DE1577507A1 - Selbstzentrierende Schleifvorrichtung,besonders geeignet zur Fertigbearbeitung und Reparatur grosser Kurbelwellen,und Verfahren zur Anwendung dieser Vorrichtung - Google Patents

Description

• SelbstZentrierende Schleifvorrichtung, besonders geeignet zur Fertigbearbeitung und Reparatur großer Kurbelwellen, und Verfahren zur- Anwendung dieser Votrichtung. - Daa Schleifen großer, Wellen" besonders der Kurbelwellen großer Motoren" Dampfraaachinen, Kompressoren, Pressen und ähnlichere Maschinen, die häufig ein Gewicht des Zehnfachen einer Tonne und mehr erreichen, stellt aufgrund ihrer'Konstruktion ein großes Problem dar und ein noch größeres Problem, wenn Reparaturen nötig werden, da dies im allgemeinen einen Schleifvorgang zur Wiederherstellung der Walzenförmigkeit ihrer Lager, besonders derjenigen ihrer Pleuelstangen erfordert.
• Tatsächlich werden derartige Reparaturen im allgemeinen durch vorherigen Auseinanderbau mit anschließendem Schleifen mittels einer großen Schleifmaschine.und darauf folgendem Zusammenbau durchgeführt. Neben den hierbei anfallenden Kosten muß die Tatsache in Betracht gezogen werden, daß die von dies'em Motor angetriebene Anlage (wie z. B. ein Schiffl einige Zeitznicht betriebsfähig ist. Andererseits ist die Schleifinaschine, die nur eine begrenzte Anwendung besitzt, oft'unbenutzt und stellt festliegendes Kapital mit einer schlechten Ausnut7"i-.ng dar.
• Die vorliegende Erfindung beabsichtigt diese Nachteile zu beseitigen und besteht aus einem neuen System des Spitzenlos-Schleifens, das für Ausrüstung zum Schleifen exzentrischer Lager wie z. -B. von P - leuelstangen vorgesehen ist, ohne daß die.Welle der betreffenden Maschine ausgebaut werden muß, -wodurch der Vorgang auf das Aus?. maß eines Wartungsdienstes reduziert wird, so daß im Falle eines Schiffes z. B. die Arbeit während des normalen Löschens oder Schiffsi-. Umschlages ohne Ausfall desselben durchgeführt Werden kann. Die Schleifausrüstung, die der Gegenstand der Erfindung ist, besitzt auch bemerkenswerte Vorteile beim Schleifen der Hauptlager der Welle, was für gewöhnlich den Ausbau der Welle aus dem Motor nötig macht. Mit dieser Ausrüstung jedoch können sie auf -einer großen, herkömmlichen Drehbank geschliffen werden, die zwischen aufeinanderfolgenden Schleifvorgängen auch anderweitig verwendet werden kann.
• Das- technische Prinzip, auf dem die vorliegende Erfindung aufgebaut ist, besteht darin, daß ein abgerundeter, ovaler Körper, der auf zwei Punkten dreht, die eine Winkelentfernung von weniger als 1800 besitzen (in der Praxis möglichst nahe an 90 0 ) mittels eines Schleifkopfes (für gewöhnlich becherförmig).,.der zwischen die beiden Punkte eingeführt wird, geschliffen und genau zylindrisch gemacht werden kann, wenn der Schleifkopf nach vorne bewegt wird, so daß der Durchmesser seinerWirkungslinie durch einen Punkt verläuft, der mit den beiden Punkten, auf denen sich der Körper dreht, einen dem Umfang des Körpers entsprechenden Kreis, beschreibt.
• Bei der Draktischen Anwendung kann die Schleifvorrichtung welche dieses Prinzip verkörpert, diejenigen Höcker äuf dem Körper entfernen, die noch nicht durch die Abnützung entfernt worden sind, und die Schleifvorrichtung kann auf diese Weise den Durchmesser auf den dere:#!i'-x,--alentfernung zwischen den verschiedenen, abgenutzten Ab- schnitten entsprechenden Durchmesser reduzieren.
• Dieses technische Prinzip ist gemäß der Erfindung in einer verhältnismäßig einfachen und billigen Ausrüstung verkörpert. Da diese leicht beweglich ist, kann sie an die zu bearbeitende Welle herangebracht werden, wobei zuerst alle kurbelwellenseitigen Pleuellager durch Entfernung des unteren Elements der Pleuelstange und Zurücknahme des entsprechenden oberen Teils und der Kolbenstange zum höchsten Punkt im Zylinder auseinandergebaut worden sind. Dann wird die Schleifvorrichtung mit dem zu schleifenden Lager in Berührung gebracht und die Kurbelwelle selbst wird langsam gedreht, während der Arbeitsgang ausgeführt wird. Die gleiche Ausrüstung oder eine im wesentlichen ähnliche kann, wie bereits festgestellt, zum Schleifen eines Hauptlagers in Verbindung mit einer großen Drehbank verwendet werden. Obwohl dieser Vorgang den Ausbau der Welle aus dem Motor oder der Maschine erforderlich macht, bestehen keine solchen Schwierigkeiten, da keine besondere Maschine benötigt wird. Außerdem ist. dies kein so häufiger Vorgang wie das Schleifen eines kurbelwellenseitigen Lagers und kann daher im Verlauf einer Ausbesserung (wie z. B. eines Schiffes) oder während der Überholung eines Motors vorgenommen werden, Die beiliegende Zeichnung stellt anhand eines nicht begrenzenden Beispiels eirie Ausführungsform der Erfindung dar. Dabei gehen aus der Zeichnung und ihrer Erläuterung weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervor.
• Fig. 1 und 2 zeigen d as technische Prinzip schematisch.
• Fig. 3 ist die Seitenansicht einer Ausrüstung, die zum Schleifen eines Kurbelwellenhauptlagers auf einer Drehbank geeignet ist.
• Fig. 4 ist eine analoge Ausrüstung zum Schleifen der kurbelwellenseitigen Pleuellager auf einer Drehbank.
• Fig. 5 ist die Darstellung einer der Fig. 4- ähnlichen Ausrüstung in vergrößertem Maßstab.
• Fig, 6 ist ein Querschnitt längs der Ebene VI VI aus Fig. 5. Fig. 7 stellt das Verfahren der Anwendung der -erfindungsgemäßen Ausrüstung bei einem großen Motor dar, dem, zufolge die kurbelwellenoeltigen Pleuellagerdirekt ohne Ausbau der Kurbelwelle geschliffen werden können. In den Zeichnungen stellt 1 das zu schleifende Werkstück dar, wie z. B. ein kurbelwellenseitiges Pleuellager, worin das Lager als Ergebnis der von der Pleuelstange verursachten Abnützung einige Flächen reduzierten Durchmessers 1 ` und folglich einige Flächen in Form von Höckern V' hat. Das Lager 1 sitzt- auf Lagerrollen 2 auf, die so angeordnet sind, daß sie mit'dem Mittelpunkt 0 des Lagers einen Winkel von ungefähr 90 0 bilden.
• Zwischen diesen Lagerrollen 2 iigt ein vorzugsweise becherförmiger Schleifkopf 3 angeordnet, dessen Schleiflinie einen,dri tten Berührungspunkt auf dem Umfang des zu schleifenden Lagers bildet.. Dieser Schleifkopf kann sich neben seiner normalen drehenden Bewegung längs der Schleiflinie auch gegen das zu schleifende Werkstück bewegen, wobei das wirksame Ausmaß einer derartigen Bewegung sich von einem ersten Berübri#ngspunkt mit dem Werkstück zu dem Punkt erstreckt, bei welchem die Schleiflinie durch einen Kreis verläuft, dessen Um- fang von dem Durchmesser bestimmt wird" auf den das Werkstück abgeschliffen werden soll, wobei die Berührungspunkte der beiden Lagerrollen'2 ebenfalls auf dem gleichen Umfang liegen.
• Fig. 6 ist ein praktisches Beispiel einer Schleifanordnung. In dieser Figur ist das zu schleifende Lager ein kurbelwellenseitiges Pleuellager, gegen das zwei Lagerrollen 2 andrücken, die verstellbar und an einem Rahmen 4 befestigt sind.. der auch die Lager 5' eines anderen Satzes von Lagerrollen 5 trägt, di e mittels Federn 7 gegen das Lager 1 angedrückt werden und nur die Aufgabe haben, durch Gegenwirkung zu den Lagerrollen 2 die Vorrichtung zu zentrieren..
• Der Rahmen 4 trägt auch einen Support 6, in dem die Welle. des Schleifkopfes 3 befestigt ist. Diese Welle ist mit bekannten Vorrichtungen (nicht dargestellt) zur Vorwärtsbewegung-des Schleifkopfes 3 gegen das Lager 1 versehen, wobei die Vorrichtungen aus einem Schaltrad 8, einer Riemenscheibe 9 und einem Riemen 10, der von einem elektrischen Motor 11 angetrieben wird, bestehen, welcher an einem Hilfsäupport 6 # gelagert ist, der seinerseits am Support 6 befestigt ist. Diese Gruppe ist mit der Kolbenstange 12 eines pneumatischen oder hydraulischen Zylinders 13 verbunden, durch den die ganze Konstruktion des Rahmens 4 und der damit verbundenen Elemente entsprechend der langsamen, rotierenden Bewegung der Kurbelwelle auf dem Lager, an dem die Schleifvorrichtung befestigt ist, vor und zurück bewegt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Zylinder 13 mittels der Bolzen 15 an seinem eigenen Lager 14 befestigt und die gesamte Schleifkonstruk-tion kann auf diese Weise die verschiedenen Neigungen einnehmen, die aufgrund der Bewegung der Kurbelwelle erforderlich sind, da-ja die ganze Konstruktion- in Bezug auf die Kurbelwelle praktisch wie eine Pleuelstange wirkt. Beim Schleifvorgang wird das zu schleifende Werkstück 1 gegen die Lagerrollen 2 gedrückt, während sich die K urbelwelle langsam dreht. Der Schleifkopf 3 wird -ue-uen die Kurbelwelle bewegt, während die Schleifeinheit.. deren Lager 14 gleitbar im starren Support 16 befestigt ist und von einer Schraube 17 mit einer Schnecke 17' und von einem Betätigungsrad gesteuert wird, eine Bewegung von Seite zu Seite ausführt, wie durch den Pfeil A (Fig. 5) angedeutet, so daß der Schleifkopf # über . die Gesamtbreite des Lagers wandert. Auf diese Weise entfernt der Schleifkopf jegliche Höcker, die von Verschleiß oder im Falle einer neuen Kurbelwelle von mängelhafter Herstellung herrühren.
• In Fig. 4 sind das Lager 1 und die Schleifeinheit auf einer Drehbank befestigt, wobei ersteres zwischen den Spitzen- befestigt ist und mittels geeigneter Stützen auf der Drehbank festgehalten wird, während die Schleifeinheit am Schlitten (oder an einem der Schlitten) der Drehbank mittels des Lagers 14 befestigt ist, so daß sie das,zu schleifende Werkstück 1 bearbeiten kann, das von den Rollen 23 5 getragen wird. Eine ähnliche Konstruktionsausführung gestattet ebenfalls das Drehbankschleifen der Hauptlager (Fig. 3). In diesem Fall jedoch ist die Hin- und Herbe-wegung ähnlich der einer Pleuelstange nicht notwendig, und deshalb ist auch kein hydraulischer oder pneumatischer Zylinder, 13 erforderlich. Außerdem braucht man, falls die Drehbank ausreichend präzise gebaut ist, keinen Rahmen 4 oder damit verbundene Teile.
• Fig. 7 ist die zufriedenstellendste und vorteilhafteste Ausführungsform der Erfindung. Sie ermöglicht das Schleifen eines kurbelwellenseitigen Pleuellagers eines sehr Üoßen Diesel-Motors. Zu diesem Zweck werden die seitlichen Rahmendeckel entfernt, welche derartige Motoren im allgemeinen zwecks Zugang zu den Pleuelstangen besitzen. Dann wird das Pleuelstangenkopflager selbst entfernt und sowohl Kolben als auch Pleuelstange werden in den oberen Teil des Zylinders verschoben. Das-Lager ist nun vollständig zugänglich und der Rahmen 4 mit den beiden Gruppen der Lagerrollen 2 und 5 wird daran befestigt, Das Lager 14 wird seitlich am Motorrahmen fixiert und der Vorgang läuft ab wie bereits beschrieben.
• Bei sehr großen Motoren sind die Hauptlager zugänglich und auch in diesem Fall ist es möglich, durch Entfernung der Lagerschalen jedes Hauptlager -züi schleifen, ohne daß der Motor auseinandergenommen werden muß. Dieser Vorgang jedoch ist weniger häufig als der erstere. Er kann deshalb einer der verschiedenen Arbeitsgänge sein, und nicht einmal der längste, die bei einer Überholung durchgeführt werden. Schließlich ist festzuhalten, daß bei dem erfindungsgemäßen System kein Gegengewicht an der Kurbelwelle angebracht werden muß, da> diese auf normale Weise rotiert. Wo das zu schleifende Lager um seinen eigenen Alittelpunkt rotiert, müssen Gegengewichte verwendet werden, doch erfolgt gemäß der Erfindung die Rotation um die Achse der Kurbelwelle selbst.

Claims (2)

1. P at entansprüche 1. System zum Schleifen großer, runder Körper wie z. B. der Lager großer Kurbelwellen, dadurch gekennzeichnet, daß das zu schleifende Stück auf zwei Rollen ruht, deren zwei Ruhepunkte einen Bogen von weniger als 180 0 (vorzugsweise ungefähr 90 0. ) mit dem Mittelpunkt des Werkstücks beschreiben" wobei ein Schleifkopf zwisehen den zwei Ruhepunkten liegt, der zwei Bewegungen hat, nämlich eine Bewegung von Seite zu Seite längs der Mantellinie des zu schleifenden Zylinders und eine regulierende Bewegung, welche die fortschreitende Annäherung des Schleifkopfes an das Werkstück umfaßt, bis seine Schleiflinie längs der Mantellinie auf einem IT Creis liegt, dessen Umfang dem endgültigen Durchmesser des Werkstücks entspricht., wenn dies geschliffen worden ist.
2. 2. Schleifsystem nahli Anspruch 1, d a d u r c h g e k e nnz e i c h n e t.. daß die Querbewegung längs der Mantellinie nicht vom Schleifkopf sondern vom zu schleifenden Werkstück ausgeführt -wird. 3. Vorrichtung zur Verwirklichung des Schleifsysterns nach Anspruchlund2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagerrollen Teil eines Trägerrahmens bilden, der gegen das zu schleifende Werkstück geschoben wird, wobei ersterer auch zwischen den Lagerrollen einen Schleifkopf trägt, der beispielsweise becherförmig ist, sowie auch Mittel zur Steuerung der Rotation des Schleifkopfes und Seiber Annäherung an das zu schleifende Werkstück und Festlegung seiner Bewegung von Seite zu Seite längs der Mantellinie des zu schleifenden Werkstückes.-4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Support oder Rahmen, der die Lagerrollen trägt, ein weiteres Lagerrollenpaar trägt, die den ersten Rollen entgegenwirken und mittels elastischer Vorrichtungen, wie z. B. Federn, gegen das zu schleifende Werkstück gedrückt werden. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennz eich -n e t , daß der Support oder Rahmen einstückig mit einem hydraulischen oder pneumatischen Zylinder ausgebildet ist, der den Rahmen gegen das passend gelagerte, zu schleifende Werkstück schiebt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennz- eichnet, daß der hydraulische oder pneumatische Zylinder hin- und herbeweglieh befestigt ist, so daß sowohl der Rahmen als auch die Lagerrollen und der Schleifkopf unter Ausführung einer pleuelstangenähnlichen Bewegung den Bewegungen des zu schleifenden Werkstückes folgen können. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennz eichnet, daß der hydraulische oder pneumatische Zylinder in zwei Teilen ausgeführt ist, dessen eines Teil feststeht und dessen anderes Teil, an dem Zylinder befestigt ist, mittels Steuereinrichtungen in einer Richtung parallel zur Mantellinie des zu schleifenden Werkstückes beweglich ist. 8. Schleifverfahren gemäß der Konstruktion und unter Verwendung der VorrichtungnacheinemdervorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daßdas-zuschleifendeWerkstückwiez.B. eine große Kurbelwelle auf einer Maschine befestigt wird, die als Lager dient, wie z. B. einer großen Drehbank, wobei diese Welle auf der Maschine in gewöhnlic her Weise rotieren soll,- während dIe Vorrichtung gemäß Ansprüchen 3 bis 5 mi.t dem zu schleifenden Lager verbunden ist und seiner rotierenden Bewegung folgt und d er Schleifkopf allmählich immer näher dem Mittelpunkt des Werkstückes gebracht sowie zur gleichen Zeit längs der Mantellinie des Werkstückes von Seite zu Seite bewegt wird. 9. Schleifverfahren gemäß der Konstruktion und unter Verwendung derVorrichtungnacheinemder.vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daßdieVorrichtungdirektaneineniMotorbefestigt wird, von dem ein oder mehrere Lager geschliffen werden sollen.. wobei zuerst das untere Teil der Pleuelstange aus dem Motor entfernt und die Kolbenstange zum oberen Ende des Zylinders verschoben wird, worauf das arbeitende Teil der Vorrichtung an diesem Lager im wesentlichen wie beschrieben befestigt wird.. während das nicht arbeitende bzw. keine Bewegungen ausführende Teil -am Rahmen des Motors befestigt wird.