DE4419366A1 - Finishing machine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Finishmaschine zum Bearbeiten runder Oberflächenabschnitte von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a finishing machine for processing round surface sections of workpieces according to Preamble of claim 1.
Bei derartigen bekannten Finishmaschinen sind die Werk stücke drehbar auf Reitstöcken gelagert. Ein Bearbeitungs mittel ist über feststehende Druckkörper geführt, und durch das Vorbeilaufen der Werkstückoberfläche am Bearbeitungs mittel wird Material von dessen Oberfläche abgetragen und diese geglättet.In such known finishing machines are the factory pieces rotatably mounted on tailstocks. An editing medium is guided over fixed pressure hulls, and through passing the workpiece surface past the machining medium material is removed from its surface and this smoothed.
Insbesondere bei schweren und großen Werkstücken wie Kurbelwellen für Schiffsdiesel erfordert der Einsatz derartiger Finishmaschinen ein hohes Maß an Aufmerksamkeit und verhältnismäßig viel Zeit, da die Reitstöcke eine Möglichkeit der Verfahrbarkeit der Lagerachse in horizon taler und vertikaler Richtung aufweisen müssen, damit die Achse des jeweils zu bearbeitenden Oberflächenabschnittes, z. B. eines Kurbelzapfens, auf die durch die Druckkörper anordnung vorgegebene Achse des Bearbeitungskopfes richtig ausgefluchtet wird. Außerdem können sich derartige schwere Werkstücke in Abhängigkeit vom momentanen Drehwinkel unterschiedlich durchbiegen, und da man solche Werkstücke nur an wenigen geometrisch äquivalenten Stellen (z. B. axial fluchtenden Kurbel- oder Hauptzapfen) bei der Bear beitung lagern kann, ergeben sich zusätzliche Bearbei tungsschwierigkeiten, die zu Ungenauigkeiten der Bearbei tung führen können.Especially with heavy and large workpieces such as Crankshafts for marine diesel require use such finishing machines a high level of attention and a relatively large amount of time, since the tailstocks are one Possibility of moving the bearing axis in horizon taler and vertical direction so that the Axis of the surface section to be machined, e.g. B. a crank pin on which by the pressure body the specified axis of the machining head is correct is aligned. In addition, such serious Workpieces depending on the current angle of rotation bend differently, and since you have such workpieces only at a few geometrically equivalent places (e.g. axially aligned crank or main pin) on the Bear processing can result in additional processing difficulties that lead to inaccuracies in the machining can lead.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine Finish maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weiter gebildet werden, daß sie auch Oberflächenabschnitte an sehr schweren Werkstücken bearbeiten kann, ohne daß das Werkstück gedreht zu werden braucht.The present invention is therefore intended to provide a finish machine according to the preamble of claim 1 so on are formed so that they also have surface sections can process very heavy workpieces without this Workpiece needs to be rotated.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Finish maschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.According to the invention, this object is achieved by a finish machine with the features specified in claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Finishmaschine sind die Druck körper und das Bearbeitungsmittel auf einem Tragring angeordnet, der seinerseits in einem Halteteil des Bear beitungskopfes drehbar gelagert ist. Man kann somit zur Bearbeitung diese verglichen mit dem Werkstück kleine Masse aufweisenden Teile umlaufen lassen, während das Werkstück selbst raumfest bleibt.In the finishing machine according to the invention, the pressure is body and the processing means on a support ring arranged, which in turn in a holding part of the Bear processing head is rotatably mounted. So you can Machining this small compared to the workpiece Have parts with mass circulating while the The workpiece itself remains stationary.
Bei der erfindungsgemäßen Finishmaschine ist man auch in größeren Grenzen bezüglich der Einstellung der Relativ geschwindigkeit zwischen Bearbeitungsmittel und Werkstück oberfläche frei, da keine großen Massen bewegt werden. Aus diesem Grunde ist auch das Einjustieren des Bearbei tungskopfes auf die gewünschte Sollachse des zu bearbei tenden runden Oberflächenabschnittes einfacher als das Einjustieren des Werkstückes auf die Achse des Bearbei tungskopfes. Schließlich genügt bei der erfindungsgemäßen Finishmaschine auch eine verglichen mit dem Stand der Technik erheblich vereinfachte Lagereinrichtung für das Werkstück. Man kann hier z. B. einfach Reitstöcke und das Maschinenbett einer großen Drehmaschine verwenden.One is also in the finishing machine according to the invention within larger limits regarding the setting of the relative speed between machining equipment and workpiece free surface because no large masses are moved. For this reason it is also necessary to adjust the machining tion head on the desired target axis of the to be machined tendency round surface section easier than that Adjustment of the workpiece on the axis of the machining tion head. Finally, with the invention Finishing machine also compared to the state of the art Technology considerably simplified storage facility for the Workpiece. You can z. B. simply tailstocks and that Use the machine bed of a large lathe.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unter ansprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in Unter claims specified.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ermög licht ein leichtes vollständiges Wegfahren des Bearbei tungskopfes von einem zu bearbeitenden runden Oberflächen abschnitt zu einem anderen zu bearbeitenden runden Ober flächenabschnitt des Werkstückes, da der Tragring segmen tiert und leicht zu öffnen ist.The development of the invention according to claim 2 enables light a complete retraction of the machining of a round surface to be machined section to another round waiter to be machined surface section of the workpiece, since the support ring bless animals and is easy to open.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 3 braucht der Tragring nur zwei Segmente aufzuweisen, was im Hinblick auf einfache Herstellung und einfache Handhabung von Vor teil ist.In a finishing machine according to claim 3, the Tragring only have two segments, which in view on simple manufacture and easy handling of pre is part.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 4 kann der Bearbei tungskopf nach Öffnen des Tragringes einfach in horizon taler Richtung vom Werkstück weggefahren werden, wenn die Bearbeitung eines Oberflächenabschnittes beendet ist, und zur Bearbeitung des nächsten Oberflächenabschnittes in seitlicher Richtung auf diesen zugefahren werden. Man braucht somit den Bearbeitungskopf nicht oder nur wenig in vertikaler Richtung zu verfahren.In a finishing machine according to claim 4, the machining can after opening the support ring simply in horizon be moved away from the workpiece when the Machining of a surface section is finished, and for machining the next surface section in be driven towards the side. Man therefore does not need the processing head or only needs a little to move in the vertical direction.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist gewährleistet, daß die beiden Kopfrahmensegmente und die von diesen getragenen Tragringsegmente ohne aufwendige Justierarbeit wieder geschlossen werden können.With the development of the invention according to claim 5 ensures that the two head frame segments and the supported by these support ring segments without expensive Adjustment work can be closed again.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 wird eine rasche und zuverlässige Verriegelung der beiden Kopfrahmensegmente gewährleistet.With the development of the invention according to claim 6 a quick and reliable locking of the two Head frame segments guaranteed.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 7 ist dasjenige Tragringsegment, welches vom bewegbaren Kopfrahmensegment getragen ist, nach öffnen dieses Kopfrahmensegmentes automatisch unverlierbar mit dem beweglichen Kopfrahmen segment verbunden.In a finishing machine according to claim 7 that is Support ring segment, which from the movable head frame segment is worn after opening this head frame segment automatically captive with the movable head frame segment connected.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 erlaubt ein einfaches Wegfahren des Bearbeitungskopfes von einem zu bearbeitenden Oberflächenabschnitt sowie ein anschließendes Heranfahren an einen als nächsten zu bearbeitenden runden Oberflächenabschnitt des Werkstückes. Dabei sind bei der Finishmaschine gemäß Anspruch 8 keiner lei Teile des Bearbeitungskopfes zu verstellen oder zu lösen.The further development of the invention according to claim 8 allows the machining head to be simply moved away from a surface section to be machined as well a subsequent approach to one next machining round surface section of the workpiece. There are none in the finishing machine according to claim 8 parts of the machining head to adjust or to to solve.
Bei einer solchen Finishmaschine kann man einen in Umfangs richtung kontinuierlichen Antrieb des an einer Stelle unterbrochenen Tragringes besonders einfach gemäß Anspruch 9 gewährleisten.With such a finishing machine, you can do one in volume towards continuous drive of the at one point interrupted support ring particularly simple according to claim 9 ensure.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 gestat tet es, eine Mehrzahl von Bearbeitungsvorgängen abzuwic keln, ohne dazwischen das Bearbeitungsmittel zu wechseln.The development of the invention according to claim 10 allows it is necessary to process a plurality of processing operations without changing the processing medium in between.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist dabei gewährleistet, daß Abschnitte des Bearbeitungs mittels jeweils straff über die Druckkörper geführt sind.With the development of the invention according to claim 11 it is ensured that sections of the processing are guided tightly over the pressure body.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 12 kann man das Bearbeitungsmittel einfach und rasch auswechseln.With a finishing machine according to claim 12 you can Change machining equipment quickly and easily.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn auch die Druck körper selbst am Wechselrahmen angebracht sind, da man dann auch das Einfädeln des Bearbeitungsmittels schon vorab vor dem Auswechseln der Bearbeitungsmittel-Kassette vorneh men kann. Auch kann man unterschiedliche Druckkörper zusammen mit unterschiedlichen Bearbeitungsbändern schon als fertig vorbereitete Austausch-Kassetten bereitstellen.Here it is particularly advantageous if the pressure body itself are attached to the removable frame, since one then threading the processing agent in advance before changing the processing agent cassette men can. You can also use different pressure hulls together with different processing belts ready as ready prepared replacement cassettes.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 ermög licht es, an in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Stellen des zu bearbeitenden Oberflächenabschnittes des Werkstückes mit unterschiedlich starker Anpreßkraft unter schiedliche Materialmengen abzutragen. Auf diese Weise kann man systematische Unrundheiten eines bestimmten Werkstücktyps in besonders kurzer Zeit eliminieren.The development of the invention according to claim 14 enables light it to successive ones in the circumferential direction Set the surface section to be machined Workpiece with different contact pressure under to remove different amounts of material. In this way you can systematic out of roundness of a certain Eliminate workpiece types in a particularly short time.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist im Hinblick auf eine flexible und rasche Anpassung der Kontur der auf die Druckkörper arbeitenden Nockenfläche von Vorteil.The development of the invention according to claim 15 is with a view to flexible and rapid adaptation of the Contour of the cam surface working on the pressure body advantageous.
Dabei gestattet die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 das Kombinieren von Nockenringsegmenten unter schiedlicher Kontur ohne Bildung von Stufen an der Stoß stelle.The further development of the invention allows Claim 16 combining cam ring segments under different contours without formation of steps at the joint Job.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 17 lassen sich die Abschnitte der Nockenfläche leicht in Umfangsrichtung verschieben.In a finishing machine according to claim 17, the portions of the cam surface slightly circumferentially move.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 ist im Hinblick auf das Einjustieren der Achse des Bearbei tungskopfes auf die Achse des zu bearbeitenden Oberflächen abschnittes des Werkstückes von Vorteil.The development of the invention according to claim 18 with regard to the adjustment of the axis of the machining tion head on the axis of the surface to be machined section of the workpiece is an advantage.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 19 ermög licht ein einfaches Verstellen des Bearbeitungskopfes von einem zu bearbeitenden runden Oberflächenabschnitt zu einem axial beabstandeten weiteren zu bearbeitenden Ober flächenabschnitt.The development of the invention according to claim 19 enables a simple adjustment of the machining head from a round surface section to be machined an axially spaced-apart upper to be machined surface section.
Ferner ermöglicht die Verfahrbarkeit des Kopfrahmens und damit des Bearbeitungskopfes auch ein Hin- und Herbewegen des Bearbeitungskopfes mit kleinem Hub, wie im Anspruch 20 angegeben. Man erhält auf diese Weise eine Kreuzschliff- Mikrostruktur der Werkstückoberfläche, wie sie im Hinblick auf gute Laufeigenschaften einer Lagerfläche wünschenswert ist. Darüber hinaus wird durch eine solche zusätzliche axiale Hin- und Herbewegung des Bearbeitungsmittels ein höherer Materialabtrag erzielt.Furthermore, the mobility of the head frame and so that the machining head can also be moved back and forth of the machining head with a small stroke, as in the claim 20 specified. In this way you get a cross-cut Microstructure of the workpiece surface, as in terms of desirable for good running properties of a storage area is. In addition, such additional axial reciprocation of the processing means higher material removal achieved.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 21 ermög licht ein rasches Bearbeiten von Werkstücken, die eine größere Anzahl zu bearbeitender Oberflächenabschnitte aufweisen.The development of the invention according to claim 21 enables rapid processing of workpieces, the one larger number of surface sections to be machined exhibit.
Dabei kann man bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 22 auch solche axial hintereinanderliegende Oberflächen abschnitte eines Werkstückes gleichzeitig bearbeiten, welche nicht axial fluchtend sind.You can with a finishing machine according to claim 22 also such axially one behind the other surfaces Machining sections of a workpiece at the same time, which are not axially aligned.
Eine Finishmaschine, wie sie im Anspruch 23 angegeben ist, erlaubt zugleich laufend das Ausmessen der Ist-Kontur des gerade in Bearbeitung befindlichen Oberflächenabschnit tes.A finishing machine as specified in claim 23 is, at the same time, allows the actual contour to be measured continuously of the surface section currently being processed tes.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 24 wird ausgehend von den Ausgangssignalen dieser Stellungsfühler laufend berechnet, wie eine ideale Zylinderform des gerade bear beiteten Werkstückoberflächenabschnittes am schnellsten und mit geringster Zerspanungsleistung erhalten werden kann. Entsprechend der jeweiligen Unrundheit des Werk stückoberflächenabschnittes wird die Soll-Achse durch Verschieben der Tragringachse entsprechend verlagert.In the case of a finishing machine according to claim 24, the process begins from the output signals of these position sensors calculates how an ideal cylindrical shape of the straight bear processed workpiece surface section fastest and can be obtained with the lowest cutting performance can. According to the out-of-roundness of the work piece surface section is the target axis by Moving the support ring axis relocated accordingly.
Bei einer Finishmaschine gemäß Anspruch 25 sind dabei weiterhin keinerlei Kabel- oder Schlauchverbindungen zwi schen den umlaufenden Teilen des Bearbeitungskopfes und den feststehenden Teilen desselben notwendig.In a finishing machine according to claim 25 there are still no cable or hose connections between between the rotating parts of the machining head and the fixed parts of the same.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 26 ist im Hinblick auf ein günstige Laufeigenschaften ergebendes Schliffbild und im Hinblick auf hohen Materialabtrag von Vorteil.The development of the invention according to claim 26 is with regard to favorable running properties Cross section and with a view to high material removal advantageous.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 27 wird erreicht, daß sich die gekrümmte Stirnfläche der Druckkörper auch bei geringfügiger Fehlfluchtung der Druck körper-Bewegungsachse auf die zu bearbeitende Werkstückober fläche einstellen kann.With the development of the invention according to claim 27 is achieved that the curved end face of the Pressure body even with slight misalignment of the pressure body movement axis on the workpiece to be machined can adjust area.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 28 ist im Hinblick auf ein Anpassen der Druckkörper-Stirn fläche an die Werkstückoberfläche von Vorteil. Dabei kann man das Ausmaß der Anpassung über die Biegesteifigkeit des die Druckkörper-Stirnfläche bildenden Federbleches variieren.The further development of the invention according to claim 28 is in terms of adjusting the pressure body forehead surface on the workpiece surface is an advantage. It can the degree of adjustment over the bending stiffness of the spring plate forming the pressure body end face vary.
Bei einer Finishmaschine, wie sie im Anspruch 29 angegeben ist, sorgen die zwischen dem Druckkörper liegenden Umlenk rollen zugleich für eine axiale Mitnahme des Bearbeitungs mitteles, was insbesondere im Hinblick darauf vorteilhaft ist, dem Bearbeitungsmittel eine vorgegebene axiale Hin- und Herbewegung aufzuprägen.In a finishing machine as specified in claim 29 is provided by the deflection between the pressure body roll at the same time for axial entrainment of the machining medium, which is particularly advantageous in view of this is to give the machining means a predetermined axial and impress movement.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 30 wird erreicht, daß sich die Druckkörper auf größere Exzen trizitäten einstellen können, so daß man auf einfache Weise eine diesen Exzentrizitäten Rechnung tragende Kreis form unter minimaler Materialzerspanung erhalten kann, falls gewünscht.With the development of the invention according to claim 30 is achieved that the pressure body on larger eccentric Tricities can be set so that you can easily Wise a circle taking these eccentricities into account shape with minimal material removal, if desired.
Dabei kann man mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 31 dieses automatische Sicheinstellen des durch die Druckkörper vorgegebenen Teilkreises ausschalten, indem man die Hydraulikzylinder in einer vorgegebenen Stellung verriegelt. You can according to the development of the invention Claim 31 this automatic adjustment of the switch off the pressure element of the specified pitch circle, by placing the hydraulic cylinders in a predetermined Locked position.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 32 erhält man auf einfache Weise eine Federwirkung zur Auf nahme von symmetrischen Lageabweichungen der Ist-Oberfläche, welche sonst zu harten Schlägen auf die Druckkörperstirn flächen führen würden.With the development of the invention according to claim 32 one obtains a spring action in a simple manner assumption of symmetrical positional deviations of the actual surface, which would otherwise result in hard blows to the forehead of the pressure body would lead areas.
Auch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 33 dient einer Abfederung der Druckkörperstirnflächen.The further development of the invention according to claim 33 serves to cushion the end faces of the pressure hull.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will now be further elucidated with reference to the following play explained with reference to the drawing.
In dieser zeigen:In this show:
Fig. 1 eine axiale Aufsicht auf eine Finishmaschine zum Bearbeiten von Kurbelwellen; Figure 1 is an axial plan view of a finishing machine for machining crankshafts.
Fig. 2 eine seitliche Ansicht eines Bearbeitungskopfes der in Fig. 2 gezeigten Finishmaschine; Fig. 2 is a side view of a machining head of the finishing machine shown in Fig. 2;
Fig. 3 eine axiale Aufsicht auf einen Teil des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Bearbeitungskopfes in vergrößertem Maßstabe; Fig. 3 is an axial plan view of a part of the machining head shown in Figures 1 and 2 in an enlarged scale.
Fig. 4 einen radialen Schnitt längs der Schnittlinie IV-IV von Fig. 3, in welchem Einzelheiten einer Lagerung und Nockenbetätigung von Druckkörpern des Bearbeitungskopfes wiedergegeben sind; Fig. 4 is a radial section are longitudinal, in which details of a storage and cam actuation of pressure elements of the machining head shown the section line IV-IV of FIG. 3;
Fig. 5 einen vergrößerten vertikalen Schnitt durch die Stoßstelle zwischen einem beweglichen Teil des Bearbeitungskopfes und einem feststehenden Teil des Bearbeitungskopfes in vergrößertem Maßstabe, wobei Teile weggebrochen sind; Figure 5 is an enlarged vertical section through the joint between a movable part of the machining head and a fixed part of the machining head on an enlarged scale, with parts broken away.
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Verriegelungseinheit zum Verbinden des beweglichen Teiles des Bear beitungskopfes mit dessen feststehendem Teil; Figure 6 is a section through a locking unit for connecting the movable part of the machining head with its fixed part.
Fig. 7 eine axiale Aufsicht auf einen abgewandelten Finish-Bearbeitungskopf mit umspulbarem Bear beitungsband; Fig. 7 is an axial plan view of a modified finish processing head with rewindable processing tape;
Fig. 8 einen axialen Schnitt durch eine Finish-Einheit des in Fig. 7 gezeigten Bearbeitungskopfes zusammen mit einer elektronisch-mechanischen Nachregeleinheit für die Sollachse des zu be arbeitenden Werkstückoberflächenabschnittes; Figure 8 is an axial section through a finishing unit of the machining head shown in Fig 7, together with an electronic-mechanical Nachregeleinheit for the nominal axis of the working to be workpiece surface portion..;
Fig. 9 einen Schnitt durch einen abgewandelten Druck körper; Fig. 9 shows a section through a modified pressure body;
Fig. 10 einen Schnitt durch einen nochmals abgewandelten Druckkörper; FIG. 10 is a section through a further modified pressure body;
Fig. 11 eine Ansicht einer Umlenkrolle zum Führen eines Bearbeitungsbandes der Finishmaschine; und FIG. 11 is a view of a guide roller for guiding a processing belt of the finishing machine; and
Fig. 12 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, in welcher ein abgewandelter Finish-Bearbeitungskopf mit gekoppelt schwimmend gelagerten Druckkörpern gezeigt ist. Fig. 12 is a view similar to Fig. 7, in which a modified finish machining head is shown with coupled floating pressure bodies.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Maschinenbett be zeichnet, welches z. B. Teil einer großen Drehmaschine sein kann, wie sie für das spanende Bearbeiten von Schiffs kurbelwellen verwendet wird.In Figs. 1 and 2, with 10 a machine bed draws be that z. B. can be part of a large lathe as used for machining ship crankshafts.
Eine solche Kurbelwelle, die typischerweise eine Länge bis zu 10 m (Rohling bis 10,6 m) haben kann und fertig bis etwa 20 t (Rohling 45 t) aufweisen kann, ist in der Zeichnung insgesamt mit 12 bezeichnet. Sie hat auf der Wellenachse liegende Hauptzapfen 14, an welchen die Welle später im Motorgehäuse gelagert wird, sowie über Kurbel wangen 16 mit diesen verbundene Kurbelzapfen 18. Die Kur belwelle 12 ist am Maschinenbett 10 über vor und hinter der Zeichenebene zu denkende, nicht wiedergegebene Reit stöcke gelagert. Um Durchbiegungen der schweren Kurbel welle zu verhindern und ihre Einjustierung zu erleichtern, sind insgesamt mit 20 bezeichnete Lagereinheiten vorgese hen, die in horizontaler Richtung seitlich verfahrbar auf Schlitten 22 angeordnet sind, die senkrecht zur Zeichen ebene, also parallel zur Wellenachse auf Rädern 24 und Schienen 26 verfahrbar sind. Die Lagereinheiten 20 haben jeweils drei Rollen 28, die in Winkelrichtung versetzt sind und an der Oberfläche eines Hauptzapfens 14 angreifen können. Die außenliegenden der Rollen 28 sind auf ver schwenkbaren Armen 30 angeordnet, so daß eine Lagereinheit für unterschiedliche Zapfendurchmesser verwendbar ist.Such a crankshaft, which can typically have a length of up to 10 m (blank up to 10.6 m) and can have a finished length of up to about 20 t (blank 45 t), is denoted overall by 12 in the drawing. She is at which the shaft mounted on the shaft axis lying main journal 14, later in the motor housing, as well as crank cheeks 16 connected to these crank pin 18th The cure belwelle 12 is stored on the machine bed 10 above and behind the drawing plane to be thought of, not shown riding sticks. In order to prevent deflections of the heavy crank shaft and to facilitate their adjustment, a total of 20 bearing units are provided, which are laterally displaceable in the horizontal direction on slides 22 which are perpendicular to the drawing plane, that is to say parallel to the shaft axis on wheels 24 and rails 26 are movable. The bearing units 20 each have three rollers 28 which are offset in the angular direction and can act on the surface of a main pin 14 . The outside of the rollers 28 are arranged on ver pivotable arms 30 , so that a bearing unit can be used for different pin diameters.
Auf einem weiteren Schlitten 32, der ebenfalls senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 verfahrbar ist, sitzt ein insgesamt mit 34 bezeichneter Bearbeitungskopf zum Fini shen sowohl der Hauptzapfen 14 als auch der Kurbelzapfen 18.On a further carriage 32 , which can also be moved perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1, there is a machining head designated overall with 34 for finishing both the main pin 14 and the crank pin 18 .
Der Bearbeitungskopf 34 ist in der Zeichenebene von Fig. 1 in horizontaler Richtung verfahrbar auf dem Schlitten 32 angeordnet. Zum Verstellen ist eine Gewindespindel 36 vorgesehen, auf welche ein Elektromotor 38 arbeitet. Bei diesem und anderen bei der betrachteten Finishmaschine verwendeten Elektromotoren kann es sich um einen drehzahl steuerbaren Wechselspannungsmotor oder einen Schrittmotor handeln, der eine rasche und präzise Einstellung des durch ihn bewegten Teiles gewährleistet. Obwohl in der Zeichnung nicht näher dargestellt, versteht es sich, daß jedem sol chen Antriebsmotor ein Stellungsgeber zugeordnet ist, entweder in Form eines mit der Motorwelle gekuppelten Drehmelders oder in Form eines mit dem bewegten Teil zu sammenarbeitenden Linear-Stellungsgebers.The processing head 34 is arranged in the drawing plane of FIG. 1 in a horizontal direction on the carriage 32 . For adjustment, a threaded spindle 36 is provided, on which an electric motor 38 works. This and other electric motors used in the finishing machine under consideration can be a speed-controllable AC motor or a stepper motor, which ensures rapid and precise adjustment of the part moved by it. Although not shown in the drawing, it is understood that each sol chen drive motor is assigned a position transmitter, either in the form of a resolver coupled to the motor shaft or in the form of a linear position transmitter to be cooperated with the moving part.
Der Bearbeitungskopf 34 hat ein mit dem Schlitten 32 zu sammenarbeitendes erstes Bearbeitungskopfteil 40, welches (abgesehen von den oben angesprochenen Verstellmöglichkei ten parallel zur Wellenachse und senkrecht zur Wellenachse) feststehend ist, und daher in der vorliegenden Beschrei bung und den Ansprüchen verkürzt als feststehendes Bearbei tungskopfteil angesprochen wird. Vom feststehenden Bearbei tungskopfteil 40 ist ein insgesamt mit 42 bezeichnetes zweites, verschwenkbares Bearbeitungskopfteil getragen.The machining head 34 has a first machining head part 40 to be cooperated with the carriage 32 , which (apart from the adjustment possibilities mentioned above is parallel to the shaft axis and perpendicular to the shaft axis), and is therefore shortened in the present description and the claims as a fixed machining head part is addressed. From the fixed machining processing head part 40 , a second, pivotable processing head part, designated 42 overall, is carried.
Dieses ist in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien im geöffne ten Zustand, durch strichpunktierte Linien im am ersten Bearbeitungskopfteil anliegenden geschlossenen Zustand wiedergegeben.This is shown in Fig. 1 with solid lines in the open state, by dash-dotted lines in the closed state adjacent to the first machining head part.
Wo nachstehend und in der Zeichnung auf vergleichbare Bauelemente der beiden Bearbeitungskopfteile 40 und 42 abgehoben ist, werden diese durch gleiche Grund-Bezugs zeichen gekennzeichnet, denen ein "A" bzw. "B" zur Unter scheidung angehängt ist, wo immer eine solche Unterschei dung wichtig ist. Werden diese Bezugszeichen ohne solchen Zusatz verwendet, sollen sie gleichermaßen für die Bau teile beider Bearbeitungskopfteile 40 und 42 gelten.Where below and in the drawing on comparable components of the two processing head parts 40 and 42 is lifted, these are characterized by the same basic reference signs, which an "A" or "B" is attached to the distinction, wherever such a distinction important is. If these reference numerals are used without such an addition, they should apply equally to the construction parts of both machining head parts 40 and 42 .
Die Bearbeitungskopfteile haben jeweils ein Rahmenteil 44, welches aus zwei beabstandeten Rahmenplatten 46, 48 besteht, die durch Bolzen 50 fest verbunden sind. Die Rahmenplatten nehmen jeweils ein sich über 180° erstrecken des Tragringsegment 52 auf, das (vergl. die Fig. 3 und 4) mit einem radial außenliegenden Führungskranz 54 versehen ist. The machining head parts each have a frame part 44 , which consists of two spaced frame plates 46 , 48 , which are firmly connected by bolts 50 . The frame plates each accommodate a support ring segment 52 which extends over 180 ° and (see FIGS . 3 and 4) is provided with a radially outer guide ring 54 .
Wie Fig. 4 näher zeigt, sind in die Stirnflächen der Tragringsegmente 52 obere und untere Laufringsegmente 56, 58 fest eingesetzt, die über eine Umlaufkugelanordnung 60 von feststehenden oberen und unteren Führungsschuhen 62, 64 gelagert sind, welche jeweils zwei die Laufringsegmente 56, 58 von innen bzw. außen übergreifende Wangen 66, 68 haben. Durch die gezeigte Anordnung der Kugeln und Schul tern auf den Laufringen wird sowohl eine Radiallagerung als auch eine Axiallagerung des Tragringsegmentes 52 erhalten.As FIG. 4 shows in more detail, upper and lower race ring segments 56 , 58 are fixedly inserted into the end faces of the support ring segments 52 , which are supported by a rotating ball arrangement 60 of fixed upper and lower guide shoes 62 , 64 , each of which two the race ring segments 56 , 58 of have cheeks 66 , 68 spanning inside and outside. Due to the arrangement of the balls and shoulders shown on the races, both a radial bearing and an axial bearing of the support ring segment 52 are obtained.
Mit dem Zahnkranz 54 der Tragringsegmente 52 kämmt ein Antriebszahnrad 70 (vergl. Fig. 1 und 3), welches über eine Kette 72 von einem Elektromotor 74 her angetrieben wird.A drive gear 70 (see FIGS . 1 and 3) meshes with the ring gear 54 of the support ring segments 52 and is driven by an electric motor 74 via a chain 72 .
Die Tragringsegmente 52 tragen jeweils radial nach innen über die innenliegende Fläche des Tragringsegmentes über stehende Druckkörper 76, die in Fig. 1 nur schematisch, in den Fig. 3 und 4 genauer wiedergegeben sind.The support ring segments 52 each carry radially inward over the inner surface of the support ring segment via standing pressure bodies 76 , which are only shown schematically in FIG. 1 and more precisely in FIGS. 3 and 4.
Die Druckkörper 76 haben jeweils einen Kopf 78, der aus Vulkolan oder einem vergleichbaren formstabilen, jedoch geringfügig elastischen Material hergestellt ist. Die Stirnfläche 80 des Kopfes 78 ist gemäß dem gewünschten Solldurchmesser des zu bearbeitenden Zapfens gewählt.The pressure bodies 76 each have a head 78 , which is made of Vulkolan or a comparable dimensionally stable, but slightly elastic material. The end face 80 of the head 78 is selected in accordance with the desired nominal diameter of the spigot to be machined.
Der Kopf 78 sitzt auf einem Kopfträger 82, der seinerseits auf einer hohlen Stange 84 angebracht ist. Diese durch setzt eine radiale Bohrung 86 in einem Kassettenrahmen 88. Die Bohrung 86 ist am radial außenliegenden Ende mit einer Gegenbohrung 90 versehen, in welcher ein von der Stange 84 getragenes Armteil 92 läuft. Das Armteil 92 trägt eine Nockenfolgerolle 94, die mit sich über einen Winkel von 45° erstreckenden Nockenringsegmenten 96 zu sammenarbeiten. Letztere sind über Schrauben 98 mit einem Einstellring 100 verbunden, der wiederum über Schrauben 102 (vergl. Fig. 4) mit dem oberen feststehenden Laufring 62 verbunden ist, der seinerseits über Schrauben 104 mit der Rahmenplatte 46 verbunden ist.The head 78 is seated on a head support 82 , which in turn is mounted on a hollow rod 84 . This passes through a radial bore 86 in a cassette frame 88 . The bore 86 is provided at the radially outer end with a counter bore 90 , in which an arm part 92 carried by the rod 84 runs. The arm part 92 carries a cam follower roller 94 which cooperate with cam ring segments 96 which extend over an angle of 45 °. The latter are connected by screws 98 to an adjusting ring 100 , which in turn is connected by screws 102 (see FIG. 4) to the upper fixed race 62 , which in turn is connected by screws 104 to the frame plate 46 .
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Einstellring 100 mit einer Winkelskala 106 versehen.As FIG. 3 shows, the setting ring 100 is provided with an angle scale 106 .
Wie aus den Fig. 1 und 4 ersichtlich, sind die Stangen 84 durch in die Bohrung 86 eingesetzte Gleitlagerbuchsen 108 geführt, und die radial außenliegenden Stirnflächen der Kopfträger 82 sind über ein Tellerfederpaket 110 am Kassettenrahmen 88 abgestützt. Die gesamte Anordnung aus Druckkörperträger, Stange 84 und Armteil 92 wird durch einen Bolzen 112 zusammengehalten, der durch diese Teile hindurchgeführt ist.As can be seen from FIGS. 1 and 4, the rods are passed through is inserted into the bore 86 plain bearing bushes 108 84, and the radially outer end surfaces of the head support 82 are supported via a disc spring assembly 110 on the cassette frame 88. The entire arrangement of the pressure body support, rod 84 and arm part 92 is held together by a bolt 112 which is passed through these parts.
Bei dem in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbei spiel sind auf einem Kassettenrahmen 88 zwei Druckkörper 76 um einen Winkel von 90° gegeneinander versetzt vorge sehen. Über die beiden Druckkörper 76 ist ein Bearbeitungs band 114 geführt, welches aus einer flexiblen Unterlage und auf dieser angebrachten feinen abrasiven Partikeln besteht. Das Bearbeitungsband 114 wird von einer Vorrats rolle 116 abgezogen, die über eine Halterung 118 am in Fig. 3 obenliegenden Ende des Kassettenrahmens 88 befe stigt ist, und wird auf eine Aufwickelrolle 120 aufgespult, die über eine weitere Halterung 122 am in Fig. 3 unten liegenden Ende des Kassettenrahmens 88 angebracht ist.In the embodiment shown in FIGS . 1 to 3, two pressure elements 76 are offset on an cassette frame 88 by an angle of 90 °. A processing band 114 is guided over the two pressure bodies 76 , which consists of a flexible base and fine abrasive particles attached to it. The processing belt 114 is drawn off from a supply roll 116 , which is fixed via a holder 118 at the top in FIG. 3 of the end of the cassette frame 88 , and is wound onto a take-up roll 120 , which is via a further holder 122 at the bottom in FIG. 3 lying end of the cassette frame 88 is attached.
Die Lage der beiden Halterungen 118 und 122 ist so gewählt, daß das Bearbeitungsband 114 unter einem Winkel von etwa 20 bis 30° zur Stirnfläche 80 des Kopfes 78 geneigt auf letzteren aufläuft und unter etwa gleichem Winkel vom in Drehrichtung gesehen hinteren Druckkörper 76 abläuft.The position of the two brackets 118 and 122 is selected so that the processing belt 114 runs at an angle of approximately 20 to 30 ° to the end face 80 of the head 78 and inclines on the latter and runs at approximately the same angle from the rear pressure body 76 as seen in the direction of rotation.
Um vergleichbare Ablaufgeometrie bzw. Auflaufgeometrie für den vorderen bzw. hinteren Druckkörper zu schaffen, liegt zwischen den beiden Druckkörpern eine insgesamt mit 124 bezeichnete Rolleneinheit, die drei Umlenkrollen 126, 128 und 130 aufweist, die jeweils hinter dem durch die Stirnflächen 80 der beiden Druckkörper 76 vorgegebenen Kreis 132 liegen.In order to create comparable discharge geometry or overrun geometry for the front or rear pressure element, between the two pressure elements there is a roller unit, generally designated 124 , which has three deflection rollers 126 , 128 and 130 , each behind the through the end faces 80 of the two pressure elements 76 predetermined circle 132 lie.
Der Kassettenrahmen 88 kann zusammen mit den von ihm ge tragenen Bauteilen nach Lösen von nicht dargestellten Schrauben als eine Einheit von Tragbolzen 134 des betrach teten Tragringsegmentes 52 abgenommen werden. Auf diese Weise läßt sich das Bearbeitungsband 114 nach vollstän digem Verbrauch leicht austauschen. Auch kann man komplette Einheiten mit unterschiedlichen Druckkörpern/Bearbeitungs band-Kombinationen fertig vorbereitet für raschen Austausch in einem Lager bereithalten.The cassette frame 88 can be removed together with the components it carries after loosening screws, not shown, as a unit of support bolts 134 of the support ring segment 52 considered. In this way, the processing belt 114 can be easily replaced after complete consumption. You can also have complete units with different pressure bodies / processing belt combinations ready ready for rapid exchange in a warehouse.
Damit das im verschwenkbaren Kopfteil 42 enthaltene Trag ringsegment 52B auch beim Wegschwenken dieses Bearbeitungs kopfteiles sicher in diesem gehalten bleibt, ist eine in Fig. 5 näher gezeigte Verriegelungseinrichtung 136 vorgesehen. Zu dieser gehört ein Verriegelungshebel 138, der als Winkelhebel ausgebildet ist und in einer Tasche 140 des Bearbeitungskopfteiles 42 Aufnahme findet. Er ist beim Ende seines einen Armes über einen Stift 142 verschwenkbar gelagert, und die Außenseite des Endes seines anderen Armes ist mit einer Nase 144 versehen, die zwischen zwei Zähne des Zahnkranzes 54 eingreifen kann.So that the support ring segment 52 B contained in the pivotable head part 42 remains securely held in this head part even when it is pivoted away, a locking device 136 shown in FIG. 5 is provided. This includes a locking lever 138 , which is designed as an angle lever and is received in a pocket 140 of the machining head part 42 . It is pivotally supported at the end of one arm via a pin 142 , and the outside of the end of its other arm is provided with a nose 144 which can engage between two teeth of the ring gear 54 .
An der Rückseite des Verriegelungshebels 138 greift eine Feder 146 an, durch welche der Verriegelungshebel 138 in eine in den Zahnkranz 54 eingreifende Stellung vorge spannt ist. At the back of the locking lever 138 engages a spring 146 through which the locking lever 138 is biased into a position engaging in the ring gear 54 .
Wie Fig. 5 zeigt, ist die Lage des Stiftes 142 und die Breite des Verriegelungshebels 138 so gewählt, daß der in Fig. 5 links gelegene, vertikale Arm des Verriegelungs hebels 138 mit seiner linken Kante über die Begrenzungs fläche des Kopfteiles 42 überstehen kann. Diese Lage des Verriegelungshebels 138, die unter der Kraft der Feder 146 eingenommen wird, ist in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet.As Fig. 5 shows the position of the pin 142 and the width of the locking lever 138 is chosen so that the surface in Fig. 5, left location, vertical arm of the locking lever 138 to its left edge on the limit of the head part can are 42. This position of the locking lever 138 , which is assumed under the force of the spring 146 , is indicated by dash-dotted lines in FIG. 5.
Wird das Bearbeitungskopfteil 42 gegen das Bearbeitungs kopfteil 40 bewegt, so wird durch die Stirnfläche des letzteren der in Fig. 5 vertikale Arm des Verriegelungs hebels 38 erfaßt, so daß der Verriegelungshebel 138 ent gegen der Kraft der Feder 146 im Uhrzeigersinne ver schwenkt wird und seine Nase 144 vom Zahnkranz 54 frei kommt.If the machining head part 42 is moved against the machining head part 40 , the vertical arm of the locking lever 38 in FIG. 5 is gripped by the end face of the latter, so that the locking lever 138 is pivoted against the force of the spring 146 in a clockwise direction and its ver Nose 144 comes free from ring gear 54 .
Unter diesen Bedingungen können die beiden Tragringseg mente 52 unbehindert in dem durch die Rahmenplatten 46, 48 und die hiervon getragenen Bauteile 56 bis 68 gebildeten Lager umlaufen, wobei sie axial und radial gelagert sind.Under these conditions, the two Tragringseg elements 52 can circulate freely in the bearing formed by the frame plates 46 , 48 and the components 56 to 68 supported thereby, wherein they are axially and radially supported.
Zum sicheren Verbinden der beiden Bearbeitungskopfteile 40, 42 in dieser geschlossenen Arbeitsstellung ist eine insgesamt mit 148 bezeichnete Verriegelungseinheit vor gesehen, die in Fig. 1 nur schematisch und um 90° bezüg lich der Kopfachse versetzt wiedergegeben ist und in Fig. 6 um 90° bezüglich der Ebene des Bearbeitungskopfes ver kippt dargestellt ist.To securely connect the two machining head parts 40 , 42 in this closed working position, a locking unit designated overall with 148 is seen, which is shown only schematically in FIG. 1 and offset by 90 ° with respect to the head axis and in FIG. 6 by 90 ° with respect to it the level of the machining head is shown tilted ver.
Zur Verriegelungseinheit 148 gehört ein Riegelzapfen 150, der vom Bearbeitungskopfteil 42 getragen ist und an seinem freien Ende mit einem kegelstumpfförmigen Endabschnitt 152 versehen ist. Der Riegelzapfen 150 läuft in einer Riegelhülse 154, die fest mit dem Bearbeitungskopfteil 40 verbunden ist.The locking unit 148 includes a locking pin 150 which is carried by the machining head part 42 and is provided at its free end with a frustoconical end section 152 . The locking pin 150 runs in a locking sleeve 154 which is firmly connected to the machining head part 40 .
Im in Fig. 6 links gelegenen Abschnitt ist der Riegel zapfen 150 mit einer kegelförmigen Fallenbohrung 156 ver sehen, in welche ein kegelförmiger Endabschnitt 158 eines Fallenzapfens 160 einfahrbar ist. Der letztere ist senk recht zur Achse der Riegelhülse 154 verschiebbar in einer Hülse 162 geführt, die von einem insgesamt mit 164 bezeich neten Verriegelungsgehäuse getragen ist. Letzteres nimmt einen druckluftbetätigten doppeltwirkenden Arbeitszylinder 166 auf, dessen Kolbenstange 168 mit dem Fallenzapfen 160 verbunden ist.In the section on the left in FIG. 6, the bolt pin 150 is seen with a conical latch bore 156 , into which a conical end section 158 of a latch pin 160 can be inserted. The latter is perpendicular to the axis of the locking sleeve 154 slidably guided in a sleeve 162 which is supported by a total of 164 designated locking housing. The latter receives a compressed air-actuated double-acting working cylinder 166 , the piston rod 168 of which is connected to the latch pin 160 .
Man erkennt; daß bei in Fig. 6 nach unten bewegtem Fallen zapfen 160 der Riegelzapfen 150 in und aus der Riegelhülse 154 bewegbar ist, während der im wesentlichen in die Riegelhülse 154 eingefahrene Riegelzapfen 150 durch zu sammenarbeitende Kegelflächen von Fallenbohrung 156 und Endabschnitt 158 in die Schließstellung gezogen wird, wenn die Kolbenstange 168 ausgefahren wird.One notices; that in the case in Fig. 6 by moving down traps tang 160 of the latch pin 150 is movable into and out of the locking sleeve 154, while the retracted substantially into the locking sleeve 154 locking pins 150 through to sammenarbeitende conical surfaces of the case bore 156 and end portion 158 moved to the closed position is when the piston rod 168 is extended.
Alternativ kann das verschwenkbare Kopfteil 42 durch Feder kraft am feststehenden Kopfteil 40 gehalten werden, wobei dann ein Druckluftzylinder oder ein anderer Servomotor vorgesehen wird, um das Kopfteil 42 entgegen der in Schließ richtung wirkenden Federkraft vom feststehenden Kopfteil 40 abzuklappen.Alternatively, the pivotable head part 42 can be held by spring force on the fixed head part 40 , in which case an air cylinder or another servo motor is provided in order to fold down the head part 42 against the spring force acting in the closing direction from the fixed head part 40 .
Bei dem in Fig. 7 wiedergegebenen abgewandelten Bearbei tungskopf sind Bauelemente, die funktionell schon unter Bezugnahme auf die vorstehenden Figuren beschriebenen Bauelementen entsprechen, wieder mit denselben Bezugs zeichen versehen, auch wenn sie sich in Einzelheiten ihrer Geometrie hiervon unterscheiden. In the modified machining head shown in FIG. 7, components which correspond functionally to components already described with reference to the preceding figures are again provided with the same reference characters, even if they differ in details of their geometry.
Es ist bei diesem Bearbeitungskopf nur einziges Tragring segment 52 vorgesehen, welches sich über einen Winkel von etwa 300° erstreckt. Auf die beiden Stirnflächen des Tragringsegmentes 52 sind zwei axial vorstehende Führungs rippen 170 vorgesehen, die im Gleitspiel in Nuten 172 laufen, die auf den Innenseiten der Rahmenplatten 46, 48 vorgesehen sind. Die Rahmenplatten 46, 48 haben nun eine Wellenaufnahmeöffnung 174, welche in der Zeichnung nach rechts zum Rand der Rahmenplatten 46, 48 hin offen ist.There is only one supporting ring segment 52 provided in this machining head, which extends over an angle of approximately 300 °. On the two end faces of the support ring segment 52 , two axially projecting guide ribs 170 are provided, which run in the sliding play in grooves 172 which are provided on the inside of the frame plates 46 , 48 . The frame plates 46 , 48 now have a shaft receiving opening 174 , which is open in the drawing to the right to the edge of the frame plates 46 , 48 .
Zum Antreiben des Tragringsegmentes 52 über dessen Zahn kranz 54 sind nun vier Antriebszahnräder 70 vorgesehen, die einen Winkelabstand von 90° haben und jeweils starr mit einem Kettenrad 176 verbunden sind. Über die verschie denen Kettenräder 176 läuft die Antriebskette 72, wobei deren Rücklauftrum innerhalb der Ränder der Wellenauf nahmeöffnung 174 verläuft, wozu zwei freilaufende Ketten räder 178 vorgesehen sind, wie aus der Zeichnung ersicht lich. Über weitere freilaufende Kettenräder 180 ist die Antriebskette 72 über ein von der Welle des Elektromotors 74 getragenes Kettenrad 182 geführt.To drive the support ring segment 52 over the ring gear 54 are now four drive gears 70 are provided, which have an angular distance of 90 ° and are each rigidly connected to a sprocket 176 . About the various sprockets 176 runs the drive chain 72 , the return run within the edges of the shaft receiving opening 174 , for which purpose two free-running chain wheels 178 are provided, as can be seen from the drawing. The drive chain 72 is guided via further free-running chain wheels 180 via a chain wheel 182 carried by the shaft of the electric motor 74 .
Zwei insgesamt mit 184 bezeichnete Bearbeitungseinheiten, die jeweils einen Druckkörper 76 mit zugeordnetem Kopf 78 sowie ein Bearbeitungsband 114 und eine Vorratsrolle 116 sowie eine Aufwickelrolle 120 aufweisen, sind auf dem Tragringsegment 52 unter einem Winkelabstand von etwa 140° angebracht, so daß ein zu bearbeitender Zapfen der Kurbelwelle 12 einfach in Fig. 7 von rechts gegen die Stirnflächen 80 der Druckkörper 76 bewegt werden kann.Two processing units, designated overall by 184 , each having a pressure body 76 with an associated head 78 and a processing belt 114 and a supply roll 116 and a take-up roll 120 , are mounted on the support ring segment 52 at an angular distance of approximately 140 °, so that a journal to be machined the crankshaft 12 can be moved in FIG. 7 from the right against the end faces 80 of the pressure element 76 .
Der innere Aufbau der Druckkörpereinheiten 184, wie er sich aus dem in Fig. 8 gezeigten Schnitt ergibt, ist ähnlich zu dem in Fig. 3 gezeigten, nur liegen die Druck körper 76 ausschließlich unter der Kraft des zugeordneten Tellerfederpaktes 110 an der Werkstückoberfläche an.The internal structure of the pressure body units 184 , as it results from the section shown in Fig. 8, is similar to that shown in Fig. 3, only the pressure body 76 are only under the force of the associated Belleville washer 110 on the workpiece surface.
Das zugleich als Federsitz dienende Armteil 92 arbeitet mit dem Eingangsteil eines Stellungsgebers 186 zusammen. Dessen Ausgangssignal wird über eine kabelfreie Datenüber tragungsstrecke geführt, welche ein in die Druckkörperein heit 184 integriertes erstes Modemteil 188 sowie ein rahmenfestes Modemteil 190 umfaßt. Letzteres ist mit einem der Eingänge eines Multiplexers 192 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem zu der zweiten Druckkörpereinheit gehörenden Modemteil 190 verbunden ist, wobei bei abge wandelten Ausführungsbeispielen noch zusätzliche Eingänge des Multiplexers 192 für weitere Druckkörpereinheiten vorgesehen werden können. In Abwandlung hiervon kann man aber auch nur eine der Druckkörpereinheiten 184 mit einem Stellungsgeber ausrüsten, wobei dann der Multiplexer 192 entfallen kann.The arm part 92 , which also serves as a spring seat, works together with the input part of a position transmitter 186 . Whose output signal is carried over a cable-free data transmission path, which comprises a first modem part 188 integrated in the Druckkörperein unit 184 and a frame-fixed modem part 190 . The latter is connected to one of the inputs of a multiplexer 192 , the second input of which is connected to the modem part 190 belonging to the second pressure body unit, wherein in modified exemplary embodiments additional inputs of the multiplexer 192 can be provided for further pressure body units. In a modification of this, however, only one of the pressure body units 184 can be equipped with a position transmitter, in which case the multiplexer 192 can then be omitted.
Der Ausgang des Multiplexers 192 ist mit einem Signalform kreis 194 verbunden, der für den Fall, daß der Stellungs geber 186 und das Modemteil 188 nicht schon eine Digitali sierung des Stellungssignals vorgenommen haben, zugleich auch eine Analog/Digital-Wandlung bewerkstelligt. Mit dem Ausgangssignal des Signalformkreises 194 wird ein digitaler Kennlinienkreis 196 angesteuert, der einen Ausgleich für Nichtlinearitäten des durch den Druckkörper 76, die Stange 84, das Tellerfederpaket 110 und den Stel lungsgeber 186 gebildeten Meßsystems dient.The output of the multiplexer 192 is connected to a waveform circuit 194 , which, in the event that the position transmitter 186 and the modem part 188 have not already performed digitization of the position signal, also accomplishes an analog / digital conversion. With the output signal of the waveform circuit 194 , a digital characteristic circuit 196 is driven, which serves to compensate for non-linearities of the measuring system formed by the pressure element 76 , the rod 84 , the plate spring assembly 110 and the position sensor 186 .
Das Ansteuern des Multiplexers 192 sowie des Signalform kreises 194 und des Kennlinienkreises 196 erfolgt durch das Ausgangssignal eines freilaufenden Taktgebers 198, dessen Arbeitsfrequenz groß verglichen mit der Umlauffre quenz des Tragringsegmentes 52 (typischerweise etwa 20 U/min bis 160 U/min) ist.The control of the multiplexer 192 and the waveform circuit 194 and the characteristic circuit 196 is carried out by the output signal of a free-running clock 198 , whose operating frequency is large compared to the Umlauffre frequency of the support ring segment 52 (typically about 20 U / min to 160 U / min).
An den Ausgang des Kennlinienkreises 196 ist ein Schreib-/ Lesespeicher 200 angeschlossen, dessen Adreßsignal durch Zusammensetzen des Ausgangssignales des Taktgebers 198 und des Ausgangssignales eines A/D-Wandlers erhalten wird, dessen Eingang das Ausgangssignal eines Drehmelders 204 erhält, der beispielsweise mit der Ausgangswelle des Elek tromotors 38 gekoppelt ist, wie in Fig. 7 angedeutet.A read / write memory 200 is connected to the output of the characteristic curve circuit 196 , the address signal of which is obtained by combining the output signal of the clock 198 and the output signal of an A / D converter, the input of which receives the output signal of a resolver 204 which, for example, contains the output shaft of the electric motor 38 is coupled, as indicated in FIG. 7.
In dem Schreib-/Lesespeicher werden die digitalisierten Ausgangssignale der verschiedenen Stellungsgeber 186 somit in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Tragringsegmen tes 52 gespeichert. Diese abgespeicherten Daten können als ganze Blöcke von einem frei programmierbaren Rechner 206 abgerufen werden, der unter Verwendung dieser Daten den Mittelpunkt und Radius eines Kreises berechnet, der unter Berücksichtigung der gegebenen Anforderungen an Unrundheit und Oberflächenrauhigkeit ausgehend vom Ist- Zustand am raschesten erreicht werden kann. Verlangt man z. B. 100%ige Rundheit, so ist der vom Rechner 206 berech nete Kreis derjenige, der größten Durchmesser aufweist und vollständig innerhalb der momentanen Ist-Kontur liegt. Sind kleinere Unrundheiten zulässig, so kann der vom Rech ner 206 berechnete Soll-Konturkreis mit Abschnitten auch geringfügig über die Ist-Kontur hinausragen.In the read / write memory, the digitized output signals of the various position transmitters 186 are thus stored as a function of the angular position of the support ring segment 52 . This stored data can be called up as whole blocks from a freely programmable computer 206 , which uses this data to calculate the center point and radius of a circle, which can be achieved most quickly on the basis of the actual state, taking into account the given requirements for out-of-roundness and surface roughness. If you ask z. B. 100% roundness, the circle calculated by the computer 206 is the one which has the largest diameter and is completely within the current actual contour. Are smaller eccentricities admissible, the ner of calculating 206 calculated target contour circle can also be slightly higher than the actual contour protrude with sections.
In Abhängigkeit von der berechneten Lage des Mittelpunktes des Soll-Konturkreises steuert der Rechner 206 über Lei stungseinheiten 208, 210 Servomotoren 212, 214 an, durch welche der Bearbeitungskopf insgesamt in horizontaler Richtung bzw. vertikaler Richtung bewegbar ist.Depending on the calculated position of the center of the target contour circle, the computer 206 controls via power units 208 , 210 servomotors 212 , 214 , by means of which the machining head can be moved overall in the horizontal or vertical direction.
Bei beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 bzw. Fig. 7 wirkender Pendelantrieb (in Fig. 1 schematisch bei 216 dargestellt) vorgesehen, um den Bearbeitungskopf 34 senk recht zur Zeichenebene um eine kleine Strecke von 0,5 bis 5 mm zu bewegen, so daß die bearbeitete Oberflächen insge samt einen Kreuzschliff erhält.In both of the exemplary embodiments described above, a pendulum drive acting perpendicular to the drawing plane of FIG. 1 or FIG. 7 (shown schematically in FIG. 1 at 216 ) is provided in order to make the machining head 34 perpendicular to the drawing plane by a small distance of 0.5 to 5 mm to move, so that the machined surfaces are given a cross grinding.
In weitere Abwandlung kann man auf dem Maschinenbett 10 mehrere Bearbeitungsköpfe 34 auf Schlitten 32 vor sehen, um verschiedene Haupt- und/oder Kurbelzapfen gleichzeitig bearbeiten zu können. Sieht man zusätzlich vor, daß die Bearbeitungsköpfe auf den Schlitten 32 in vertikaler Richtung einstellbar sind, kann eine solche Finishmaschine auch gleichzeitig Zapfen bearbeiten, die nicht axial fluchten.In a further modification, one can see several machining heads 34 on carriages 32 on the machine bed 10 in order to be able to machine different main and / or crank pins at the same time. If one additionally provides that the machining heads on the carriage 32 can be adjusted in the vertical direction, such a finishing machine can simultaneously machine pins which are not axially aligned.
Bei dem abgewandelten Druckkörper 76 nach Fig. 9 ist in der der Stirnfläche 80 gegenüberliegenden Rückseite eine Kugelpfanne 218 vorgesehen, in welcher eine Gelenk kugel 220 gehalten ist, die am vorderen Ende einer Druck körper-Haltestange 222 vorgesehen ist. Auf diese Weise kann sich die Stirnfläche des Druckkörpers winkelmäßig an die Werkstückoberfläche anpassen.In the modified pressure body 76 of FIG. 9, a ball socket 218 is provided in the opposite side of the end face 80 , in which a joint ball 220 is held, which is provided at the front end of a pressure-holding rod 222 . In this way, the end face of the pressure body can be angularly adapted to the workpiece surface.
Bei dem in Fig. 10 gezeigten Druckkörper 76 ist auf ein becherförmiges, zum Werkstück hin offenes Druckkörperhaupt teil 224 ein Federblech 226 aufgesetzt, welches im unbela steten Zustand einen geringfügig größeren Krümmungsradius aufweist, als man ihn im Hinblick auf den Radius der zu bearbeitenden Oberfläche für eine von einem starren Druck körper getragene Stirnfläche wählen würde. Auf diese Weise kann sich der Druckkörper 76 unter geringfügiger elasti scher Verformung an die Werkstückoberfläche anpassen, wobei ggf. in den Wänden des Druckkörperhauptteils 224 zur Stirn fläche des Druckkörperhauptteils 224 hin offene Schlitze 228 vorgesehen werden können, um die elastische Verformung des Federbleches 226 zu erleichtern.In the pressure body 76 shown in FIG. 10, a spring plate 226 is placed on a cup-shaped pressure body main part 224 that is open toward the workpiece, which in the unloaded state has a slightly larger radius of curvature than it is with regard to the radius of the surface to be machined for would choose a face supported by a rigid pressure body. In this way, the pressure body of the pressure body main part 224 76 may adjust with slight elasti shear deformation at the surface of the workpiece, wherein optionally surfactant in the walls of the pressure body main portion 224 to the forehead open slots 228 can be provided to facilitate the elastic deformation of the spring plate 226 .
Wie Fig. 11 zeigt, haben die Umlenkrollen 126 bis 130 der Rolleneinheit 124 jeweils seitliche Bunde 230, 232, wobei deren Abstand so gewählt ist, daß das Bearbeitungs band 114 unter geringem transversalem Laufspiel auf den Umlenkrollen 126 bis 130 geführt ist. Prägt man dem gesamten Bearbeitungskopf 34 zusätzlich zur Umlaufbewegung eine axiale Hin- und Herbewegung auf, um den Materialabtrag zu verbessern und eine Kreuzschliffstruktur auf der Werk stückoberfläche zu erzielen, so sorgen die Umlenkrollen 126 bis 130 für eine saubere axiale Mitnahme des Bearbei tungsbandes.As shown in FIG. 11, the deflection rollers 126 to 130 of the roller unit 124 each have side collars 230 , 232 , the spacing of which is selected such that the processing band 114 is guided on the deflection rollers 126 to 130 with little transverse play. If the entire machining head 34 is embossed with an axial back and forth movement in addition to the circulating movement in order to improve the removal of material and to achieve a cross-section structure on the workpiece surface, the deflection rollers 126 to 130 ensure a clean axial entrainment of the machining belt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind die Kopfträger 82 jeweils über eine Tellerfeder 234 am Abtriebsteil eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders 236 abgestützt, der seinerseits am Kastenrahmen 88 und damit am Tragringsegment 52 abgestützt ist. Die Hydraulikzylinder 236 sind jeweils über ein Schaltventil 238 mit einer Ausgleichsleitung 240 verbunden, an welche zusätzlich ein unter Druck ste hender Ausgleichsbehälter angeschlossen ist, wie er auch als Hydraulik-Druckspeicher verwendet wird.In the exemplary embodiment according to FIG. 12, the head supports 82 are each supported via a plate spring 234 on the driven part of a single-acting hydraulic cylinder 236 , which in turn is supported on the box frame 88 and thus on the support ring segment 52 . The hydraulic cylinders 236 are each connected via a switching valve 238 to a compensating line 240 , to which a pressure-compensating tank is also connected, as is also used as a hydraulic pressure accumulator.
Sind die Schaltventile 238 alle offen, so können sich die Hydraulikzylinder 236 frei einstellen, was bedeutet, daß sich die Druckkörper 76 auf den Ist-Teilkreis der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche einstellen.If the switching valves 238 are all open, the hydraulic cylinders 236 can adjust themselves freely, which means that the pressure elements 76 adjust to the actual pitch circle of the workpiece surface to be machined.
Man kann eine derartige Einstellung dann durch Schließen der Schaltventile 238 einfrieren. Die Stirnflächen der Druckkörper 76 sind dann immer noch durch die Tellerfeder 234 abgefedert. Such a setting can then be frozen by closing the switching valves 238 . The end faces of the pressure bodies 76 are then still cushioned by the plate spring 234 .
Für besondere Aufgaben kann man die Schaltventile 238 auch während der Bearbeitung geöffnet lassen oder teil weise geöffnet lassen, so daß man durch Drosselung des Hydrauliköles eine Behinderung der Selbstausrichtung der Druckkörperstirnflächen auf den mit geringster Zerspanung erhaltbaren Teilkreis erhält.For special tasks, the switching valves 238 can also be left open during processing or partially left open, so that a restriction of the self-alignment of the pressure body end faces on the pitch circle which can be obtained with the least machining is obtained by throttling the hydraulic oil.
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