DE1118645B

DE1118645B - Vorrichtung zum Druckpolieren zylindrischer Werkstueckflaechen, insbesondere der von Kurbelzapfen und Hauptlagern von Kurbelwellen

Info

Publication number: DE1118645B
Application number: DEI15503A
Authority: DE
Inventors: Edward Earl Judge
Original assignee: IND METAL PROD CORP
Current assignee: IND METAL PROD CORP
Priority date: 1957-10-11
Filing date: 1958-10-10
Publication date: 1961-11-30

Description

Vorrichtung zum Druckpolieren zylindrischer Werkstückflächen, insbesondere der von Kurbelzapfen und Hauptlagern von Kurbelwellen Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, die Oberfläche eines Werkstückes zu bearbeiten, die zwischen zwei sich radial erstreckenden Flanschen oder Armen liegt, wie es beispielsweise bei Kurbelzapfen und Hauptlagerstellen von Kurbelwellen der Fall ist.
Die Vorrichtung soll so ausgebildet sein, daß die zu bearbeitende Welle beim Prägepolieren nicht nennenswert auf Biegung beansprucht wird und an Kurbelwellen gleichzeitig sämtliche Kurbelzapfen und auch die Hauptlagerstellen bearbeitet werden können.
Bekannt sind Vorrichtungen zum gleichzeitigen Bearbeiten der Kurbelzapfen von Kurbelwellen, bei denen die Bearbeitungswerkzeuge in Haltern angeordnet sind, die an einer Meisterwelle drehbar gelagert sind, deren Abmessungen der zu bearbeitenden Kurbelwelle entsprechen.
Ferner sind Vorrichtungen zum Kaltwalzen der Oberfläche zylindrischer Werkstücke bekannt, bei denen sich zwei gegenüberliegende Druckrollen auf je einem Tragarm gelagert .sind, die an einem Tragkopf gegen das zu bearbeitende Werkstück so schwenkverstellbar sind; daß die Druckrollen mit Druck gegen die zu bearbeitende Werkstückoberfiäche anstellbar sind.
Bei normal auf Achsen gelagerten Druckrollen können die Druckrollen nur mit einem Teil ihres Halbmessers zwischen die Kurbelwangen greifen. Je größer der erforderliche Anpreßdruck der Druckrolle ist, desto größer wird der Lagerbolzendurchmesser und um so kleiner die Eingriffstiefe der Druckrolle, was dem Wunsche nach größtmöglicher Eingriffstiefe zuwiderläuft.
Um größtmögliche Eingriffstiefen zu erhalten, wird bei Vorrichtungen zum Druckpolieren von zylindrischen Werkstückflächen, insbesondere der von Kurbelzapfen und Hauptlagern von Kurbelwellen mit an einem Tragkopf schwenkbar angeordnetem Tragarm, in dem eine Druckrolle frei drehbar gelagert und der durch eine Vorrichtung so verstellbar ist, daß die Druckrolle unter Druck gegen die zu bearbeitende Werkstückfläche anstellbar ist, erfindungsgemäß die Druckrolle auf einem Lagerbolzen gelagert, der an einer exzentrisch zu seiner Achse versetzten, vom , Werkstück entfernt liegenden Stelle am Tragarm befestigt ist. Gleichzeitig ist der Tragarm mit einer Ausnehmung versehen, in die die Druckrolle teilweise hineinragt. Der Lagerbolzen besitzt an seinen beiden Enden über die Breite der Druckrolle hinaus vor- ; stehende, im Querschnitt kreisabschnittförmige Ansätze, die in entsprechend geformten Aussparungen des Tragarmes beiderseits der Ausnehmung aufgenommen und durch geeignete Mittel mit dem Tragarm verbunden sind. Außerdem weist der Tragkopf in an sich bekannter Weise zwei daran aasgelenkte Tragarme mit Prägerollen auf, zwischen denen sich das Werkstück befindet, wobei einer der am Tragkopf befestigten Arme starr angebracht ist, und der Tragkopf wird in an sich bekannter Weise entsprechend der Bahn der Kurbelzapfen bei Drehen der Kurbelweile geführt.
Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung können alle Kurbelzapfen und gegebenenfalls Hauptwellenlager an Kurbelwellen gleichzeitig bearbeitet werden.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig.1 eine Teilansicht einer Druckpoliermaschine zum gleichzeitigen Druckpolieren der Kurbelzapfen einer Kraftfahrzeugkurbelwelle, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig.1. Fig.3 eine vergrößerte Ansicht des in Fig.2 gezeigten Polierkopfes, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3.
In Fig.1 sind nur zwei Vorrichtungen zum Druckpolieren zweier benachbarter Kurbelzapfen einer Kurbelwelle gezeigt. Jeder Kurbelzapfen 10 befindet sich zwischen den Wangen 11 der Kurbelwelle 12, die durch das Spannfutter 13 gedreht wird, wobei die Kurbelzapfen exzentrisch zur Umdrehungsachse der Kurbelwelle 12 liegen. Die Hauptlager 14 liegen konzentrisch zur Umdrehungsachse der Kurbelwelle 12 und werden durch segmentförmige feste Lager 15 gegen eine senkrechte Schubbewegung nach unten abgestützt.
Jede Druckpoliervorrichtung 16 hat einen zweiteiligen Pendelarm 17 und zwei Tragarme 18, die mittels Paßstifte 19 drehbar an Tragköpfen 20 angebracht sind, die am unteren Ende des Pendelarms 17 befestigt sind (Fig. 2 und 3). Die Pendelarme 17 werden durch zwei Kurbelwellen 21a und 21b angetrieben, die in einem Rahmen 22, der mit Bezug auf die Kurbelwelle 12 an Säulen 23 gehoben und gesenkt werden kann, angeordnet sind, wobei die Kurbelwellen 21a und 21b und die zu bearbeitende Kurbelwelle 12 durch untereinander verbundene Antriebsmittel 24a, 24b und 24c synchron angetrieben werden. In dieser Weise wird sich jede Poliervorrichtung beim Drehen der Kurbelwelle 12 auf einer exzentrischen, einer der Kurbelzapfen entsprechenden Bahn bewegen, und beim Senken des Rahmens 22 in Arbeitsstellung werden sich die Druckrollen 25 jeder Druckpohervorrichtung mit der zu polierenden Kurbelzapfenoberfläche 26 ausrichten, Die Tragarme 18, in denen je eine Druckrolle 25 frei drehbar gelagert ist, sind durch eine Vorrichtung so verstellbar, daß die Druckrollen 25 unter Druck gegen die zu bearbeitende Werkstückfläche anstellbar sind. Jede Druckrolle 25 ist mit den Druckrollenlagern 27 auf einem Lagerbolzen 28 gelagert, der an einer exzentrisch zu seiner Achse versetzten, vom Werkstück entfernt liegenden Stelle 29 am Tragarm 18 befestigt ist, wobei der Tragarm 18 mit einer Ausnehmung 33 versehen ist, in die die Druckrolle teilweise hineinragt. Ferner weist der Lagerbolzen 28 an seinen beiden Enden über die Breite der Druckrolle 25 hinaus vorstehende, im Querschnitt kreisabschnittförmige Ansätze 29 auf, die in entsprechend geformten Aussparungen des Tragarmes 28 beiderseits der Ausnehmung 33 aufgenommen und durch geeignete Mittel 31, 32 mit dem Tragarm verbunden sind. Der Tragkopf hat in an sich bekannter Weise zwei daran angelenkte Tragarme 18, wobei einer der am Tragkopf 20 angebrachten Arme 1.8 starr befestigt ist.
An den unteren Enden der Tragköpfe 20 aufgesetzte Anschläge 34 begrenzen die Einwärtsbewegung der Tragarme 18 und der Rollen 25 auf eine Mindesteinstellung, die etwas unter dem Durchmesser der Kurbelzapfen liegt, und die Arme 18 können durch einstellbare Rückanschläge 35, deren Einstellung die Größe des auf die in Arbeit befindliche Kurbelwelle ausgeübten Druckes der Rollen 25 bestimmt, gegen die Anschläge 34 vorbelastet werden. Bei Verwendung einer geeigneten, schweren Bauart für die Tragarme 18 genügen kleine Durchbiegungen (z. B. in der Größenordnung von 0,5 mm), um Druckrollenkräfte höherer Größenordnung (z. B. 3600 kg) auf die Kurbelwelle auszuüben.
Es ist ersichtlich, daß solche Kräfte ausgewogen und aufeinander rückwirkend innerhalb des Kopfes der Poliervorrichtung in sieh abgeschlossen sind und keine Durchbiegelast auf die Kurbelwelle ausüben.
Es ist ebenso ersichtlich, daß infolge der exzentrischen Anordnung der Druck- und Polierrollen mehr als 50 Klo des Rollendurchmessers eingeführt werden kann.
Die in dieser Anordnung zur Verwendung kommenden Rollen mit verhältnismäßig großen Durchmessern verhindern ein Ablösen oder Reißen der Werkstückoberfläche und bewirken eine Verminderung des Durchmessers der Kurbelwelle, welche in der Größenordnung von 0,005 mm liegen kann. Kurbelwellenpoliergeschwindigkeiten in der Größenordnung 240 U/min haben sich als zufriedenstellend erwiesen. Es ist gefunden worden, daß ein solches Polieren die Festigkeit und die Belastungsgrenze der Kurbelwelle um etwa 15 bis 20 % erhöht und dabei die Verwendung von Kurbelwellen in Maschinen mit höherer Leistung gestattet.
Es wäre natürlich möglich, einen der Lagerbolzen 28 fest anzuordnen, während der andere in der gezeigten Weise auf dem Tragarm angeordnet ist. Wenn erwünscht, können drei oder mehr Papierrollen mit einer oder mehr auf dem Tragarm angebrachten verwendet werden, um die hohen Polierkräfte zu gewährleisten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zum Druckpolieren zylindrischer Werkstückflächen, insbesondere der von Kurbelzapfen und Hauptlagerstellen von Kurbelwellen, mit an einem Tragkopf schwenkbar angeordnetem Tragarm, in dem eine Druckrolle frei drehbar gelagert und der durch eine Vorrichtung so verstellbar ist, daß die Druckrolle unter Druck gegen die zu bearbeitende Werkstückfläche anstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (25) auf einem Lagerbolzen (28) gelagert ist, der an einer exzentrisch zu seiner Achse versetzten, vom Werkstück (26) entfernt liegenden Stelle (29) am Tragarm (18) befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragarm (18) mit einer Ausnehmung (33) versehen ist, in die die Druckrolle (25) teilweise hineinragt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (28) an seinen beiden Enden über die Breite der Druckrolle (25) hinaus vorstehende, im Querschnitt kreisabschnittförmige Ansätze (29) aufweist, die in entsprechend geformten Aussparungen des Tragarmes (18) beiderseits der Ausnehmung (33) aufgenommen und durch geeignete Mittel (31, 32) mit dem Tragarm (18) verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkopf (20) in an sich bekannter Weise zwei daran angelenkte Tragarme (18) mit Prägerollen (25) aufweist, zwischen denen sich das Werkstück befindet. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der am Tragkopf (20) befestigten Arme (18) starr befestigt ist. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkopf (20) in an sich bekannter Weise entsprechend der Bahn der Kurbelzapfen (10) bei Drehen der Kurbelwelle (12) geführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 830 756, 894 663, 959 009, 964 493; deutsche Patentanmeldung H 3144 I b / 76 a (bekanntgemacht am 16. B. 1951); französische Patentschrift Nr. 889 055; USA.-Patentschrift Nr. 2195 048.