DE10009980C1

DE10009980C1 - Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Wellen, insbesondere Kurbel- und Nockenwellen

Info

Publication number: DE10009980C1
Application number: DE10009980A
Authority: DE
Original assignee: Ernst Thielenhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Thielenhaus Technologies GmbH
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-08-23
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: US20010031613A1; US6589103B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Wellen, insbesondere von Kurbel- und Nockenwellen, mit einem Träger (1), mindestens einem Andrückschuh (2) und einer Linearführung (3) des Andrückschuhs (2). Die Linearführung (3) des Andrückschuhs bildet mit einer Querführung (4) des die Linearführung tragenden Bauteils ein Kreuzführungssystem, welches der Umlaufbewegung des um seine Wellenachse rotierenden Werkstückes (5) folgt. Die Querführung (4) besteht aus einem an dem Träger (1) geführten Hauptschlitten (6), der radial zur Rotationsachse des Werkstückes (5) ausgerichtet ist und werkstückseitig einen gabelförmigen Kopf (7) aufweist. Die Führungsschiene (8) für die Linearführung (3) des Andrückschuhs (2) ist rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Querführung zwischen die Schenkel des gabelförmigen Kopfes (7) eingespannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Finishbearbei tung von Wellen, insbesondere von Kurbel- und Nockenwellen, mit
einem Träger,
mindestens einem Andrückschuh und
einer Linearführung des Andrückschuhs,
wobei die Linearführung des Andrückschuhs mit einer Quer führung des die Linearführung tragenden Bauteils ein Kreuz führungssystem bildet, welches der Umlaufbewegung des um seine Rotationsachse rotierenden Werkstückes folgt.

Eine Vorrichtung des beschriebenen Aufbaus und der be schriebenen Zweckbestimmung ist aus DE 196 07 776 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist zwei Andrückschuhe auf, die jeweils an einem Arm in Linearführungen beweglich angeordnet sind. Die Arme ihrerseits sind an einem portalartigen Querträger geführt und durch eine elektro mechanische oder hydraulische Spanneinrichtung, mit der die Andruckkraft für die Finishbearbeitung erzeugt werden kann, untereinander verbunden. Die mit vier Führungen ausge bildete Vorrichtung ist konstruktiv aufwendig. Durch die konstruktionsbedingte große Länge der Arme und deren endseitige Führung an einem Querträger, besitzt die Vor richtung nur eine verhältnismäßig geringe Steifigkeit, die zudem in Abhängigkeit von der Position der Andrückschuhe auf den Armen noch veränderlich ist. Durch die unzu reichende Steifigkeit können Bearbeitungsfehler bei der Finishbearbeitung auftreten. Ferner ergeben sich beim Be- und Entladen eines Werkstückes Schwierigkeiten, da sich die Andrückschuhe in Längsrichtung der Arme gegeneinander ver schieben können. Es sind aufwendige, sehr präzise arbei tende Positioniereinrichtungen erforderlich, damit die An drückschuhe während eines Werkstückwechsels definierte Positionen einnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und im Aufbau einfache Vorrichtung mit wenigen Bewegungskompo nenten zur Finishbearbeitung von Wellen anzugeben, die sich aufgrund ihrer Konstruktion durch eine hohe, unveränder liche Steifigkeit auszeichnet.

Ausgehend von einer Vorrichtung des eingangs beschriebenen Aufbaus wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Querführung aus einem an dem Träger geführten Hauptschlitten besteht, der radial zur Rotationsachse des Werkstückes ausgerichtet ist und werkstückseitig einen ga belförmigen Kopf aufweist, und dass die Führungsschiene für die Linearführung des Andrückschuhs rechtwinklig zur Bewe gungsrichtung der Querführung zwischen die Schenkel des gabelförmigen Kopfes eingesetzt ist.

Bei der Werkstückbear beitung ist die Führung des Hauptschlittens frei von Biege momenten, so dass eine leichtgängige und präzise Führung der Querführung gewährleistet ist. Vorzugsweise sind an der Führungsschiene zwei Andrückschuhe beweglich geführt, deren Arbeitsflächen das Werkstück umgreifen. Die Arbeitsflächen können mit Honsteinen bestückt oder für den Betrieb mit einem Finishband ausgelegt sein. Zur Erzeugung des für die Finishbearbeitung erforderlichen Druckes können die Andrückschuhe durch eine elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Spann einrichtung miteinander verbunden sein. Der Stellweg der Spanneinrichtung ist zweckmäßig so eingerichtet, dass die Andrückschuhe zum Be- und Entladen eines Werkstückes weit auseinander gefahren werden können.

Die Andrückschuhe sind als vorkragende Bauteile ausgebildet und weisen an ihrem rückwärtigen Ende einen, an der Füh rungsschiene geführten Schlitten sowie an ihrem vor stehenden Ende eine das Werkstück bogenförmig umgreifende Arbeitsfläche auf.

Es versteht sich, dass bei der Bearbeitung der Haupt- und Hublager einer Kurbelwelle oder bei Bearbeitung einer Nockenwelle eine Mehrzahl der beschriebenen Vorrichtungen in Werkstücklängsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Nach der Finishbearbeitung eines Werkstückes werden die An drückschuhe in Öffnungsstellungen bewegt und das Werkstück entnommen. Das Einlegen eines neuen Werkstückes kann er heblich vereinfacht werden, wenn die Hauptschlitten der nebeneinander angeordneten Vorrichtungen ihre Positionen exakt beibehalten. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Hauptschlitten daher ein rückwärtiges über den Träger vorstehendes Ende auf, das arretierbar ist, wenn das Werkstück nicht bearbeitet wird. Vorzugsweise ist dem rückwärtigen Ende eine Positioniervorrichtung sowie eine Klemmvorrichtung zugeordnet und weist das rückwärtige Ende ein Profil auf, welches mit der Positioniervorrichtung zusammenwirkt. Bei einer Betätigung der Positioniervorrich tung nimmt der Hauptschlitten eine durch das Profil des rückwärtigen Endes vorgegebene Stellung ein. Bei einer Betätigung der Klemmvorrichtung ist das rückwärtige Ende ferner in beliebigen Stellungen fixierbar.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Hub lagern einer Kurbelwelle,

Fig. 2 eine am rückwärtigen Ende der Vorrichtung ange ordnete Positionier- und Klemmeinrichtung.

Zum grundsätzlichen Aufbau der Vorrichtung gehören ein Träger 1, mindestens ein Andrückschuh 2 und eine Linearführung 3 des Andrückschuhs 2. Die Linearführung 3 des Andrückschuhs 2 bildet mit einer Querführung 4 des die Linearführung tragenden Bauteils ein Kreuzführungssystem, welches der Umlaufbewegung des um seine Rotationsachse rotierenden Werkstückes 5 folgt. Mehrere der dargestellten Vorrichtungen sind bei der Finishbearbeitung einer Kurbelwelle in Werkstücklängsrichtung nebeneinander angeordnet. Der Rotationsantrieb für das Werkstück und ein üblicherweise ebenfalls vorgesehener Axial- Oszillationsantrieb für axiale Relativbewegungen zwischen Werkstück 5 und den Andrückschuhen 2 sind nicht dargestellt.

Die Querführung 4 besteht aus einem an dem Träger 1 geführten Hauptschlitten 6, der werkstückseitig einen gabelförmigen Kopf 7 aufweist. Die Führungsschiene 8 für die Linearführung 3 der Andrückschuhe 2 ist zwischen die Schenkel des gabelförmigen Kopfes 7 eingesetzt, wobei die Führungsflächen durch eine bewegliche Abdeckung, z. B. durch einen Faltenbalg, geschützt werden können. An der Führungsschiene 8 sind zwei Andrückschuhe 2 beweglich geführt, deren Arbeitsflächen das Werkstück 5 umgreifen. Die Arbeitsflächen können mit Honsteinen bestückt oder für den Betrieb eines Finishbandes ausgelegt sein. Die Andrückschuhe 2 sind untereinander durch eine Spann einrichtung 9 miteinander verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist eine hydraulische Spanneinrichtung 9 angedeutet. Die Spanneinrichtung 9 kann aber ebenso gut als elektromechanische oder pneumatische Einrichtung ausgeführt werden.

Der Hauptschlitten 6 ist radial zur Wellenachse des Werk stückes 5 ausgerichtet. Die bei einer Umlaufbewegung des Werkstückes ausgeführten Stellbewegungen des Haupt schlittens 6 sowie der Andrückschuhe 2 sind in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Die Andrückschuhe 2 sind als vorkragende Bauteile ausgebildet und weisen an ihrem rückwärtigen Ende einen an der Führungsschiene geführten Schlitten 10 sowie an ihrem vorstehenden Ende eine das Werkstück bogenförmig umgreifende Arbeitsfläche auf.

Der Hauptschlitten 6 weist ein rückwärtiges, über den Träger vorstehendes Ende 11 auf, das mit einer in Fig. 2 dargestellten Einrichtung positionierbar und arretierbar ist, wenn das Werkstück nicht bearbeitet wird. Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung umfasst eine Positionier vorrichtung 12 sowie eine Klemmvorrichtung 13.

Die Positioniervorrichtung 12 wirkt mit einem Profil 14 des rückwärtigen Endes 11 zusammen. Durch Betätigung der Positioniervorrichtung 12 ist der Hauptschlitten 6 in eine durch das Profil 14 vorgegebene Stellung bewegbar. Wenn die Vorrichtung zur Finishbearbeitung erstmals mit einem neuen Werkstück 5 beschickt wird, werden alle Hauptschlitten 6 mit Hilfe ihrer zugeordneten Positioniervorrichtung 12 in eine durch das Profil 14 vorgegebene Mittellage gebracht. Bei weit auseinander gefahrenen Andrückschuhen 2 wird das Werkstück 5 z. B. eine Kurbelwelle, in die Vorrichtung eingelegt. Zunächst erfolgt die Einspannung der in der Rotationsachse liegenden Hauptlagerflächen des Werkstückes. Nacheinander werden dann die zu bearbeitenden Hublagerflächen des Werkstückes in die Positionen "12 Uhr" oder "6 Uhr" gebracht und die zugeordneten Andrückschuhe 2 an die zu bearbeitende Hublagerfläche angelegt. Sobald die Andrückschuhe 2 an der zu bearbeitenden Hublagerfläche anliegen, wird die Positioniervorrichtung 12 gelöst, so dass der Hauptschlitten 6 frei beweglich ist. Die Vorgänge werden wiederholt, bis alle Andrückschuhe 2 an den zu bearbeitenden Hublagerflächen anliegen. Damit ist das sogenannte "Teach in" abgeschlossen und kann mit einer Serienproduktion begonnen werden.

Nach erfolgter Finishbearbeitung eines ersten Werkstückes wird die bearbeitete Kurbelwelle in einer vorher bestimmten Winkellage positioniert. Bevor das bearbeitete Werkstück 5 entnommen wird, werden die Hauptschlitten 6 durch die zuge ordneten Klemmvorrichtungen 13 in den durch die Winkellage des Werkstückes bestimmten Positionen fixiert. Nunmehr kann das bearbeitete Werkstück 5 entnommen und im Rahmen der Serienproduktion ein neues Werkstück zur Bearbeitung eingelegt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Finishbearbeitung von Wellen, insbesondere von Kurbel- und Nockenwellen, mit
einem Träger (1),
mindestens einem Andrückschuh (2) und
einer Linearführung (3) des Andrückschuhs (2),
wobei die Linearführung (3) des Andrückschuhs (2) mit einer Querführung (4) des die Linearführung (3) tragenden Bau teils ein Kreuzführungssystem bildet, welches der Umlaufbe wegung des um seine Rotationsachse rotierenden Werkstückes (5) folgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Querführung (4) aus einem an dem Träger (1) geführten Hauptschlitten (6) besteht, der radial zur Rotationsachse des Werkstückes (5) ausgerichtet ist und werkstückseitig einen gabelförmigen Kopf (7) aufweist, und dass die Füh rungsschiene (8) für die Linearführung (3) des Andrück schuhs (2) rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Querfüh rung (4) zwischen die Schenkel des gabelförmigen Kopfes (7) eingesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Führungsschiene (8) zwei Andrückschuhe (2) beweglich geführt sind, deren Arbeitsflächen das Werkstück (5) umgreifen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückschuhe (2) durch eine elektromechanische, hydraulische oder pneumatische Spanneinrichtung (9) mitein ander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückschuhe (2) als vorkragende Bauteile ausgebildet sind und an ihrem rückwärtigen Ende einen an der Führungsschiene (8) geführten Schlitten (10) sowie an ihrem vorstehenden Ende eine das Werkstück (5) bogenförmig umgreifende Arbeitsfläche aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptschlitten (6) ein rück wärtiges über den Träger (1) vorstehendes Ende (11) aufweist, das arretierbar ist, wenn das Werkstück (5) nicht bearbeitet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem rückwärtigen Ende (11) eine Positioniervorrichtung (12) und eine Klemmvorrichtung (13) zugeordnet ist, wobei das rückwärtige Ende (11) ein Profil (14) aufweist, welches mit der Positioniervorrichtung (12) zusammenwirkt und bei einer Betätigung der Positioniervorrichtung (12) eine durch das Profil (14) vorgegebene Stellung einnimmt und wobei das rückwärtige Ende (11) bei Betätigung der Klemmvorrichtung (13) in beliebigen Stellungen fixierbar ist.