DE3216003A1 - Method of polishing the bearing surfaces of crankshafts including the running surfaces of the shaft sealing rings - Google Patents

Abstract

In a method of polishing the bearing surfaces of crankshafts including the running surfaces of the shaft sealing rings, the surfaces to be polished, in order to achieve a high quality of surface finish, are polished for less than five seconds while the crankshaft is rotating by a polishing-belt section in contact with the peripheral surface over an arc length of 270 DEG , the crankshaft is stopped and the applied pressure is cut back, the polishing belt is conveyed further by a belt length corresponding to the arc length of 270 DEG , the crankshaft is driven again, and the surfaces to be polished are polished a second time for the same polishing time. The polishing-belt sections used in each case are taken from an endless polishing belt. The length of the belt pull, stoppage and running time of the crankshaft, and applying and cutting-back of the applied pressure are controlled. A device for the short-time polishing contains pressure jaws arranged at an offset angle of 90 DEG on two bearing shoes to which pressure can be applied. The pressure jaws are in contact with the polishing-belt section over a total arc length between them of 270 DEG and press the polishing-belt section against the bearing to be polished. The intermittent polishing with intervening belt pull takes place at a crankshaft speed of less than 100 rev/min.

Description

Verfahren zum Polieren der Lagerflächen von Kurbelwellen Process for polishing the bearing surfaces of crankshafts

einschließlich der Laufflächen der Wellendichtringe Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Polieren der Lagerflächen von Kurbelwellen einschließlich der Laufflächen der Wellendichtringe unter Verwendung von Polierbändern, die gegen die umlaufenden Lager- bzw. Laufflächen angepreßt werden. including the running surfaces of the shaft seals The invention relates to a method and an apparatus for polishing the bearing surfaces of crankshafts including the running surfaces of the shaft seals using of polishing tapes that are pressed against the surrounding bearing or running surfaces.

Kurbelwellenzapfen werden üblicherweise zur Endbearbeitung nach dem Rundschleifverfahren behandelt. Die erzielbare Oberflächengüte richtet sich nach der durch das Schleifmittel zu erzielenden Rauhtiefe. Für Lagerflächen von Kurbelwellen im Bereich der Hub- und Hauptlager werden Oberflächengüten von maximal AA 0,2 F und für Laufflächen der Wellendichtringe von AA 0,25 bis 0,5 F gefordert.Crankshaft journals are commonly used for finishing after the Cylindrical grinding process treated. The surface quality that can be achieved depends on the surface roughness to be achieved by the abrasive. For bearing surfaces of crankshafts In the area of the lifting and main bearings, surface qualities of a maximum of AA 0.2 F and for running surfaces of the shaft sealing rings from AA 0.25 to 0.5 F required.

Zur Erreichung derartiger Oberflächengüten ist eine verhältnismäßig lange Schleifzeit und/oder eine hohe Drehzahl entweder des Schleifwerkzeugs oder der zu schleifenden Flächen erforderlich. Für Kurbelwellen liegen heute Schleif- und Polierzeiten bei dreißig Sekunden und länger. Bei bekannten Verfahren und Schleifvorrichtungen umschließt das Polierband nahezu vollständig das zu bearbeitende Lager. Werkstoffabtrag vom Lager und gebrochenes oder gelöstes Korn betten sich in das Polierband ein. Besteht keine Möglichkeit, diesen Abrieb wegzuspülen, wird die Schneidfähigkeit des Polierbandes fortlaufend geringer. Ein Verschmieren der Oberfläche sowie Grenzschichtenverschiebung lassen zwar eine Struktur entstehen, die meßtechnisch hohe Oberllächengüten anzeigt, aber für die Lagerfunktion nachteilig ist.To achieve such surface finishes, one is proportionate long grinding time and / or a high speed of either the grinding tool or of the surfaces to be sanded required. For crankshafts today there are grinding and polishing times of thirty seconds and longer. In known methods and grinding devices the polishing tape almost completely surrounds the bearing to be machined. Material removal from the bearing and broken or loosened grain embed themselves in the polishing belt. There is none Ability to wash away this debris becomes cutting ability of the polishing belt continuously lower. A smearing of the surface and shifting of the boundary layers create a structure that shows high surface quality metrologically, but is disadvantageous for the storage function.

Aus der DE-PS 10 53 966 ist es zur Verringerung des Zeitaufwandes für notwendige feinmechanische Nacharbeit, beispielsweise Schleifen, bekannt, an Lagerzapfen von Kurbelwellen durch ein einfaches und nur kurzzeitig anzuwendendes Werkzeug in Form von anpreßbaren Schleifschalen die tragenden Oberflächenanteile der Lagerflächen auf den gewdnschten Wert von mindestens 7OVo der Gesamtlauffläche zu halten. Die halbzylindrisch ausgebildeten und mittels Flügelmuttern zusammengehaltenen Schleifschalen werden jedoch bei stillstehender Kurbelwelle durch radial abstehende Griffe manuell in Drehung versetzt.From DE-PS 10 53 966 it is to reduce the time required for necessary fine mechanical rework, such as grinding, known Bearing journals of crankshafts by a simple and only briefly applicable Tool in the form of press-on grinding cups, the load-bearing surface parts the storage area to the desired value of at least 7OVo of the total running area to keep. The semi-cylindrical ones held together by wing nuts However, when the crankshaft is at a standstill, grinding cups are replaced by radially protruding Handles rotated manually.

Dies setzt nicht nur eine manuelle Betätigung beim Drehen, sondern auch ein Aus- und Einspannen der Schleifschalen voraus, wenn das Abrieb enthaltende Schmirgelleinen gegen neues Material ausgetauscht werden muß.This not only implies manual actuation when turning, but also an unclamping and clamping of the grinding bowls preceded, if the containing abrasion Emery cloth must be replaced with new material.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Schleif- und Polierverfahren dahingehend abzuändern und eine Vorrichtung hierfür zu schaffen, daß Oberflächengüten erzielt werden, die an solche von geschliffenen Lagern herankommen.The invention is based on the object of known grinding and polishing methods to modify and to create a device for this that surface finishes can be achieved that come close to those of ground bearings.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zu polierenden Flächen bei sich drehender Kurbelwelle durch einen auf 2700 Bogenlänge die Umfangsfläche umschließenden Polierbandabschnitt während weniger als fünf Sekunden poliert, die Kurbelwelle angehalten und die Anpreßkraft zurückgenommen wird, das Polierband um eine der 2700 Bogenlänge entsprechende Bandlänge weitertransportiert, die Kurbelwelle erneut in Drehung versetzt wird und die zu polierenden Flächen während einer der ersten Polierzeit entsprechenden Zeit ein zweites Mal poliert werden.This object is achieved according to the invention in that the to be polished Areas with a rotating crankshaft through a circumferential surface of 2700 arc length the surrounding polishing tape section for less than five seconds Crankshaft stopped and the contact pressure reduced will, the polishing belt is transported further by a belt length corresponding to the 2700 arc length, the crankshaft is set in rotation again and the surfaces to be polished during be polished a second time at a time corresponding to the first polishing time.

Es hat sich gezeigt, daß man durch das absatzweise Polieren mit zwischengeschaltetem Bandzug bei Drehzahlen der Kurbelwelle mit Lagerdurchmessern zwischen 75 und 120 mm von weniger als 100 U/min mit Polierzeiten von weniger als insgesamt zehn Sekunden auskommt, und daß man eine Oberflächengüte erzielt, die nahezu der von geschliffenen Werkstücken entspricht.It has been shown that by intermittent polishing with interposed Belt tension at speeds of the crankshaft with bearing diameters between 75 and 120 mm less than 100 rpm with polishing times less than a total of ten seconds and that a surface quality is achieved that is almost that of ground Work pieces.

Derartig sauber polierte Oberflächen fördern die Bildung des Schmierfilms und eines Ölmeniskus vor der Dichtlippe eines Wellendichtringes, der Leckage verhindert und trotzdem für die unerläßliche Schmierung der Dichtlippe sorgt.Such cleanly polished surfaces promote the formation of the lubricating film and an oil meniscus in front of the sealing lip of a shaft seal, which prevents leakage and still ensures the essential lubrication of the sealing lip.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Lebensdauer der Lager und deren Einlaufverhalten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich verbessert werden.It has also been shown that the life of the bearings and their Run-in behavior can be significantly improved by the method according to the invention.

In besonders vorteilhafter Weise gestaltet sich das Verfahren, wenn die im Eingriff mit den zu polierenden Flächen stehenden Polierbandabschnitte an einem Endlos-Polierband abgenommen werden.The method is particularly advantageous if the polishing tape sections in engagement with the surfaces to be polished can be removed from an endless polishing belt.

Durch eine Längen-Steuerung für den Bandzug läßt sich exakt diejenige Länge Polierband weitertransportieren, die dem Umschlingungswinkel von 2700 an dem zu polierenden Lager entspricht und die den Abrieb enthält.A length control for the belt tension can be used exactly Transport the length of the polishing tape that corresponds to the angle of wrap of 2700 on the corresponds to the bearing to be polished and which contains the abrasion.

Zweckmäßigerweise ist eine Zeit-Steuerung für Stillstand und Laufzeit der Kurbelwelle, für Anlegen und Zurücknehmen der Anpreßkraft und für das Auslösen des Bandzuges vorgesehen.A time control for standstill and running time is expedient the crankshaft, for applying and releasing the contact pressure and for triggering of the belt tension provided.

zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer Kurbelwellen Poliermaschine mit Einrichtungen zur drehbaren Lagerung der Kurbelwelle und zum Anpressen des Polierbandes gegen die umlaufenden Lager- bzw. Laufflächen mittels Druckbacken sind erfindungsgemäß die Druckbacken an zwei 0 von gegensinnig mit der Anpreßkraft beaufschlagbaren Anlageschuhen um 90 winkelversetzt angeordnet. Diese Druckbacken weisen weiterhin jeweils eine Umfangslänge von weniger als der Hälfte des zu polierenden Lagerdurchmessers auf und umschlingen zwischen sich auf insgesamt 2700 Bogenlänge den gerade im Einsatz befindlichen Polierbandabschnitt.for performing the method according to the invention on a crankshaft Polishing machine with devices for the rotatable mounting of the crankshaft and for Pressing the polishing belt against the surrounding bearing or running surfaces by means of According to the invention, pressure jaws are the pressure jaws on two 0s in opposite directions to the Contact shoes which can be acted upon by contact pressure are arranged offset by 90 angles. These Pressure jaws also each have a circumferential length of less than half of the bearing diameter to be polished and wrap between them for a total of 2700 arc length the polishing tape section currently in use.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand einer Zeichnung erläutert; in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 den Anpreßvorgang beim ersten Polierabschnitt bei stillstehendem Polierband und drehender Kurbelwelle, Fig. 2 den Weitertransport des durch Aufnahme von Abrieb verbrauchten Polierbandabschnitts bei gelösten Anlageschuhen und stillstehender Kurbelwelle, Fig. 3 den Anpreßvorgang beim zweiten Polierabschnitt bei stillstehendem Polierband und drehender Kurbelwelle, Fig. 4 den erneuten Weitertransport des Polierbandabschnitts nach Einlegen eines neuen Lagerzapfens.The method according to the invention is explained with reference to a drawing; In the drawing: FIG. 1 shows the pressing process during the first polishing section stationary polishing belt and rotating crankshaft, Fig. 2 the further transport of the polishing tape section used up due to the absorption of abrasion with loosened contact shoes and with the crankshaft at a standstill, FIG. 3 shows the pressing process in the second polishing section with the polishing belt stationary and the crankshaft rotating, FIG. 4 shows the further transport of the polishing tape section after inserting a new bearing pin.

In allen Figuren der Zeichnung wird der jeweils im Einsatz befindliche Abschnitt eines Polierbandes 1 durch Druckbacken 2 zweier gegensinnig mit der Anpreßkraft P beaufschlagbarer Anlageschuhe 3, 4 gegen das gerade zu polierende Lager 5 in Anlage gehalten. Die Druckbacken 2 sind jeweils am oberen und unteren Ende eines jeden Anlageschuhes angeordnet und verteilen sich somit in einer um 900 winkelversetzten Lage.In all figures of the drawing, the one in use is shown Section of a polishing belt 1 by pressing jaws 2 of two opposing directions with the pressing force P pressurized contact shoes 3, 4 against the bearing 5 to be polished held. The pressure jaws 2 are at the top and bottom of each Contact shoe arranged and thus distributed in a 900 angular offset Location.

Eintritt und Austritt des Polierbandes bei Bandzug erfolgen an den oberen Druckbacken, so daß auf einer Bogenlänge von 2700 der Umfang des zu polierenden Lagers durch den Polierbandabschnitt umschlungen wird.The polishing belt enters and exits when the belt is pulled upper jaws, so that on an arc length of 2700 the circumference of the to be polished Camp is wrapped by the polishing tape section.

Eine entsprechende Länge weist der jeweils benutzte Polierbandabschnitt auf.The respective length of the polishing tape section used has a corresponding length on.

Bandzug und Weitertransport erfolgen mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Längen-Steuerung in Abhängigkeit vom Lösen der Anlageschuhe und Anhalten der Kurbelwelle bzw. vom Einlegen einer neuen zu polierenden Kurbelwelle.Belt tension and further transport are carried out by means of one in the drawing length control, not shown, depending on the release of the contact shoes and stopping the crankshaft or from inserting a new crankshaft to be polished.

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Claims (4)

Patentansprüche Verfahren zum Polieren der Lagerflächen von Kurbelwellen einschließlich der Laufflächen der Wellendichtringe unter Verwendung von Polierbändern, die gegen die umlaufenden Lager- bzw. Laufflächen angepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die zu polierenden Flächen bei sich drehender Kurbelwelle durch einen auf 2700 Bogenlänge die Umfangs fläche umschlingenden Polierbandabschnitt während weniger als fünf Sekunden poliert, die Kurbelwelle angehalten und die Anpreßkraft zurückgenorenen wird, das Polierband um eine der 2700 Bogenlänge entsprechende Bandlänge weitertransportiert, die Kurbelwelle erneut in Drehung versetzt wird und die zu polierenden Flächen während einer der ersten Polierzeit entsprechenden Zeit ein zweites Mal poliert werden. Claims method for polishing the bearing surfaces of crankshafts including the running surfaces of the shaft sealing rings using polishing tapes, which are pressed against the circumferential bearing or running surfaces, characterized in that, that the surfaces to be polished are set to 2700 Arc length the circumferential surface wrapping the polishing tape section while less Polished than five seconds, the crankshaft stopped and the contact pressure recovered the polishing belt is transported further by a belt length corresponding to the 2700 arc length, the crankshaft is set in rotation again and the surfaces to be polished during be polished a second time at a time corresponding to the first polishing time. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Eingriff rnit den zu polierenden Flächen stehenden Polierbandabschnitte an einem Endlos-Polierband abgenommen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the engaged Polishing belt sections standing with the surfaces to be polished on an endless polishing belt be removed. 3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Längen-Steuerung für den Bandzug und durch eine Zeit-Steuerung für Stillstand und Laufzeit der Kurbelwelle, für Anlegen und Zurücknehmen der Anpreßkraft und für den Bandzug.3. The method according to claim 1, characterized by a length control for the strip tension and a time control for the standstill and running time of the crankshaft, for applying and releasing the contact pressure and for pulling the tape. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 an einer Kurbelwellen-Poliermaschine mit Einrichtungen zur drehbaren Lagerung der Kurbelwelle und zum Anpressen des Polierbandes gegen die umlaufenden Lager- bzw. Laufflächen mittels Druckbacken, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbacken an zwei von gegensinnig mit der Anpreßkraft beaufschlagbaren Anlageschuhen 0 um 90 winkelversetzt angeordnet sind, jeweils eine Umfangslänge von weniger als der Hälfte des zu polierenden Lagerdurchmessers aufweisen und zwischen sich auf insgesamt 2700 Bogenlänge den Polierbandabschnitt umschlingen und gegen das zu polierende Lager pressen.4. Apparatus for performing the method according to claim 1 a crankshaft polishing machine with devices for the rotatable mounting of the crankshaft and for pressing the polishing belt against the surrounding bearing or running surfaces by means of pressure jaws, characterized in that the pressure jaws on two of opposite directions contact shoes 0 which can be acted upon by the contact pressure are arranged offset by 90 angles each have a circumferential length of less than half of the bearing diameter to be polished have and between them on a total of 2700 arc length the polishing tape section loop around and press against the bearing to be polished.