese Weise zusammengefügten Festwalzrollen 11 und 12 sind schließlich noch über Schrauben 18 fest miteinander verbunden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zwischen den Festwalzrollen 11 und 12 und dem Gehäuse 9 des Festwalzrollenkopfes 10 eine Gleitlagerung vorgesehen. Hierbei besteht das Gehäuse 9 aus Bronze und weist eine Bohrung 19 auf. In die Bohrung 19 greift der Ringflansch 15 mit seiner Außenseite 35 ein.
Beim Festwalzen des Hubzapfens 4, wie er in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wird der Hubzapfen 4 von Stützrollen 20 abgestützt, wie das an sich bekannt ist. Zwei Stützrollen 20 sind in einem Stützrollenkopf zusammengefasst . Der Festwalzrollenkopf 10 und der Stützrollenkopf bilden zusammen ein Festwalzgerät.
Der Vorsprung 21 in der Fig. 4 deutet die Ausgestaltung der Umfangsränder 22 der beiden Festwalzrollen 11 und 12 an. Die Umfangsränder 22 der beiden Festwalzrollen 11 und 12 sind in ihrer Ausgestaltung identisch.
Die Fig. 5 zeigt die Situation des Festwalzens von zwei Hubzapfen 3 und 4 durch zwei Festwalzrollenköpfe 10 und
23, die in ihrem Aufbau jeweils identisch sind. Der äußere Umfangsrand 22 der Festwalzrolle 12 ist abgerundet und vergrößert den Außendurchmesser von jeder Scheibe der jeweiligen Festwalzrolle 11, 12 um ein vorgegebenes Maß
24. Der Umfangsrand 22 erstreckt sich jeweils auch über einen randseitigen Abschnitt 25 der axialen Breite jeder Festwalzrolle 11 und 12. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die beiden Festwalzrollen 11 und 12 jeweils die gleiche axiale Breite haben. Das ist aber nicht zwingend erforderlich, sondern unterschiedliche Breiten sind ebenso möglich. Die Gesamtbreite eines Festwalzrollenkopfes 10 oder 23 erstreckt sich vom Ölbund 26 eines jeden Hubzapfens 3 oder 4 bis hin zum Ölbund 31 des Zwickels 5. Als Übergänge zwischen den Hubzapfen 3 oder 4 zu den jeweiligen Wangen 27 über die Ölbunde 26 sind jeweils die äußeren Einstiche 29 vorgesehen. Während des Festwalzens dringen die Umfangsränder 22 der Festwalzrollen 11 und 12 jeweils in die äußeren Einstiche 29 der Hubzapfen 3 und 4 ein. Das Maß 24 wird auf den Wert 0 abgebaut, d.h. auf dem überwiegenden Abschnitt ihrer axialen Breite stützen sich die Festwalzrollen 11 und 12 auf den Lagersitzen 36 der jeweiligen Hubzapfen 3 oder 4 ab, wie das in der Fig. 5 zu erkennen ist. Die in die äußeren Einstiche 29 eindringenden Umfangsränder 22 der äußeren Festwalzrollen 12 hinterlassen Einwalzungen 32 in den äußeren Einstichen 29 zu den jeweiligen Wangen 27 hin. Einwalzungen 30 im Bereich des Zwickels 5 werden von den inneren Umfangsrändern 33 und 34, entsprechend den Umfangsrändern 22 bewirkt.
Die Figur 6 zeigt die Situation ein einer Festwalzmaschine (nicht gezeigt) wo zwei Festwalzrollenköpfe 10 und 23 die äußeren Einstiche 29 von zwei angrenzenden Hubzapfen 3 und 4 einer Kurbelwelle 1 bearbeiten. Die Festwalzrollen 11 und 12 liegen in Bezug auf die Hauptdrehachse 35 der Kurbelwelle 1 jeweils um 180° einander gegenüber. Jeder Festwalzrolle 11 und 12 liegen zwei Stützrollen 20 gegenüber, die jeweils in einem Stützrollenkopf 37 angeordnet sind. Der Umfangsabschnitt 38 des schraffiert, weil geschnitten, dargestellten Zwickels 5 wird vom Umfangsrand 33 der inneren Festwalzrolle 11 bearbeitet, während der Umfangsabschnitt 39 vom Umfangsrand 34 der inneren Festwalzrolle 11 auf den linken Teil der Fig. 6 bearbeitet wird.
Die Darstellung der Fig. 7 entspricht einer Situation, welche sich einstellt, wenn nur ein Festwalzrollenkopf 10 oder 23 betrachtet wird. In seiner axialen Breite 37 überragt der Festwalzrollenkopf 23 die axiale Breite 38 des Lagersitzes 36 und seines Einstichs 28 der Split-Pin- Hubzapfen 3 und 4. Der Einstich 39 des Zwickels 5 wird beim Festwalzen der Split-Pin-Hubzapfen 3 und 4 jedes mal mitgewalzt.
Bezugszeichenliste
1 Split-Pin-Kurbelwelle
2 Split-Pin-Hubzapfen
3 Hubzapfen
4 Hubzapfen
5 Zwickel
6 Einstich
7 Wange
8 Wange
9 Gehäuse
10 Festwalzrollenkopf
11 Festwalzrolle
12 Festwalzrolle
13 gemeinsame Drehachse
14 Seite der Festwalzrolle 11
15 zylindrischer Ringflansch
16 Seite der Festwalzrolle 12
17 zylindrischer Zapfen
18 Schrauben Bohrung
Stützrollen
Vorsprung
Umfangsrand
Festwalzrollenkopf
UmfangsVergrößerung randseitiger Abschnitt
Ölbund
Wange
Übergangsradius äußerer Einstich
Einwalzung
Ölbund des Zwickel
Einwalzung innere Umfangsränder
Hauptdrehachse
Lagersitz
Stützrollenkopf
Umfangsabschnitt
Umfangsabschnitt

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Festwalzrollenkopf (10, 23) zum Festwalzen von Radien (28) oder Einstichen, welche die Lagersitze (36) von Haupt- und Hubzapfen (3, 4) von Kurbelwellen (1) für Motoren von Kraftfahrzeugen jeweils seitlich begrenzen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zwei Scheiben- oder ringscheibenförmige und zylindrische Festwalzrollen (11, 12) von gleichem Außendurchmesser und annähernd gleicher axialer Breite vorgesehen sind, die
- parallel und in einem gegenseitigen Abstand voneinander im Gehäuse (9) des Festwalzrollenkopfes (10) angeordnet sind und
- um eine gemeinsame horizontale Drehachse (13) im Gehäuse (9) des Festwalzrollenkopfes (10) drehbar gelagert sind sowie
- jeweils auf ihren äußeren, einander abgewandten Umfangsrändern (22) einen umlaufenden, abgerundeten und den Außendurchmesser der jeweiligen Festwalzrolle (11, 12) um ein vorgegebenes Maß vergrößernden Vorsprung (21) haben, der sich zugleich über einen randnahen Abschnitt der axialen Breite der Festwalzrolle (11, 12) erstreckt.
2. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der axiale Abstand (37) der äußeren Umfangsränder (22) der beiden Festwalzrollen (11, 12) der axialen Breite (38) des Lagersitzes (36) und der ihn seitlich begrenzenden Radien (28) oder Einstiche eines Haupt- oder Hubzapfens (3, 4) der Kurbelwelle (1) entspricht.
3. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- eine der beiden Festwalzrollen (11, 12) auf einer Seite (14) einen vorspringenden Ringflansch (15) hat, während
- die andere Festwalzrolle (11, 12) auf einer Seite (16) einen vorspringenden zylindrischen Zapfen (17) hat und
- der Ringflansch (15) der einen Festwalzrolle (11, 12) sowie der Zapfen (17) der anderen Festwalzrolle (11, 12) jeweils konzentrisch zur gemeinsamen Drehachse (13) der beiden Festwalzrollen (11, 12) angeordnet ist.
4. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass im zusammengebauten Festwalzrollenkopf (10) der zylindrische Zapfen (17) der einen Festwalzrolle (11, 12) in den Ringflansch (15) der anderen Festwalzrolle (11, 12) annähernd spielfrei eingreift.
5. Festwalzrollenkopf nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Festwalzrollen (11, 12) über Schrauben (18), Bolzen oder Nieten lösbar bzw. dauerhaft miteinander verbunden sind.
Festwalzrollenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Festwalzrollen (11, 12) auf dem äußeren Umfang (35) des Ringflansches (15) von einer der beiden Festwalzrollen (11, 12) im Gehäuse (9) des Festwalzrollenkopfes (10) drehbar gelagert sind.
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