DE3008606C2 - - Google Patents

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.The invention relates to a device for fine machining of eccentrically rotating boundary surfaces rotationally symmetrical metric body, especially of crankshaft crank pins, with a rotary drive for the body to be machined, one Carrier carried by the circumferential surface with two carriers halves, each of which has at least one as support shoe trained guide member that bear against the bear processing area can be pressed with great force, as well as with one that can be pressed onto the surface to be machined by the carrier Honing tool.

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. A lapping device of this type is already known (US PS 22 38 646). This is one of the surrounding area Carried carrier available, the two against the one to be processed Has surface pressed-on support halves with support shoes.  

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.The beam halves are against the bear with great force pressed surface pressed. Each support half has two supports shoes that are not evenly distributed over the circumference are arranged. The honing tool sits in one half of the carrier in the middle between two support shoes and with one of the Contact force of the carrier halves against the independent force pressed surface to be machined. Both beam halves are fixed in height relative to each other. It is therefore not possible, the support shoes with respect to a machined Align the surface exactly. If the alignment is not exact however, the workpiece to be machined does not have precise guidance given so that the surfaces achievable with this device accuracy is not particularly great.

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.Also known is a lapping device (US Pat. No. 2,166,084), with the two mounting blocks pressed against the crankshaft be, between the crankshaft and the mounting blocks Lapping elements, in particular a flexible paper or tissue, are arranged. Therefore occur with this lapping device forces that lead to an increased concern for Läppele elements when the crankshaft journal is in the direction moved to the support member. This leads to out-of-roundness due to inertial forces.

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.The invention has for its object a device to create the type mentioned, in which the micros Copy area existing roundness of the to be machined Surfaces can be significantly reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Hälften des Trägers relativ zueinander in der Höhe verstellbar sind.To achieve this object, the invention provides that the halves of the carrier relative to each other in height are adjustable.

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.This enables the two halves of the carrier precisely to the workpiece to be machined  and the guide parts as closely as possible to the one to be machined Adjust area.

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.In a further development of the invention it can be provided that three Guide parts are available, in which the honing tool half of the carrier having two guide parts are. In this way, the pre-invented by the invention struck device even better on different workpieces to adjust.

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.According to the invention it can be provided that the guide parts a hydrostatic bearing for the rotation to be machined Have surface, preferably for hydrostatic storage Honing oil is used.

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.According to the invention, however, it can also be provided that the Guide parts are rollers or rollers. This can be used if necessary additional surface hardening by rolling will. The rollers can also be a plastic have stratification. As a material for the guide parts carbide, plastic or sliding bronze are suitable.

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 DarstellungFurther features, details and advantages of the invention he arise from the subclaims as well as from the following Description of preferred embodiments of the invention as well based on the drawing. Here shows, each in schematic presentation

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäß ausge­ bildeten Vorrichtung; Figure 1 is a side view of the device formed according to the invention.

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht; Fig. 2 is an enlarged partial view;

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung etwa in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2; Fig. 3 is a view of an inventive processing Vorrich approximately in the direction of the arrow III in Fig. 2;

Fig. 4 eine vereinfachte, etwa der Fig. 2 entsprechen­ de Ansicht einer alternativen Ausführungsform; FIG. 4 shows a simplified view of an alternative embodiment approximately corresponding to FIG. 2;

Fig. 5 eine Detailansicht eines Stützschuhes und Fig. 5 is a detailed view of a support shoe and

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform. Fig. 6 shows another embodiment.

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. In Fig. 1, the crank pins 11 can be seen a crankshaft 12 which is rotated by a not visible in FIG. 1, motor 13 in direction of arrow 14. The crank pin 11 is surrounded by two halves 15 and 16 of a carrier 17 which contains two arms 18 and 19 . The two arms 18 and 19 are mounted in a machine part 20 so as to be pivotable about a respective journal 21 . A hydraulic cylinder 22 is arranged between the two arms 18 and 19 , which presses the two arms 18 and 19 and thus the two halves 15 and 16 of the carrier 17 inwards. The machine part 20 has a longitudinal slot 23 running upwards in the longitudinal direction.

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.A rod 24 extends through the longitudinal slot 23 and is arranged in a stationary manner. When the crank shaft 12 rotates, the carrier 17 is carried along, the machine part 20 being pivoted as well as down and then moved up again. This movement is made possible by the longitudinal slot 23 .

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.The details of the left and right halves 15 and 16 of the carrier 17 are shown in FIG. 2. Each half consists of a bracket part 25 or 26 fixedly connected to the corresponding arm 18 or 19 . A shell part 27 or 28 is located inside each approximately U-shaped bracket part. In the embodiment shown here, both Scha lenteile are slidably arranged upwards or downwards, the adjusting screws 29 and 30 attached in the legs of the bracket parts 25 and 26 serve not only to shift the respective switching part, but also to define it Partly manufacture.

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. The left half 15 of the carrier 17 shown in FIG. 2 has an opening 31 . On the left arm 18 of the carrier 17 , a conventional vibratory drive 32 is attached at the opening 31 , which is provided with only indicated lines for connection to a compressed air source. The oscillating drive 32 has a shaft 33 and a honing stone 34 arranged at the front end of the shaft 33 . The shaft 33 and the honing stone 34 are arranged in the opening 31 . The oscillating drive 32 is designed such that it can execute an oscillating movement of the honing stone 34 in a direction perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 2. With a rotation of the crank pin 11 of the crank shaft 12 , the stone 34 thus moves in the circumferential direction of the bearing pin, while at the same time executing a reciprocating movement perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 2.

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.Each shell part 27 and 28 has two support shoes 35 which protrude from the curved surface of the shell part and lead to the holding or guiding of the shell parts and thus of the carrier 17 with the crank pin 11 . The curvature of the actual support surface of the support shoes 35 corresponds to the curvature of the surface of the crank pin 11 . The curvature of the surface 36 of the shell parts 27 and 28 forms a concentric circular section to the surface of the crank pin 11 .

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.The oscillating drive 32 is designed such that it can not only execute an oscillating movement of the honing stone 34 , but also presses the honing stone 34 against the bearing surface with a certain force. Since the oscillating drive is connected or connectable to the arm 18 , and the pressing force on the honing stone is only exerted by the oscillating drive 32 , this pressing force is therefore independent of the force with which the hydraulic cylinder 22 presses the two arms against one another and thus the support shoes 35 presses against the upper surface of the crank pin 11 . For a particularly good surface roundness, it should be noted that the contact pressure of the honing stone 34 on the crank pin 11 is significantly lower than the contact pressure which is exerted by the support shoes 35 on the crank pin 11 .

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.As can be seen in particular from Fig. 3, in which a crankshaft for a four-cylinder engine is shown, one of the directions shown in FIGS. 1 and 2 is available for each crank pin. They are all identical and held on the same rod 24 . In the overall device shown in FIG. 3, of course, conventional devices for machining the crankshaft bearings arranged between two crankshaft crank pins 11 can also be provided 37 . However, these devices do not need to have the structure shown in FIGS . 1 and 2, since the problem of inertia forces does not occur in the crankshaft journal.

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.An alternative embodiment is shown in FIG . In this embodiment, only the right shell part 28 is adjustable in height. It has a support shoe 35 arranged approximately in the middle. In contrast, the left bowl part 27 ' in the example shown here has two support shoes 35 which are arranged symmetrically on both sides of the honing stone 34 . In this case, the support shoes 35 are not arranged uniformly over the circumference of the crankshaft crank pin 11 . Rather, the angle between the two in the left shell part 27 ' arranged support shoes 35 is smaller than the other two angles between two support shoes 35th

Auch hier ist wieder der Honstein 34 unabhängig von den Stütz­ schuhen 35 gegen den Kurbelwellen-Hubzapfen 11 andrückbar.Again, the honing stone 34 can be pressed against the crankshaft crank pin 11 independently of the support shoes 35 .

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. Fig. 5 shows a greatly enlarged section through a support shoe 35 in a shell part 28. The shell part 28 has a recess 38 which corresponds in shape to the support shoe 35 . The support shoe 35 is inserted into this recess 38 . The contact surface 39 of the support shoe 35 , that is to say that surface which is in contact with the surface of the crankshaft crank pin 11 , has a curvature which corresponds to the curvature of the surface of the pin 11 . The support shoe 35 has a longitudinal bore 40 , to which a hose 41 is connected, which runs through a recess 42 in the Scha part 28 . Through the hose 41 , honing oil is brought through the bore 40 onto the contact surface 39 , this also represents a hydrostatic bearing for the support shoe 35 .

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. In the embodiment of FIG. 6 are arranged in two shells parts 27 '' and 28 '' in each case two rollers 42, which are arranged in corresponding recesses 43 in the shell parts. The rollers 42 are arranged evenly distributed over the circumference of the crankshaft crank pin 11 .

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.The invention proposes a device in which the Carrier for the honing tool is in two parts, each half Support shoes to support on the rotating crankshaft Includes crank pin of a crankshaft. The two halves with The support shoes will bear against the bear with great force pressing surface pressed during the actual honing stuff, for example a honing stone, with an independent of the contact pressure of half the adjustable force is pressed.

Claims (5)

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.1. Device for fine machining of eccentrically rotating the boundary surfaces of rotationally symmetrical bodies, in particular crankshaft crank pins, with a rotary drive for the body to be machined, a carrier ( 17 ) carried by the peripheral surface with two carrier halves ( 15, 16 ), one of which each has at least one guide part ( 35, 42 ), optionally designed as a support shoe, which can be pressed with great force against the surface to be machined, and with a honing tool ( 34 ) which can be pressed onto the surface to be machined by the carrier ( 17 ), characterized in that that the halves ( 15, 16 ) of the carrier ( 17 ) are adjustable in height relative to each other. 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. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that three guide parts ( 35 ) are present, two guide parts ( 35 ) being present in the half ( 15 ) having the honing tool ( 34 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile (35) eine hydrostatische Lagerung für die Rotationsfläche aufweisen.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the guide parts ( 35 ) have a hydrostatic bearing for the rotating surface. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur hydrostatischen Lagerung Honöl verwendet wird.4. The device according to claim 3, characterized in that Honing oil is used for hydrostatic storage. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsteile Rollen bzw. Walzen (42) sind.5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the guide parts are rollers or rollers ( 42 ).