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Kurbelzapfenschleifmasohine Die vorliegende Erfindung betrifft Kurbelzapfenschleifmaschinen
zum Schleifen der Kurbelzapfen einer Kurbelwelle, die wenigstens zwei Kurbelzapfen
oder Sätze von Kurbelzapfen aufweist, die in verschiedenen Richtungen gegen die
Kurbelwellenachse versetzt aind.
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Der allgemeine Aufbau einer Knrbelzapfenschleifmaschine ist bekanDt
und soll lediglich im einzelnen so weit beschrieben werden, wie es zum Verständnis
der vorliegenden Erfindung notwendig ißt. Im Grundaufbau enthält die Schleifmaschine
zwei Werkstückspindelköpfe, die normalerweise die Enden der Kurbelwolle haltern
und die die Kurbelwelle drehen, ao daß ein KurbelzapÎen, der sich im Kontakt mit
einer Schleifscheibe befindet, während des Schleifens seiner Oberfläche gedreht
werden kann. Die (oder jede) Schleifscheibe ist um eine Achse parallel zu der Kurbelwellenachse
drehbar, und sie ist normalerweise in einer Richtung parallel zu der Kurbelwellenachse
einstellbar, damit durch sie verschiedene Zapfen geschliffen werden können, obgleich
natUrlich mehr als eine Schleifsoheibe vorgesehen werden kann, falls alle oder ein
Teil eines Satzes
von ausgerichteten Kurbelzapfen gleichseitig geschliffen
werden sollen. Neben dieser Art der Einstellung muß jedoch ebenso eine drehbare
Einstellung der Kurbelwelle vorgesehen werden. Da ein Kurbelzapfen gegen die Kurbelwellenachse
ul seinen "Hub" versetzt ist, so müssen Werkstückköpfe vorgesehen werden, die, bevor
ein besonderer Kurbelzapfen oder ein Satz von Kurbelzapfen geschliffen wird, den
Kurbelzapfen oder den Satz von Kurbelzapfen mit den Werkstückspindelköpfen ausrichten.
Dies wird allgemein durch die Verwendung von Einspanneinrichtungen erreicht, die
Spannfutter umfassen, die um eine Achse parallel in der Werkstückspindelkopfachse
drehbar sind und von dieser um einen Abstand entfernt angeordnet sind, der gleich
dem liub der Kurbelwelle ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung dieser drehbaren
Einstellung, und es soll erreicht werden, daß sichergestellt wird, daß ein besonderer
Kurbelzapfen oder ein Satz von Kurbelzapfen genau eingestellt wird.
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Eine wichtige Überlegung besteht bei der vorliegenden Erfindung darin,
daß der Winkel zwischen den Hüben der verschiedenen Kurbelzapfen oder Sätzen von
ausgerichteten Kurbelzapfen in Beziehung steht mit der Zahl der Sätze von Kurbelzapfen.
Um einen geeigneten Abgleich in der Maschine oder Vorrichtung zu erreichen, in der
der Kurbelzapfen verwandt wird. wird der Winkel bei zwei Sätzen von zueinander ausgerichteten
Kurbelzapfen zu 180° und bei drei Sätzen zu 120° gewählt usw. Man kann deshalb sagen,
daß das Problem einer genauen Dreheinstellung im wesentlichen auf das Problem hinausläuft,
daß das durch die Einspanneinrichtung gehaltene Werkstück um einem genau bestimmten
Winkel gedreht werden muß, wenn das WERkstück (die Kurbelwelle) von einer Winkelstellkung
in eine andere Stellung gebracht wird, d.h., wenn das Werkstück aus einer ersten
Stellung, in der ein Satz von Kurbelzapfen genau für den Schleifvorgang angeordnet
ist, in eine zweite Stellung eingestellt wird, in der sich ein anderer Satz Kurbelzapfen
in der richtigen Lage für
den Schleifvorgang befindet. Unter dem
Ausdruck "Satz Kurbelzapfen" soll ein Satz von ausgerichteten Kurbelzapfen verstanden
werden, worin auch ein Satz mit umfaßt sein soll, der lediglich einen Kurbelzapfen
aufweist.
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Die vorliegende Erfindung ist hauptsächlich auf die Lösung des oben
genannten Problems gerichtet, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich
bezweckt wird, eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Kurbelwelle während der Dreheinstellung
von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung genau um 180°, 1200 oder allgemein
um 360/N° gedreht wird, wobei N die Zahl der Sätze von miteinander ausgerichteten
Kurbelzapfen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einer Schleifmaschine mit
zwei Werksttokkopfen zur Halterung der beiden Enden einer Kurbelwelle und zur Drehung
der Kurbelwelle um eine erste Achse, während sich ein Satz Kurbelzapfen der Kurbelwelle
in BerUhrung mit einer Schleifscheibe oder Schleifscheiben befindet, und mit einer
Dreheinstellvorrichtung zur Drehung der Kurbelwelle um eine zweite gegen die erste
Achse versetzte Achse, eo daß die Kurbelwelle aus einer ersten Winkelstellung, in
der ein Satz Kurbelzapfen mit der ersten Achse ausgerichtet ist, in eine zweite
Winkelstellung verdrehbar ist, in der ein anderer Satz Kurbelzapfen mit der ersten
Achse ausgerichtet ist, ein drehbares Glied voreesehen, durch dessen Winkelstellung
die Winkelstellung der Kurbelwelle gesteuert wird, die durch diese Dreheinstelleinrichtung
gehalten wird, wobei dieses Glied einen Teil aufweist, der mit einer ersten Klinke
zusammenwirkt, woduroh die erste Winkelstellung bestimmt wird, und einen anderen
Teil aufweist, der mit einer zweiten Klinke zusammenwirkt, wodurch die zweite Winkelstellung
bestimmt wird, wobei das Glied und die Klinken so angeordnet sind, daß, wenn di.
Klinken betriebsbereit sind, durch eine Drehung des Gliedes einer der Teile von
seiner Klinke wegbewegt wird, und daß, wenn eine Vers¢htenkung zwischen der ersten
und der zweiten Winkelstellung auegefCih-rt worden ist, der andere Teil mit seiner
ihm zugeordneten Klinke im Eingriff steht.
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Zweckmäßigerweise besteht Gleichheit zwischen dem Winkel, um den sich
das Glied während der Verschwenkung zwischen der ersten und der zweiten Winkelstellung
dreht, und dem tatsächlichen Winkel zwischen der ersten und der zweiten Winkelstellung
der Kurbelwelle, und vorzugsweise besteht dieses Glied aus einer entlang der zweiten
Achse ausgerichteten Spindel oder es ist koaxial auf einer solchen Spindel befestigt
und mit dieser bewegbar. Die Teile können aus schulterförmigen Rasten bestehen,
die, wenn sie sich im Eingriff mit einer Klinke befinden, lediglich eine Bewegung
des Gliedes in der Richtung zulassen, daß sich die andere Klinke ihrer Raste nähert,
jedoch eine Bewegung des Gliedes in der anderen Richtung verhindern. Zweckmäßigerweise
sind gleichfalls Einrichtungen vorgesehen, um dieses Glied zu drehen, wobei diese
Einrichtungen so ausgebildet und angeordnet sein können, daß durch sie das Glied
Je nach der Richtung der Dreheinstellung in Eingriff mit den Teilen gebracht wird.
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Die vorliegende Erfindung soll anhand eines- typischen Beispiels erläutert
werden. Wenn man annimmt, daß zwei Sätze von sueinander ausgerichteten Kurbelzapfen
vorhanden sind, so weisen die Sätze Kurbelzapfen normalerweise Hübe bzw. Kröpfungen
in Richtungen auf, die um 1800 gegeneinander versetzt sind. Dementsprechend ist
es, wenn sich einer dieser Sätze Kurbelzapfen in der richtigen mit der Achse der
Werkstückköpfe ausgerichteten Stellung befindet und nachdem diese Kurbelzapfen geschliffen
worden sind, notwendig, die Kurbelwelle um 180° zu verschwenken, um den anderen
Satz Kurbelzapfen geeignet einzustellen. Gewöhnlich ist es gleichfalls notwendig,
die Kurbelwelle axial in Bezug auf die Schlelfscheibe oder die Schleifacheiben einsustellen;
dies kann gewöhnlich dadurch erreicht werden, daß der Werkstückhalterungstiech geeignet
verschoben wird, Jedoch ist dieser Arbeitsvorgang selbstverständlich und bildet
keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Dementsprechend sind diese Teile im allgemeinen
um 1800 versetzt an diesem Glied ausgebildet. Diese Teile können auch einen Abstand
von einem Vielfachen
oder einem Teilvielfachen von 180° aufweisen,
und es kann eine geeignete Übersetzung vorgesehen werden, um die Einstellung zu
steuern, Jedoch wird die Anordnung am zweckmäßigsten so getroffen, daß der Winkel
1800 beträgt. Während des Schleifens des ersten Satzes Kurbelzapfen steht eine der
Klinken im Eingriff mit ihrer zugeordneten Raste, und diese Klinke wird gegen diese
Raste durch die Bewegungseinrichtung gedrückt, die einen Teil der Dreheinstelleinrichtung
bildet. Während der Dreheinstellung wird das Glied um 180° gedreht, und die Anordnung
der Klinken ist so getroffen, daß die zweite Klinke, die jetzt normalerweise an
dem Umfang des Gliedes anliegt, in Eingriff mit der Raste gebracht wird, die der
zweiten Stellung zugeordnet ist0 Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht
darin, daß lediglich sichergestellt zu werden braucht, daß die Einrichtung zur Drehung
der Welle derart auf die Welle einwirkt, daß eine Raste im Eingriff mit einer Klinke
und dementsprechend die Kurbelwelle während des Schleifens des zweiten Satzes Kurbelzapfen
in der geeigneten Stellung gehalten wird.
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Wenn mehr als zwei Sätze Kurbelzapfen verwandt werden, so kann eine
Anordnung in der Art, wie sie oben beschrieben wurde, dazu verwandt werden, die
Bewegung zwischen den erforderlichen Stellungen beim Schleifen von zwei Sätzen der
Kurbelzapfen zu steuern. Um die Bewegung der Dreheinstelleinrichtung für einen weiteren
Satz Kurbelzapfen zu steuern, ist eine komplexere Anordnung notwendig, da, wenn
lediglich eine weitere Raste und eine weitere Klinke vorgesehen würden, die dritte
Klinke und Raste die Bewegung des Gliedes zwischen seinen ersten beiden Stellungen
behindern würde. Es kann Jedoch eine geeignete Hemmvorrichtung vorgesehen werden,
durch die erreioht wird, daß lediglich zwei Klinken gleichzeitig betätigbar sind.
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Im folgenden soll die Erfindung näher anhand einer in der Zelchaung
dargestellten vorzugsweisen Auiführungsform erläutern werden. In der Zeiohnungzeigt:
Pig. 1 einen Schnitt durch eine Einspanneinrichtung einer die Erfindung enthaltenden
Schleifmaschine; und
Fig. 2, 3 und 4 Schnitte durch verschiedene
Teile der in Fig. 1 gezeigten Einspanneinrichtung.
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In Fig. 1 sind die Hauptteile einer Einspanneinrichtung in einer Kurbelzapfenschleifmaschine
dargestellt. Normalerweise sind zwei Einspanneinrichtungen vorgesehen, von denen
Jede ein## Werkstückkopf aufweist. In Fig. 1 befindet sich eine Kurbelwelle 10 in
einer Stellung, in der einer ihrer Kurbelzapfen 11 durch eine Schleifscheibe 12
geschliffen wird. Die Achse des Kurbelzapfens 11 ist mit der Achse 13 des WerkstUckspindelkopfes
ausgerichtet, von dem einer seiner Endflansche bei 14 gezeigt ist. Die Achse 15
der Kurbelwelle ist mit der Spindel 16 ausgerichtet, deren Achse gegen die Achse
13 um den "Hub" des Kurbelzapfens 11 versetzt ist. Die herkömmliche Endplatte 17
der Kurbelwelle ist, wie üblich, mit einer Öffnung bei 18 versehen. Um die Kurbelwelle
für eine radiale Einstellung zu drehen, ist ein Feststellstift 19 in die Öffnung
18 eingeführt, wobei der Stift 19 in einer Aussparung 25 in einem Spannfutter 20
befestigt ist, das seinerseits auf einem Ansatz ; der Spindel 16 durch einen Druckring
23 gehalten wird. Eine Druckfeder 22 ist zwischen der Schulter 24 und dem Spannfuttsr
2 angeordnet. Die Spindel 16 ist in Lagern 26 und 27 gelagert und bildet bei dieser
Ausführungsform das oben erwähnte drehbare Glied.
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Die Anordnung zur Drehung der Spindel 16 ist im einzelnen in Fig.
2 dargestellt, die einen Teilschnitt entlang der Linie 0-0 durch Fig. 1 zeigt. Die
Spindel 16 trägt ein Zahnrad 28, das mit einer Zahnstange 29 kämmt, die quer zu
und etwas unterhalb der Achse der Spindel 16 verschiebbar ist. Die Zahnstange 29
wird durch die Kolbenköpfe 35 und 36 gehalten, die in Zylindern 30 und 30a verschiebbar
sind. Die Zylinder haben Steuern öffnungen 33 und 34, so daß auf diese ein pneumatischer
Druck gegeben werden kann, um die Zahnstange von links nach rechts und umgekehrt
zu bewegen. Es ist selbstverständlich, daß, wenn ein Druckmedium durch die Steueröffnung
33 eingelassen wird, die Steueröffnung 34 einen Auslaß darstellt, eo daß der Kolben
kopf
35 nach links bewegt werden kann und umgekehrt. Eine derartige Anordnung ist Jedoch
ebenso wie eine Einrichtung zum Anlegen eines pneumatischen Druckes an die Steueröffnungen
33 und 34 einem Fachmann ohne weiteres vertraut. Die Zylinder 30 und 30a sind an
der Einspanneinrichtung befestigt und mit dieser drehbar.
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Fig0 3 zeigt die Anordnung, durch die die Winkelstellung der Spindel
16 und folglich die Winkelstellung der Kurbelwelle gesteuert wird. In der beschriebenen
Ausführungsform soll eine Verdrehung um 1800 zwischen dem Schleifen der verschiedenen
Sätze Kurbelzapfen vorgenommen werden. Fig. 3, die einen Schnitt entlang der Linie
D-D in Fig. 1 darstellt, zeigt die Spindel 16, die zwei schulterförmige Rasten 44
und 45 aufweist, deren Schultern 47 und 46 auf einem Durchmesser 48 liegen. Auf
einem Zapfen 37 bzw. einem Zapfen 38 ist eine Klinke 39 bzw. 40 befestigt. Die Zapfen
37 und 38 sind parallel zu der Achse der Spindel 16 der Einspanneinrichtung ausgerichtet.
Die Klinke 39 kann in die Raste 44 eingreifen, während die Klinke 40 in die Raste
45 eingreifen kann, wenn die Spindel 16 aus der gezeigten Stellung um 1800 im Uhrzeigersinn
gedreht wird. Die Klinken müssen 80 angeordnet sein, daß, wenn sie gegen die Schulter
47 bzw. 46 anliegen, genau eine Drehung um 1800 zwischen den beiden Stellungen der
Spindel 16 ausgeführt worden ist. Aus der Zeichnung iet ersichtlich, daß die Welle
16 sich aus der dargestellten Stellung lediglich im Uhrzeigersinn drehen kann, um
die Klinke 40 in Eingriff mit der Raste 46 zu bringen. Die Klinken sind durch eine
Zugfeder 144 miteinander gekoppelt, die an Zapfen 142 und 143 in den oberen Hälften
der Klinken betestigt sind.
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Die Klinken sind mit Hilfe von Kolben 50 bzw. 55 bowegbar, die in
Zylindern 51 und 57 angeordnet sind, die kombinierte Einlaß-und Auslaßsteueröffnungen
52 und 59 aufweisen. Zwischen den äußeren Stirnflächen der Kolben und den äußeren
Enden der
Zylinder sind Druckfedern 53 und 58 angeordnet, und mit
Hilfe einer einfachen pneumatischen Anordnung (nicht gezeigt) kann die Steueröffnung
52 mit einem Druck beaufschlagt und die Steueröffnung 59 als Auslaß geschaltet werden
oder umgekehrt, je nachdem, ob die Klinke 39 oder die Klinke 40 angehoben werden
soll. Bei einem Vorrücken des Kolbens 50 aus der in der Zeichnung dargestellten
Stellung wird der Kopf 49 bewegt, so daß die Klinke 39 aus ihrem Eingriff mit der
Raste 44 angehoben wird. Gleichzeitig kann sich, wenn die Steueröffnung 59 auf Auslaß
geschaltet ist, der Kolben 55 durch die Kraft, die durch die Zugfeder 144 auf ihn
ausgeübt wird, zurückziehen, wobei das untere Ende 43 der Klinke 40 gegen den Kopf
54 des Kolbens 55 drückt. Die Feder 144 dient gleichfalls dazu, die Klinke 40 im
Eingriff mit der Umfangsfläche der Spindel 16 zu halten, wenn die Klinke 40 abgesenkt
wird0 Die Schultern 46 und 47 brauchen nicht auf einem Durchmesser zu liegen, falls
die Schultern mit ihren entsprechenden Klinken derart zasammenwirken, daß genau
eine Drehung von 1800 zwischen den beiden eingerasteten Stellungen erzielt wird.
Die in der Zeichnung dargestellte AusSUhrungsform wird Jedoch bevorzugt.
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Die Kurbelzapfenschleifmaschine, wie sie oben beschrieben wurde, arbeitet,
nachdem der Kurbelzapfen eingesetzt worden ist, wie folgt. Nachdem sichergestellt
worden ist, daß sich die Spindel 16 in einer ihrer beiden Endstellungen befindet,
wird ein Satz Kurbelzapfen, deßdieser Stellung zugeordnet ist, geschliffen, worauf
die Schleifscheiben von den Zapfen abgehoben werden, und die Zahnstange 25 wird
sodann dadurch, daß der geeignete Zylinder in Fig. 2 mit hydraulischem Druck beaufschlagt
wird, bewegt, so daß die Spindel 16 verschwenkt wird.
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Gleichzeitig wird die im Eingriff stehende Klinke 39 oder 40 angehoben
und die andere Klinke abgesenkt, während die Spindel weitergedreht wird, bis die
abgesenkt. Klinke mit der Raste in Eingriff kommt, die der anderen vorbestimmten
Winkelstellung zugeordnet ist. Sodann wird dieser Satz Kurbelzapfen, der zu dieser
Stellung gehört, geschliffen und die Kurbelwelle sodann aus der Maschine herausgenommen.
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Für mehrere Sätze Kurbelzapfen sind kompliziertere Anordnungen notwendig,
die (z.B.) andere Sätze Rasten und Klinken verwenden.
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Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Kurbelwellen
automatisch in die Maschine eingesetzt und wieder herausgenommen. Die Kurbelwelle
sollte in einer derartigen Stellung in die Maschine eingesetzt oder aus dieser herausgenommen
werden, daß sich wenigstens die Kurbelzapfen eines Satzes Kurbelzapfen und, sofern
lediglich zwei Sätze Kurbelzapfen vorhanden sind, beide Sätze Kurbelzapfen in einer
senkrechten Stellung befinden. Diese Stellung entspricht normalerweise der genauen
Stellung zum Schleifen eines Satzes Kurbelzapfen. Weiterhin weisen die üblichen
Einspannvorrichtungen eine halbkreisförmige Nute auf, in der die Kurbelwelle mit
zwei einschwenkbaren Klemmen gehalten wird, die die Kurbelwelle, wenn sich diese
in der richtigen Stellung befindet, fest an der Einspanneinrichtung festklemmen.
Dies ist am besten anhand der Fig. 4 zu erläutern. Diese Figur zeigt einen Teilschnitt
entlang der Linie B-3 durch die in Fig. 1 gezeigte Einspannvorrichtung. Mit 60 ist
der Wellzapfen der Kurbelwelle bezeichnet, der in einer halbkreisförmigen Nute 61
liegt und, wenn er sich in der richtigen Stellung befindet, durch die einander gleichen
Klemmbacken 62 festgeklemmt wird, wobei lediglich bei dem rechten Klemmbacken gezeigt
ist, daß dieser bei 63 schwenkbar gelagert ist und einen verlängerten Arm 64 aufweist,
an dem ein Stift 65 befestigt ist, der in einer Öffnung 66 einer Kolbenstange 67
angeordnet ist, wobei die Kolbenstange 67 an einem Kolbenkopf 68 befestigt ist,
der in einem hydraulischen Zylinder 69 mit Einlaß- und Auslaßsteueröffnungen 70
und 71 bewegbar ist. Die beiden Klemmbaoken können mit Hilfe des Zylinders 69 bewegt
werden, der eine einzige Mittelsteueröffnung 70 und zwei Endsteueröfinungen 71 aufweist,
um beide Kolben zusammen zu bewegen.
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Beim automatischen Beschi.cken der Maschine sollte die Kurbelwelle
nur dann in die Maschine eingefahren und aus dieser wieder entnommen werden, wenn
die Fläche 72 der Einspannvorrichtung horizontal liegt, d.h., wenn die Nute 61 senkrecht
verläuft.- Diese Anforderung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Kurbelzapfen
normalerweise mit Hilfe eines Hängeförderers eingefahren und wieder entnommen werden.
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Der Motor, der zum Drehen der Einspannvorrichtung während des Schleifvorganges
verwandt wird, kann dazu benutzt werden, die Einspannvorrichtungen in die Stellungen
zum Beschicken und zum Herausnehmen einzustellen, und der Motor kann nach einem
vorzugsweisen Merkmal dieser Erfindung mit zwei Geschwindigkeiten betrieben werden,
wobei die höhere Geschwindigkeit dazu verwandt wird, die Einspannvorrichtungen während
des Schleifvorganges zu drehen, während die niedrigere Geschwindigkeit dazu verwandt
wird, die Einspannvorrichtungen in eine Beschickunge-oder Entnahmestellung zu bringen.
Obgleich man die Stellung der Einspannvorrichtungen mit Hilfe der niedrigeren Geschwindigkeit
genau steuern kann, so kommt es doch häufiger vor, daß die Oberfläche 72 nicht genau
horizontal verläuft, wenn der Motor abgeschaltet wird. Um eine genaue Einstellung
zu erreichen, kann ein mit der Antriebsvorrichtung für die Einspanneinrichtungen
usammenwirkender Klinken-und Sperrenmechanismus vorgesehen werden, wobei die Sperre.
auf einer Zwischenwelle angeordnet und -die Klinke derart schwenkbar und drehbar
ist (z.B. mit Hilfe einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung), daß diese,
wenn sie gedreht wird, mit einem Zahn der Sperre in Eingriff kommt und die Zwischenwelle
in eine Stellung verschwenkt,-die einer genauen Lage der Einspanneinrichtungen zum
Beschicken und Entladen entspricht. Z.B. kann die Sperre mehrere Zähne aufweisen
und mit den Werkstückspindelköpfen derart durch ein Untersetzungsgetriebe gekoppelt
sein, daß die Einspannvorriohtungen in die genaue Stellung zum Beschicken und Entladen
gebracht werden, wenn einer der Zähne mit der Klinke in Eingriff kommt und hierdurch
verschwenkt wird.