DE3813484A1 - Vorrichtung zur feinbearbeitung der hubzapfen von kurbelwellen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feinbe­ arbeitung der Hubzapfen von Kurbelwellen der durch den Ober­ begriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

Bei einer vorbenutzten Vorrichtung dieser Art werden Werk­ zeuge verwendet, die ein als Halbschale formstabil ausgebil­ detes und mit dem jeweils zugeordneten Stellzylinder drehbe­ weglich verbundenes Lagerteil umfassen, an welchem mehrere in Umfangsrichtung der Schalenoberfläche voneinander beab­ standete Stütz- und Führungsschuhe bevorzugt aus Kunststoff für ein Honband angeordnet sind. Mit dem Honband wird eine Feinbearbeitung des jeweils zugeordneten Hubzapfens eines Werkstückes zur Erhöhung des Traganteils für das jeweilige Kurbelwellenlager sowie auch für eine Abrundung der Kanten von in vorbearbeiteten Hubzapfen bereits ausgebildeten Schmierölbohrungen vorgenommen. Für diese vorbenutzte Vor­ richtung ist dabei auch die alternative Verwendung von Werk­ zeugen bekannt, bei denen anstelle des Arbeitens mit einem Honband die Feinbearbeitung der Hubzapfen mit einem oder mit mehreren Honsteinen vorgenommen wird, die dabei ähnlich wie bei der Vorrichtung gemäß der DE-PS 30 08 606 eine ebenfalls durch besondere Stütz- und Führungsschuhe an dem jeweils zu­ geordneten Hubzapfen angedrückte Anordnung an entsprechend halbschalenförmig ausgebildeten Lagerteilen aufweisen.

Aus der DE-OS 34 40 350 ist daneben noch die Verwendung von Stütz- und Führungsschuhen bekannt, die an in bezug auf die Hubzapfen eines jeweiligen Werkzeuges zangenartig angeordneten Führungsarmen für Honsteine federelastisch abgestützt sind. Die Honsteine werden gegen den jeweiligen Hubzapfen durch Stellzylinder angedrückt, die zusätzlich zu einem die Führungsarme in bezug auf das Werkstück zangenartig schließenden Arbeitszylinder vorgesehen sind.

Mit der durch die Patentansprüche gekennzeichneten Erfin­ dung wird die Aufgabe gelöst, eine Vorrichtung der angege­ benen Gattung derart auszubilden, daß damit eine weitere Erhöhung des Traganteils für die einzelnen Kurbelwellenla­ ger erhalten wird und somit die bei der bisherigen Feinbe­ arbeitung im mikroskopischen Bereich noch feststellbaren Unrundheiten möglichst weitgehend beseitigt werden.

Die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Vor­ teile sind vorrangig in deren einfacher Eingliederungsmög­ lichkeit in den bisherigen Bearbeitungsprozeß von Kurbel­ wellen als eine der bisherigen Endstufe entweder vorgeschal­ tete oder nachgeschaltete Bearbeitungsstufe erkennbar. Weil die Werkzeuge als Folge der federelastischen Ausbildung oder Abstützung ihres Lagerteils eine in bezug auf den zugeordne­ ten Hubzapfen der Werkstücke "atmende" Anordnung aufweisen, wird dadurch die mit den Führungsarmen übersetzte Führung der Werkzeuge durch die beiden Meisterwellen der Vorrichtung für eine damit optimal formgetreue Bearbeitung genutzt, womit durch diese Vorrichtung sämtliche Bearbeitungsfehler entsprechend optimal beseitigt werden können, die nach der Endstufe der bisherigen Feinbearbeitung für den mikroskopi­ schen Bereich der Oberflächengüte noch festgestellt werden mußten.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung mit einer Schnittansicht nur eines Teils eines Führungsarmes für ein Werkzeug der erfindungs­ gemäßen Ausbildung dargestellt.

Eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung der Hubzapfen von Kur­ belwellen mittels nicht umlaufender Werkzeuge ist gemäß einer vorbenutzten Ausführungsform mit zwei Meisterwellen gebildet, die zu dem zu bearbeitenden Werkstück achsparal­ lel angeordnet sind und einen mit dem Werkstück synchronen Antrieb erfahren. Durch die Meisterwellen wird eine mit den Hubzapfen der Werkstücke übereinstimmende Vielzahl von Werk­ zeugen kopiergeführt, wobei die Führung der Werkzeuge mit Führungsarmen übersetzt wird, die auch Träger von druckmit­ telbeaufschlagten Stellzylindern sind, mit denen das jeweils zugeordnete Werkzeug eine in bezug auf den zugeordneten Hub­ zapfen radial verstellbare Lagerung erfährt. Eine Feinbear­ beitung der Hubzapfen wird herkömmlich entweder mit Honstei­ nen oder mit Honbändern durchgeführt, die somit bei der Be­ arbeitung durch die Stellzylinder gegen die Hubzapfen an­ gedrückt werden.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch einen Hubzapfen 1 einer Kurbelwelle, die als zu bearbeitendes Werkstück gemäß dem eingezeichneten Pfeil 2 im Uhrzeigergegensinn synchron zu den beiden Meisterwellen (nicht dargestellt) der Vorrich­ tung angetrieben sein soll. Mit den beiden Meisterwellen ist ein kopiergeführter Führungsarm 3 verbunden, an welchem ein druckmittelbeaufschlagter Stellzylinder 4 angeordnet ist, mit dem ein zur Feinbearbeitung des Hubzapfens 1 vor­ gesehenes Werkzeug 5 in radialer Richtung gegen die Oberflä­ che des Hubzapfens angedrückt werden kann. Die Druckmittel­ versorgung des Stellzylinders 4 wird über ein an den Füh­ rungsarm 3 angeflanschtes Funktionsteil 6 einer hydrauli­ schen oder pneumatischen Steuervorrichtung vermittelt, de­ ren Ausbildung nur insoweit interessiert, als damit durch eine Zuleitung des Druckmittels in einen Füllraum 7 des Funk­ tionsteils 6 eine in Richtung des Pfeils 8 wirkende Stell­ kraft für den Stellzylinder 4 bereitgestellt wird. Diese in Richtung des Pfeils 8 wirkende Stellkraft wird also auf das Werkzeug 5 übersetzt, das somit eine mit dem Führungsarm 3 durch die beiden Meisterwellen kopiergeführte einseitige Anlage an dem Hubzapfen 1 erfährt.

Das Werkzeug 5 ist mit einer in bezug auf die Stellkraft des Stellzylinders 4 federelastisch ausgebildeten Halb­ schale 9 und einem damit einstückig verbundenen Grundkör­ per 10 aus Federstahl gebildet. Die federelastische Ausbil­ dung der Halbschale 9 wird durch einzelne Ringspalte 11 erhalten, die mit einer sich in Umfangsrichtung wechselsei­ tig überlappenden Ausbildung konzentrisch zu der mit dem Hubzapfen 1 praktisch zusammenfallenden Achse 12 der Halb­ schale 9 verlaufen. Durch die Ringspalte 11 wird der im übrigen massiv ausgebildete Grundkörper 10 in eine entspre­ chende Vielzahl von untereinander federelastisch verbundene Segmente 13 unterteilt, die somit bei den drei verschiede­ nen Radialabständen zur Achse der Halbschale, die in der Zeichnung für die einzelnen Ringspalte 11 gezeigt sind, ein in radialer Richtung wirksames, federelastisches Ver­ halten für das Werkzeug 5 ergeben. Das Werkzeug 5 ist mittels Schrauben 14 mit einem Werkzeughalter 15 verschraubt, der mittels eines Stiftes 16 mit dem Stellzylinder 4 drehbeweg­ lich verbunden ist. Mit dem Werkzeughalter wirkt ein in eine Führungskurve 15′einfassender Anschlagstift 16′ zusammen, um damit für das Werkzeug 5 eine somit wegbegrenzte und relativ drehbewegliche Anordnung an dem Führungsarm 3 zu erhalten. Diese relative Beweglichkeit wird auch bezüglich eines Hon­ bandes 17 bereitgestellt, das für die Feinbearbeitung des Hub­ zapfens 1 an der Halbschale 9 vorbeigeführt und mit der in Richtung des Pfeils 8 wirksamen Stellkraft des Stellzylinders 4 gegen den Hubzapfen 1 angedrückt wird. Zur Führung des Hon­ bandes 17 sind an dem Führungsarm 3 noch zwei Kugelführungen 18 angeordnet, welche die mit dem Werkzeug 5 für eine Umfas­ sung des Hubzapfens 1 mit einem Winkel von etwa 150° be­ zweckte Wölbung des Honbandes 17 für die gesamte Dauer einer jeweiligen Feinbearbeitung begünstigen.

Wenn die Feinbearbeitung mit einem Honband durchgeführt wird, dann sollte dafür die für das Honband maßgebliche Andrück­ fläche der Halbschale 9 feingeschliffen sein. Alternativ kann auch daran gedacht werden, die Feinbearbeitung nicht mit ei­ nem Honband, sondern direkt mit dem Werkzeug 5 durchzuführen. Die dabei dann für eine direkte Anlage an dem zugeordneten Hubzapfen 1 vorgesehene Oberfläche der Halbschale 9 müßte dann lediglich mit einem als Honwerkzeug arbeitenden Hart­ stoff, wie Diamant, Borazon oder einem Keramikstoff, be­ schichtet werden. Die mit den untereinander federelastisch verbundenen Segmenten 13 erreichte "atmende" Ausbildung des Werzeuges 5 begünstigt auch dabei eine zu den Meisterwellen optimal formgetreu übertragene Bearbeitung des jeweils zuge­ ordneten Hubzapfens, so daß für die Gesamtheit des Werk­ stückes ein entsprechend optimaler Traganteil für die ein­ zelnen Kurbelwellenlager erhalten wird. Es versteht sich im übrigen, daß die mit den Abmessungen der Segmente 13 im Ver­ hältnis zu den Abmessungen der Ringspalte 11 erhaltene Elas­ tizität der Halbschale 9 auch mit Federn erreichbar ist, mit denen eine dabei dann starr ausgebildete Halbschale an dem Werkzeughalter 15 bzw. an dem Stellzylinder 4 abgestützt wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Feinbearbeitung der Hubzapfen von Kurbel­ wellen mittels nicht umlaufender Werkzeuge, die für eine einseitige Anlage bei der Bearbeitung der Hubzapfen eines jeweiligen Werkstückes eine jeweils mittels eines druck­ mittelbeaufschlagten Stellzylinders radial zu dem zugeord­ neten Hubzapfen verstellbare Lagerung an einem Führungsarm aufweisen, der durch zwei zum Werkstück achsparallel ange­ ordnete und synchron angetriebene Meisterwellen der Vor­ richtung kopiergeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerteil jedes Werkzeuges (5) mit einer in bezug auf die Stellkraft des zugeordneten Stellzylinders (4) federelastisch ausge­ bildeten oder federelastisch abgestützten, den zugeordneten Hubzapfen (1) mit einem Winkel von etwa 135° bis maximal etwa 180°, insbesondere mit einem Winkel von etwa 150°, umfassenden Halbschale (9) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschale (9) eine mit einem formstabilen Grundkörper (10) aus Fe­ derstahl einstückige Ausbildung aufweist und durch wenig­ stens einen zur Achse der Halbschale konzentrisch ver­ laufenden Ringspalt (11) in zwei untereinander federelas­ tisch verbundene Segmente (13) unterteilt ist, wobei der Grundkörper (10) für eine insbesondere drehbewegliche Ver­ bindung der Halbschale (9) mit dem Stellzylinder (4) vorge­ sehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschale (9) in eine entsprechende Vielzahl von Segmenten (13) durch mehrere Ringspalte (11) unterteilt ist, die in bis zu drei verschiedenen Radialabständen zur Achse der Halb­ schale verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringspalte (11) eine sich in Unfangsrichtung wechselseitig überlap­ pende Ausbildung aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Ringspalt (11) mit einer radialen Breite von etwa 0,5 mm drahterodiert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschale (9) an ihrer zur Anlage mit dem Hubzapfen (1) eines Werk­ stückes vorgesehenen Oberfläche mit einem als Honwerkzeug arbeitenden Hartstoff, wie Diamant, Borazon oder einem Keramikstoff, beschichtet oder als Andrückfläche für ein an der Halbschale vorbeigeführtes Honband (17) geschliffen ist.