DE3008606C2

DE3008606C2 -

Info

Publication number: DE3008606C2
Application number: DE19803008606
Authority: DE
Inventors: Peter 7442 Neuffen De Nagel; Wolf Dipl.-Ing. 7440 Nuertingen De Nagel
Original assignee: Individual
Current assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 1980-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1987-10-01
Also published as: DE3008606A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung von exzentrisch umlaufenden Begrenzungsflächen rotationssym metrischer Körper, insbesondere von Kurbelwellen-Hubzapfen, mit einem Drehantrieb für den zu bearbeitenden Körper, einem von der umlaufenden Fläche mitgeführten Träger mit zwei Träger hälften, von denen jede mindestens ein ggfs. als Stützschuh ausgebildetes Führungsteil aufweist, die gegen die zu bear beitende Fläche mit großer Kraft anpreßbar sind, sowie mit einem von dem Träger an die zu bearbeitende Fläche andrückbaren Honwerkzeug.

Es ist bereits eine Läppvorrichtung dieser Art bekannt (US- PS 22 38 646). Bei dieser ist ein von der umlaufenden Fläche mitgeführter Träger vorhanden, der zwei gegen die zu bearbeitende Fläche anpreßbare Trägerhälften mit Stützschuhen aufweist.

Die Trägerhälften werden mit großer Kraft gegen die zu bear beitende Fläche angepreßt. Jede Trägerhälfte weist zwei Stütz schuhe auf, die nicht ganz gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind. Das Honwerkzeug sitzt in der einen Trägerhälfte mittig zwischen zwei Stützschuhen und wird mit einer von der Anpreßkraft der Trägerhälften unabhängigen Kraft gegen die zu bearbeitende Fläche angepreßt. Beide Trägerhälften sind in ihrer Höhe relativ zueinander festgelegt. Es ist daher nicht möglich, die Stützschuhe bezüglich einer zu bearbeitenden Fläche genau auszurichten. Bei einer nicht exakten Ausrichtung wird jedoch dem zu bearbeitenden Werkstück keine genaue Führung gegeben, so daß die mit dieser Vorrichtung erzielbare Oberflächen genauigkeit nicht besonders groß ist.

Weiterhin bekannt ist eine Läppvorrichtung (US-PS 21 66 084), bei der zwei Halterungsblöcke an die Kurbelwelle gedrückt werden, wobei zwischen der Kurbelwelle und den Halterungsblöcken Läppelemente, insbesondere ein flexibles Papier oder Gewebe, angeordnet sind. Daher treten bei dieser Läppvorrichtung Träg heitskräfte auf, die zu einem verstärkten Anliegen der Läppele mente dann führen, wenn der Kurbelwellenzapfen sich in Richtung auf das Halterungselement bewegt. Dies führt zu Unrundheiten aufgrund von Trägheitskräften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die im mikros kopischen Bereich vorhandenen Unrundheiten der zu bearbeitenden Oberflächen wesentlich verringert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Hälften des Trägers relativ zueinander in der Höhe verstellbar sind.

Dadurch wird es möglich, die beiden Hälften des Trägers exakt auf das zu bearbeitende Werkstück einzustellen und die Führungsteile möglichst genau an die zu bearbeitende Fläche anzupassen.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß drei Führungsteile vorhanden sind, wobei in der das Honwerkzeug aufweisenden Hälfte des Trägers zwei Führungsteile vorhanden sind. Auf diese Weise läßt sich die von der Erfindung vorge schlagene Vorrichtung noch besser an unterschiedliche Werkstücke anpassen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Führungsteile eine hydrostatische Lagerung für die zu bearbeitende Rotations fläche aufweisen, wobei vorzugsweise zur hydrostatischen Lagerung Honöl verwendet wird.

Erfindungsgemäß kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Führungsteile Rollen bzw. Walzen sind. Damit kann gegebenenfalls eine zusätzliche Oberflächenverfestigung durch Rolieren hergestellt werden. Die Rollen bzw. Walzen können auch eine Kunststoffbe schichtung aufweisen. Als Werkstoff für die Führungsteile eignen sich Hartmetall, Kunststoff oder Gleitbronze.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung er geben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt, jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäß ausge bildeten Vorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht;

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich tung etwa in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2;

Fig. 4 eine vereinfachte, etwa der Fig. 2 entsprechen de Ansicht einer alternativen Ausführungsform;

Fig. 5 eine Detailansicht eines Stützschuhes und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist der Hubzapfen 11 einer Kurbelwelle 12 zu sehen, die von einem in der Fig. 1 nicht sichtbaren Motor 13 in Richtung des Pfeiles 14 gedreht wird. Der Hubzapfen 11 wird von zwei Hälften 15 bzw. 16 eines Trägers 17 umgeben, der zwei Arme 18 und 19 enthält. Die beiden Arme 18 und 19 sind in einem Maschinenteil 20 um jeweils einen Lagerzapfen 21 schwenkbar gelagert. Zwischen den beiden Armen 18 und 19 ist ein Hydraulikzylinder 22 angeordnet, der die beiden Arme 18 und 19 und damit die beiden Hälften 15 und 16 des Trägers 17 nach innen preßt. Das Maschinenteil 20 besitzt einen in Längsrichtung nach oben verlaufenden Längsschlitz 23.

Durch den Längsschlitz 23 erstreckt sich eine Stange 24, die ortsfest angeordnet ist. Bei der Drehung der Kurbel welle 12 wird der Träger 17 mitgenommen, dabei wird das Maschinenteil 20 sowohl verschwenkt als auch nach unten und anschließend wieder nach oben bewegt. Diese Bewegung wird durch den Längsschlitz 23 ermöglicht.

Aus Fig. 2 ergeben sich die Einzelheiten der linken und rechten Hälfte 15 bzw. 16 des Trägers 17. Jede Hälfte besteht aus einem fest mit dem entsprechenden Arm 18 bzw. 19 verbundenen Bügelteil 25 bzw. 26. Innerhalb jedes, etwa U-förmig ausge bildeten Bügelteils befindet sich ein Schalenteil 27 bzw. 28. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind beide Scha lenteile nach oben bzw. nach unten verschiebbar angeordnet, die in den Schenkeln der Bügelteile 25 bzw. 26 angebrachten Verstellschrauben 29 und 30 dienen dazu, nicht nur die Ver schiebung des jeweiligen Schaltenteiles, sondern auch die Festlegung dieses Teils herzustellen.

Die in der Fig. 2 dargestellte linke Hälfte 15 des Trägers 17 besitzt eine Durchbrechung 31. An dem linken Arm 18 des Trägers 17 ist in Höhe der Durchbrechung 31 ein üblicher Schwingantrieb 32 befestigt, der mit nur angedeuteten Lei tungen zur Verbindung mit einer Druckluftquelle versehen ist. Der Schwingantrieb 32 besitzt einen Schaft 33 und einen an dem vorderen Ende des Schaftes 33 angeordneten Honstein 34. Der Schaft 33 und der Honstein 34 sind in der Durchbrechung 31 angeordnet. Der Schwingantrieb 32 ist dabei so ausgebildet, daß er eine Schwingbewegung des Honsteines 34 in einer zu der Zeichnungsebene der Fig. 2 senkrechten Richtung ausführen kann. Bei einer Rotation des Hubzapfens 11 der Kurbel welle 12 bewegt sich damit der Stein 34 in Umfangsrichtung des Lagerzapfens, während er gleichzeitig eine hin- und her gehende Bewegung senkrecht zu der Zeichnungsebene der Fig. 2 ausführt.

Jedes Schalenteil 27 und 28 besitzt zwei Stützschuhe 35, die an der gekrümmten Oberfläche des Schalenteiles vorstehen und zur Halterung bzw. Führung der Schalenteile und damit des Trägers 17 mit dem Hubzapfen 11 führen. Die eigentliche Stützfläche der Stützschuhe 35 entspricht dabei in ihrer Krümmung der Krümmung der Oberfläche des Hubzapfens 11. Die Krümmung der Oberfläche 36 der Schalenteile 27 und 28 bildet einen zu der Oberfläche des Hubzapfens 11 konzen trischen Kreisabschnitt.

Der Schwingantrieb 32 ist dabei derart ausgebildet, daß er nicht nur eine Schwingbewegung des Honsteines 34 ausführen kann, sondern auch den Honstein 34 mit einer bestimmten Kraft an die Lagerfläche andrückt. Da der Schwingantrieb mit dem Arm 18 verbunden bzw. verbindbar ist, und die An drückkraft des Honsteines nur von dem Schwingantrieb 32 ausgeübt wird, ist damit diese Andrückkraft unabhängig von der Kraft, mit der der Hydraulikzylinder 22 die beiden Arme gegeneinander und damit die Stützschuhe 35 gegen die Ober fläche des Hubzapfens 11 andrückt. Für eine besonders gute Oberflächenrundheit ist zu beachten, daß der Anpreß druck des Honsteines 34 an den Hubzapfen 11 wesentlich kleiner ist als der Anpreßdruck, der von den Stützschuhen 35 auf den Hubzapfen 11 ausgeübt wird.

Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, in der eine Kurbel welle für einen Vierzylindermotor dargestellt ist, ist für jeden Hubzapfen eine der in Fig. 1 und 2 dargestellten Vor richtungen vorhanden. Sie sind alle identisch ausgebildet und auf derselben Stange 24 gehaltert. Bei der in Fig. 3 dargestellten Gesamtvorrichtung können natürlich noch her kömmliche Vorrichtungen zum Bearbeiten der zwischen je zwei Kurbelwellen-Hubzapfen 11 angeordneten Kurbelwellen-Lager zapfen 37 vorhanden sein. Diese Vorrichtungen brauchen jedoch nicht den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Aufbau zu besitzen, da bei den Kurbelwellen-Lagerzapfen das Problem der Träg heitskräfte nicht auftritt.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist nur das rechte Schalenteil 28 in der Höhe verstellbar. Es besitzt einen, etwa in der Mitte angeordneten Stützschuh 35. Dagegen besitzt das linke Schalen teil 27′ in dem hier dargestellten Beispiel zwei Stützschuhe 35, die symmetrisch auf beiden Seiten des Honsteines 34 angeordnet sind. In diesem Fall sind die Stützschuhe 35 nicht gleichmäßig über dem Umfang des Kurbelwellen-Hubzapfens 11 angeordnet. Vielmehr ist der Winkel zwischen den beiden im linken Schalen teil 27′ angeordneten Stützschuhen 35 kleiner als die beiden übrigen Winkel zwischen je zwei Stützschuhen 35.

Auch hier ist wieder der Honstein 34 unabhängig von den Stütz schuhen 35 gegen den Kurbelwellen-Hubzapfen 11 andrückbar.

Fig. 5 zeigt einen stark vergrößerten Schnitt durch einen Stützschuh 35 in einem Schalenteil 28. Das Schalenteil 28 besitzt eine Ausnehmung 38, die in ihrer Form dem Stützschuh 35 entspricht. In diese Ausnehmung 38 ist der Stützschuh 35 eingesetzt. Die Kontaktfläche 39 des Stützschuhes 35, d. h. diejenige Fläche, die mit der Oberfläche des Kurbelwellen- Hubzapfens 11 in Berührung steht, besitzt eine Krümmung, die der Krümmung der Oberfläche des Zapfens 11 entspricht. Der Stützschuh 35 besitzt eine Längsbohrung 40, an die ein Schlauch 41 angeschlossen ist, der durch eine Ausnehmung 42 in dem Scha lenteil 28 verläuft. Durch den Schlauch 41 wird Honöl durch die Bohrung 40 auf die Kontaktfläche 39 gebracht, dies stellt gleichzeitig eine hydrostatische Lagerung für den Stützschuh 35 dar.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 sind in beiden Schalen teilen 27′′ und 28′′ je zwei Walzen 42, die in entsprechenden Ausnehmungen 43 in den Schalenteilen angeordnet sind. Die Walzen 42 sind gleichmäßig über den Umfang des Kurbelwellen- Hubzapfens 11 verteilt angeordnet.

Die Erfindung schlägt eine Vorrichtung vor, bei der der Träger für das Honwerkzeug zweiteilig ist, wobei jede Hälfte Stützschuhe zum Abstützen auf dem rotierenden Kurbelwellen- Hubzapfen einer Kurbelwelle enthält. Die beiden Hälften mit den Stützschuhen werden mit großer Kraft gegen die zu bear beitende Fläche angepreßt, während das eigentliche Honwerk zeug, beispielsweise ein Honstein, mit einer unabhängig von der Anpreßkraft der Hälfte des Trägers einstellbaren Kraft angedrückt wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Feinbearbeitung von exzentrisch umlaufen den Begrenzungsflächen rotationssymmetrischer Körper, ins besondere von Kurbelwellen-Hubzapfen, mit einem Drehantrieb für den zu bearbeitenden Körper, einem von der umlaufenden Fläche mitgeführten Träger (17) mit zwei Trägerhälften (15, 16), von denen jeder mindestens ein gegebenenfalls als Stützschuh ausgebildetes Führungsteil (35, 42) aufweist, die gegen die zu bearbeitende Fläche mit großer Kraft anpreßbar sind, sowie mit einem von dem Träger (17) an die zu bearbeitende Fläche andrückbaren Honwerkzeug (34), dadurch gekennzeichnet, daß die Hälften (15, 16) des Trägers (17) relativ zueinander in der Höhe verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Führungsteile (35) vorhanden sind, wobei in der das Honwerkzeug (34) aufweisenden Hälfte (15) zwei Führungsteile (35) vorhanden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (35) eine hydrostatische Lagerung für die Rotationsfläche aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur hydrostatischen Lagerung Honöl verwendet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile Rollen bzw. Walzen (42) sind.