DE19942542A1 - Verfahren und Vorrichtung zur spanabhebenden Erzeugung von zur Abtastung mittels eines Sensors vorgesehenen Nuten und drehbares Bauteil mit Nuten - Google Patents

Abstract

Eine Schwungscheibe einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges hat von einer Tangente 12 aus gesehen mehrere hinterschneidungsfrei gestaltete Nuten 11. Bei einer Bewegung lassen sich mehrere Nuten 11 in einem Arbeitsgang mittels auf einer gemeinsamen Achse angeordneter scheibenförmiger Werkzeuge 9, 10 fertigen. Hierdurch läßt sich die Schwungscheibe besonders kostengünstig fertigen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spanabhebenden Erzeugung von zur Abtastung mittels eines Sensors vorge­ sehenen, um ein vorgesehenes Maß voneinander beabstande­ ten Nuten in einem runden Bauteil, insbesondere einem in einem Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges anzuordnenden Bauteil. Die Erfindung be­ trifft zudem eine Vorrichtung zur spanabhebenden Erzeu­ gung von zur Abtastung mittels eines Sensors vorgesehenen Nuten in einem runden Bauteil, insbesondere einem in ei­ nem Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine eines Kraft­ fahrzeuges anzuordnenden Bauteil, mit einem der Breite der einzelnen Nuten entsprechenden Werkzeug, und mit ei­ ner Dreheinrichtung zur Relativverdrehung des Bauteils gegenüber dem Werkzeug. Weiterhin betrifft die Erfindung ein drehbares Bauteil, insbesondere in einem Antriebs­ strang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges an­ zuordnendes Bauteil mit einer Anzahl von zur Abtastung von einem Sensor vorgesehenen Nuten.

Bei Brennkraftmaschinen heutiger Kraftfahrzeuge wird häu­ fig in einem Schwungrad oder einer Kupplung eine Außen­ verzahnung angeordnet, die sich mittels eines induktiven oder optischen Sensors abtasten läßt. Mittels der Signale des Sensors kann beispielsweise die Drehzahl oder eine Ungleichförmigkeit der Brennkraftmaschine sowie der Kur­ belwellenwinkel ermittelt werden. Die Außenverzahnung bei bekannten Brennkraftmaschinen wird meist mittels eines einzelnen Scheibenfräsers erzeugt, der Nut für Nut in das entsprechende Bauteil fräst. Dies führt jedoch zu einem sehr großen Zeitaufwand für die Erzeugung der Außenver­ zahnung, da das Werkzeug und das zu bearbeitende Bauteil für jede einzelne Nut zueinander eine axiale und eine ra­ diale Relativbewegung ausführen müssen. Hierdurch gestal­ tet sich die Fertigung des Bauteils sehr kostenintensiv.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es be­ sonders kostengünstig anzuwenden ist. Weiterhin soll eine Vorrichtung geschaffen werden, die eine besonders kosten­ günstige Erzeugung der Außenverzahnung in dem Bauteil er­ möglicht. Zudem soll ein besonders kostengünstig her­ stellbares Bauteil mit abtastbaren Nuten gestaltet wer­ den.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß eine vorgesehene Anzahl der Nuten gleichzeitig erzeugt wird und daß das Bauteil zur Erzeugung einer zweiten Anzahl Nuten um zumindest einen zweier Nuten ent­ sprechenden Drehwinkel gedreht wird.

Durch diese Gestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Drehbewegung des Bauteils gegenüber dem Werk­ zeug erst dann erforderlich, nachdem mehrere Nuten ge­ fräst wurden. Deshalb erfordert die Erzeugung einer Au­ ßenverzahnung auf dem zu bearbeitenden Bauteil einen be­ sonders geringen Zeitaufwand und gestaltet sich daher be­ sonders kostengünstig.

Zur weiteren Vereinfachung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens trägt es bei, wenn die Nuten mittels auf einer ge­ meinsamen Welle angeordneten Scheibenfräsern erzeugt wer­ den. Hierdurch werden Nuten mit der Breite der Scheiben­ fräser erzeugt. Durch eine entsprechende Beabstandung der Scheibenfräser läßt sich die Breite der zwischen den Nu­ ten in dem Bauteil verbleibenden Stege festlegen. Eine Unsymmetrie am Nutgrund wirkt sich hierbei nicht nachtei­ lig aus, da der Sensor die Abmessungen der Nuten und der Stege an der Oberfläche des Bauteils abtastet. Die Anzahl der gleichzeitig zu fertigenden Nuten ist abhängig von deren Abmessungen und dem Durchmesser des Bauteils. Bei Schwungrädern von Brennkraftmaschinen heutiger Kraftfahr­ zeuge lassen sich beispielsweise drei oder vier Nuten gleichzeitig fräsen.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung einer Vorrichtung, die eine besonders kostengünstige Erzeugung der Außenverzahnung in dem Bauteil ermöglicht, wird er­ findungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere, jeweils die Breite einer Nut aufweisende Werkzeuge nebeneinander an­ geordnet und zur Erzeugung einer ersten Anzahl der Nuten gleichförmig bewegbar sind und daß nach der Erzeugung der ersten Anzahl der Nuten die Dreheinrichtung zur Relativ­ verdrehung des Bauteils gegenüber den Werkzeugen um einen der ersten Anzahl der Nuten entsprechenden Drehwinkel ge­ staltet ist.

Durch diese Gestaltung lassen sich mehrere Nuten gleich­ zeitig in das Bauteil einarbeiten und damit das Bauteil bei einer geringen Anzahl von Verdrehungen gegenüber den Werkzeugen fertigen. Deshalb lassen sich die Nuten mit besonders geringem Zeitaufwand und damit kostengünstig in das Bauteil einarbeiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestaltet sich konstruk­ tiv besonders einfach, wenn die Werkzeuge scheibenförmig gestaltet sind.

Die scheibenförmigen Werkzeuge könnten beispielsweise als Schleifscheiben gestaltet sein. Die erfindungsgemäße Vor­ richtung ermöglicht jedoch besonders schnelle und damit kostengünstige Erzeugung der Nuten, wenn die scheibenför­ migen Werkzeuge jeweils als nebeneinander auf einer An­ triebswelle angeordnete Scheibenfräser ausgebildet sind. Diese Scheibenfräser lassen sich einzeln entsprechend den vorgesehenen Abmessungen der Nuten auf der Antriebswelle anordnen und beispielsweise mit Zwischenringen auf Ab­ stand halten.

Eine Schwächung der zu den von den äußeren Werkzeugen er­ zeugten Nuten angrenzenden Stege läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die äußeren scheibenförmigen Werkzeuge eine Fase aufweisen.

Eine Schwächung der topf- oder rohrförmig gestalteten Bauteile durch die mittleren scheibenförmigen Werkzeuge läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vermeiden, wenn die mittleren scheibenför­ migen Werkzeuge einen kleineren Durchmesser haben als die äußeren Werkzeuge.

Das drittgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines besonders kostengünstig herstellbaren Bauteils mit ab­ tastbaren Nuten, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mehrere einander benachbarter Nuten von einer gemeinsamen Tangente des Bauteils aus gesehen hinterschneidungsfrei gestaltet sind.

Durch diese Gestaltung lassen sich mehrere Nuten von ei­ ner Seite her in einem Arbeitsgang in das Bauteil einar­ beiten. Eine einzelne Fertigung der Nuten wie bei dem be­ kannten Bauteil ist daher nicht erforderlich. Das Bauteil läßt sich daher besonders kostengünstig fertigen. Da Sen­ soren ohnehin die Abmessungen der Nuten und der zwischen den Nuten verbleibenden Stege an der Oberfläche des Bau­ teils abtasten, wirkt sich bei diesem Anwendungsfall eine Unsymmetrie am Nutgrund nicht nachteilig aus.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei da­ von in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes, in einem Antriebs­ strang einer Brennkraftmaschine anzuordnendes Schwungrad,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung von Nuten in dem Schwungrad aus Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung aus Fig. 2.

Fig. 1 zeigt ein zur Montage in einem Antriebsstrang ei­ ner Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges vorgesehenes Schwungrad. Das Schwungrad hat an seinem äußeren Umfang eine Außenverzahnung 1 für einen Anlasser und einen Kranz Nuten 2. Diese Nuten 2 begrenzen seitlich jeweils Stege 3. Die Nuten 2 und die Stege 3 weisen jeweils eine vorge­ sehene Breite auf und dienen der Abtastung mittels eines schematisch dargestellten Sensors 4. Der Sensor 4 erzeugt bei einem Vorbeibewegen einer der Stege 3 oder einer der Nuten 2 ein elektrisches Signal. Mittels der Signale des Sensors 4 kann beispielsweise die Drehzahl oder eine ün­ gleichförmigkeit der Brennkraftmaschine sowie der Kurbel­ wellenwinkel ermittelt werden. Der Sensor 4 kann bei­ spielsweise zur optischen oder induktiven Erfassung der Stege 3 und der Nuten 2 ausgebildet sein.

Fig. 2 zeigt das Schwungrad der Brennkraftmaschine aus Fig. 1 bei der Fertigung zweier Nuten 2b mittels einer Fräsvorrichtung. Die Fräsvorrichtung hat zwei als Schei­ benfräser ausgebildete und auf einer gemeinsamen An­ triebswelle 5 angeordnete Werkzeuge 6. Diese Werkzeuge 6 werden von einem Distanzring 8 auf einen vorgesehenen Ab­ stand zueinander gehalten und erzeugen jeweils eine Nut 2 in dem Schwungrad. Weiterhin ist in der Zeichnung strich­ punktiert eine parallel zu der Achse der Antriebswelle 5 verlaufende Tangente 7b der Schwungscheibe dargestellt. Von der Tangente 7b aus gesehen sind die beiden von den Werkzeugen 6 erzeugten Nuten 2b jeweils hinterschnei­ dungsfrei gestaltet. In der Zeichnung sind zwei weitere Tangenten 7a, 7c dargestellt. Nach einer Drehung der Schwungscheibe derart, daß diese Tangenten 7a, 7c gegen­ über der Achse der Antriebswelle 5 parallel ausgebildet sind, lassen sich jeweils zwei weitere Nuten 2a, 2c mit­ tels der Werkzeuge 6 erzeugen. Bei der Fertigung der Nu­ ten 2 werden die Werkzeuge 6 und das Schwungrad zunächst aufeinander zubewegt und dabei zwei Nuten 2 erzeugt. An­ schließend werden die Werkzeuge 6 und das Schwungrad aus­ einanderbewegt und das Schwungrad relativ zu den Werkzeu­ gen 6 um einen zwei Nuten 2 entsprechenden Drehwinkel verdreht. Dabei wird die nächste in der Zeichnung darge­ stellte Tangente 7 parallel zu der Achse der Antriebswel­ le 5 ausgerichtet. Anschließend werden die Werkzeuge 6 und die Schwungscheibe zur Erzeugung der nächsten beiden Nuten 2 aufeinander zubewegt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Fräsvor­ richtung mit vier mit einem vorgesehenen Abstand neben­ einander angeordneten, als Scheibenfräser ausgebildeten Werkzeugen 9, 10. Hierdurch lassen sich gleichzeitig vier Nuten 11b in die Schwungscheibe fräsen. Das Verfahren zur Erzeugung der Nuten 11 entspricht dem in Fig. 2 be­ schriebenen Verfahren. In der Zeichnung sind strichpunk­ tiert mehrere Tangenten 12 dargestellt, von denen aus ge­ sehen jeweils vier Nuten 11 hinterschneidungsfrei gestal­ tet sind. Die beiden mittleren Scheibenfräser 10 weisen einen kleineren Durchmesser auf als die beiden äußeren Scheibenfräser 9. Die beiden äußeren Scheibenfräser 9 ha­ ben an ihrer Außenseite jeweils eine Fase 13, 14. Durch die Fase 13, 14 wird verhindert, daß in diesem Bereich Bodenbereiche aneinandergrenzender Nuten 11 sehr nahe beisammen angeordnet sind und damit das Schwungrad schwä­ chen.

Die Breite der Werkzeuge 6, 9, 10 der Fräsvorrichtungen aus den Fig. 2 und 3 und deren Abstände zueinander sind so bemessen, daß die Nuten 2, 11 jeweils dieselben Abmessungen in Umfangsrichtung aufweisen. Das heißt, daß die Bogenmaße jeder der Nuten 2, 11 unabhängig von dem Werkzeug, von dem sie erzeugt sind, jeweils dieselben Be­ träge haben.

Claims (8)

1. Verfahren zur spanabhebenden Erzeugung von zur Abta­ stung mittels eines Sensors vorgesehenen, um ein vorgese­ henes Maß voneinander beabstandeten Nuten in einem runden Bauteil, insbesondere einem in einem Antriebsstrang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges anzuordnenden Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgesehene An­ zahl der Nuten gleichzeitig erzeugt wird und daß das Bau­ teil zur Erzeugung einer zweiten Anzahl Nuten um zumin­ dest einen zweier Nuten entsprechenden Drehwinkel gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten mittels auf einer gemeinsamen Welle angeordne­ ten Scheibenfräsern erzeugt werden.

3. Vorrichtung zur spanabhebenden Erzeugung von zur Abta­ stung mittels eines Sensors vorgesehenen Nuten in einem runden Bauteil, insbesondere einem in einem Antriebs­ strang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges an­ zuordnenden Bauteil, mit einem der Breite der einzelnen Nuten entsprechenden Werkzeug, und mit einer Dreheinrich­ tung zur Relativverdrehung des Bauteils gegenüber dem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, jeweils die Breite einer Nut (2, 11) aufweisende Werkzeuge (6, 9, 10) nebeneinander angeordnet und zur Erzeugung einer er­ sten Anzahl der Nuten (2, 11) gleichförmig bewegbar sind und daß nach der Erzeugung der ersten Anzahl der Nuten (2, 11) die Dreheinrichtung zur Relativverdrehung des Bauteils gegenüber den Werkzeugen (6, 9, 10) um einen der ersten Anzahl der Nuten (2, 11) entsprechenden Drehwinkel gestaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (6, 9, 10) scheibenförmig gestaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeuge (6, 9, 10) jeweils als neben­ einander auf einer Antriebswelle (5) angeordnete Schei­ benfräser ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Werkzeuge (9) eine Fase (13, 14) aufweisen.

7. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mittleren scheibenför­ migen Werkzeuge (10) einen kleineren Durchmesser haben als die äußeren Werkzeuge (9).

8. Drehbares Bauteil, insbesondere in einem Antriebs­ strang einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges an­ zuordnendes Bauteil mit einer Anzahl von zur Abtastung von einem Sensor vorgesehenen Nuten, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere einander benachbarter Nuten (2, 11) von einer gemeinsamen Tangente (7, 12) des Bauteils aus gese­ hen hinterschneidungsfrei gestaltet sind.