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Einspannvorrichtung für an den Kurbelzapfen zu schleifende Kurbelwellen
Jeder Hersteller von Kurbelwellen, deren Zapfen durch Schleifen bearbeitet werden
müssen, hat bisher sein eigenes Verfahren. Beim Einspannen von Kurbelwellen, deren
Kurbelzapfen geschliffen werden sollen, werden zum Festlegen der Drehstellung angefräste
Flächen an dem Steg bzw. Gegengewicht oder Bohrungen in dem Flansch am einen Ende
der Kurbelwelle verwendet.
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Sofern angefräste Flächen verwendet werden, um die einzelnen Kurbelzapfen
beim Schleifen in die richtige Lage zu bringen, wurden bisher mehrere solcher Anschlagflächen
an den Kurbelwellen vorgesehen. Es ist auch bekannt, eine Anschlagfläche zur Ausrichtung
zweier verschiedener Kurbelzapfen und eine weitere Anschlagfläche zum Ausrichten
von zwei weiteren Kurbelzapfen zu verwenden.
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Mit der Erfindung wird erreicht, daß n-hubige Kurbelwellen, ausgehend
von einer einzigen Anschlagfläche, in 1i Schleifvorgängen bzw. Schleifmaschinen
mit n hinsichtlich ihres grundsätzlichen Aufbaus gleichen Einspannvorrichtungen
an den Kurbelzapfenlagern geschliffen werden können.
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Die Erfindung geht von einer Einspannvorrichtung für an den Hubzapfenlagern
zu schleifende Kurbelwellen aus, die eine exzentrische, schalenartige Aufnahme für
dieselben an ihren bereits bearbeiteten Hauptlagern aufweist sowie indexartige und
in eine insbesondere auf der Gegengewichtsseite angefräste Bezugsfläche eingreifende
Ausrichtmittel zum Einschwenken bzw. Festhalten der Welle in die bzw. in der dem
jeweils zu schleifenden Hubzapfen entsprechenden Drehstellung sowie Mittel zum Festklemmen
der Welle in ihrer Aufnahme besitzt.
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Die Erfindung besteht darin, daß für eine n-hubige Kurbelwelle n grundsätzlich
gleichausgebildete Einspannvorrichtungen vorgesehen sind, die alle außer den Ausrichtmitteln
einen auf der Maschinenspindel zentrisch befestigbaren Flansch mit zu diesem exzentrisch
liegender Aufnahmeschale, ferner einen stets in derselben Relativlage gegenüber
der Verbindungslinie Schalen-Flanschmittelpunkt angeordneten hydraulischen Spannzylinder
sowie einen von diesem betätigten, die Kurbelwelle in der Bearbeitungsstellung gegenüber
der Schale verspannenden Klemmarm aufweisen. Dabei ist das indexartige Ausrichtmittel
bei jeder der n verschiedenen Vorrichtungen in einer gegenüber der Verbindungslinie
Schalen-Flanschmittelpunkt verschiedenen, d. h. der jeweiligen Hubzapfenstellung
entsprechenden Lage angebracht. Die Ausrichtmittel sind teils am Flansch fest angeordnet,
teils durch den Spannzylinder zum Ein- und Ausbringen des Werkstücks in die und
aus der Vorrichtung um einen Fixpunkt des Flansches vierschwenkbar.
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Die Erfindung wird vorzugsweise bei einer Kurbelwellenschleifanlage
verwendet, die aus mehreren einzelnen Schleifmaschinen besteht, in denen die einzelnen
Kurbelzapfen nacheinander geschliffen werden. Die Einspannvorrichtungen dieser Maschinen
sind im Aufbau identisch; die ausrichtenden Anschläge sind entsprechend der Winkellage
der Anschlagfläche an der Kurbelwelle, die für jeden Schleifvorgang eines Kurbelzapfens
eine andere ist, angeordnet.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung, bei der eine einzige
Ausfräsung am Werkstück zum Einstellen mehrerer Drehlagen der Kurbelwelle mit verschiedenen
Ausrichtmitteln zusammenwirkt. Der Erfindungsgedanke ist für eine solche Erfindung
derart weitergebildet, daß alle Ausrichtmittel in eine einzige prismatische, d.
h. aus zwei etwa rechtwinklig zueinander liegenden Flächen gebildete Ausfräsung
auf der Gegengewichtsseite der Kurbelwelle einrasten.
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Weiterhin ist vorgesehen, daß die ortsfesten Ausrichtmittel eine Bezugsfläche
aufweisen, mit der sie das Werkstück an einer Fläche des Aufnahmeprismas abstützen.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß bei fester Anordnung der Ausrichtinittel
vom Spannzylinder mitbetätigte Druckhebel vorgesehen sind, die die Bezugsfläche
des Aufnahmeprismas an die Ausrichtmittel andrücken.
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Insofern erfindungsgemäß jedoch vierschwenkbare Ausrichtmittel vorgesehen
sind, weisen diese Zylinderzapfen auf, mit denen sie in das Aufnahmeprisma einrasten.
Vorzugsweise
umfaßt die vorstehend beschriebene Vorrichtung je ein elastisches Glied zwischen
dem Klemmarm und jedem beweglichen Ausrichtmittel bzw. jedem beweglichen Druckhebel.
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Schließlich sind bei beweglicher Ausbildung der Ausrichtmittel nachgiebige
Hilfsanschläge zum Vorausrichten des Werkstücks vorgesehen, die beim Einrasten der
Ausrichtmittel in das Aufnahmeprisma des Werkstücks zurückweichen.
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Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand
von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt Fig.l eine teilweise geschnittene Einspann-
und Ausrichtvorrichtung für den vierten Kurbelzapfen einer V-8-Kurbelwelle, Fig.2
einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1, Fig.3 eine der Fig. 1 entsprechende
Ansicht der Vorrichtung für die Bearbeitung des dritten Kurbelzapfens, Fig. 4 eine
den Fig. 1 und 3 entsprechende Ansicht der Vorrichtung für die Bearbeitung des zweiten
Kurbelzapfens und Fig. 5 eine den Fig. 1, 3 und 4 entsprechende Ansicht der Vorrichtung
zur Bearbeitung des ersten Kuriielzapfens.
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Die Einspannvorrichtung umfaßt eine Grundplatte 10, die einen Teil
der Hauptspindel einer Kurbel-,vellenschleifmaschine bildet und einen schalenartigen
Lagerbock 11 mit einer gehärteten Oberfläche 12 zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens
13 einer Kurbelwelle IV aufweist. Im unteren Teil der Grundplatte 10 und quer zu
dieser verlaufend, ist ein - immer in derselben Relativlage gegenüber der Schale
il angeordneter - Zylinder 15 vorgesehen, in dem ein Kolben 16 verschiebbar
geführt und durch eine Feder 17 in seiner linken Grenzstellung gehalten wird. Der
Kolben ist durch einen Lenker 18 mit einem Klemmhebel 20 verbunden. Dieser
Klemmhebel ist bei 21
schwenkbar in der Grundplatte 10 gelagert und
weist an seinem dem das Werkstück tragenden Lagerbock 11 gegenüberstehenden Ende
ein auswechselbares geliärtetes Druckstück 22 auf. Die Kurbelwelle W beitzt zwischen
dem Kurbelzapfen und dem Hauptlagerzapfen das übliche Gegengewicht. Am Umfang dieses
Gegengewichtes ist eine Kerbe 25 vorgesehen, deren Seitenflächen A, B rechtwinklig
aufeinanderstehen. Die Seitenfläche A stellt die Anschlagfläche dar, die die Winkellage
der Kurbelwelle festlegen soll.
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Wenn der dritte oder vierte Kurbelzapfen geschliffen werden soll (Fig.3
und 1), befindet sich die Kerbe 25 in einer oberen Lage. Wegen des großen axialen
Abstandes der Platte 10 vom Gegengewicht ist es hierbei nicht möglich, an
der Grundplatte 10
feste Anschlagstücke für diese Stellungen der Kurbelwelle
vorzusehen, die in die Kerbe 25 einrasten und die beiden Stellungen fixieren. Außerdem
würden in diesem Fall feste Anschlagstücke das Einbringen des Werkstückes in die
Einspannvorrichtung oder sein Ausbringen aus derselben stören. Die Anschläge zum
Festlegen der Kurbelwelle in diesen beiden Lagen umfassen deshalb je einen Steuerhebel,
der das auf das Werkstück wirkende Druckstück 22 in Arbeitsstellung oder
aus dieser heraus schwenkt, und schwenkbar gelagerte Indexhebel 40, 61, deren
Nasen 42, 43
und 64, 65 in die Kerbe 25 des Werkstückes federnd
ciiigedrückt werden können.
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Anders liegen die Dinge bei der ersten und zweiten Stellung der Kurbelwelle
gemäß den Fig.5 und 4; hier lassen sich die Anschläge 80 und 26 am Zylinder 15 unterbringen,
so daß eine auskragende Form dieser Anschläge nicht notwendig ist.
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Die in Fig.l dargestellte Vorrichtung zum Schleifen des vierten Kurbelzapfens
umfaßt eilte Rolle 30 auf dem Bolzen 31, der den Lenker 18 mit dem Klemmhebel 20
verbindet. Wenn eine Druckflüssigkeit in den Zylinder gegeben wird und auf den Kolben
16 wirkt, bewegt sich dieser nach rechts, und die auf dem Zapfen 31 gelagerte Rolle
30 schlägt an einen Hebel 32, der sich bis zur Ecke 33 erstreckt. Der Hebel 32 ist
bei 35 an das eine Ende eines vertikalen Lenkers 36 angelenkt. Dieser Lenker 36
enthält eine Feder 36' und an seinem oberen Ende einen auf das Ende der Feder drückenden
Kolben 37. Die Bewegung des Kolbens wird durch einen ihn beiderseits überragenden
Querstift 37' begrenzt, der in Schlitzen 38 in der Wand des vertikalen Lenkers 36
geführt ist. Das obere Ende 39 des Kolbens ist mit einem zweiarmigen Steuerhebel
40 verbunden, der bei 41 gelagert ist. Das andere Ende des Steuerhebels
40
trägt einen horizontalen Anschlagstift 42, in den ein gehärtetes Druckstück
43 eingesetzt ist, das in die Kerbe 25 des Werkstückes eingreifen kann.
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Weiterhin ist an einer festgelegten Stelle der Einspannvorrichtung
ein Hilfsanschlagpaar vorgesehen. Dieses Anschlagpaar umfaßt einen elastisch gefederten
Anschlag 50, der sich gegen den Steg der Kurbelwelle legt und ihrer Drehung im Uhrzeigersinn
Widerstand entgegengesetzt, sowie einen einstellbaren festen Anschlag 51, der an
die Kurbelwelle in der Nähe de: vierten Kurbelzapfens anschlägt und eine Drehung
der Kurbelwelle entgegen dem Uhrzeigersinn verhindert.
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Fig. 4 zeigt die Vorrichtung für die Bearbeitung des zweiten Kurbelzapfens;
sie entspricht im wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Die Kerbe
25 legt sich hier gegen einen festen Anschlag 26. Der bei Bewegung des Kletnmhebels
20 mitgenommene Steuerhebel 40 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten
dadurch, daß an seinem Ende an Stelle des festen Anschlagstiftes 42 und des festen
Druckstückes 43 ein einstellbares Druckstück 45 angeordnet ist, das sich gegen das
Werkstück legt und die Fläche A der Kerbe 25 gegen eine an der Grundplatte
10 befestigte Anschlagplatte 26 drückt. Der Hebel 40 hat hier
somit keine Indexfunktion, sondern erfüllt lediglich die Aufgabe, die Fläche A der
Kerbe 25 an den Anschlag 26 zu drücken.
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Fig. 3 zeigt die Vorrichtung zur Bearbeitung des Kurbelzapfens. Zur
exakten Ausrichtung der Kurbelwelle dient hier ein in der Nähe des Zylinders 15
an der Grundplatte 10 befestigter Arm 60 und der in diesem bei 62
schwenkbar gelagerte indexartige Steuerhebel 61. Das andere Ende
63 dieses Steuerhebels trägt einen horizontalen Anschlagstift 64,
in den ein gehärtetes Druckstück 65 eingesetzt ist. Mit dem Steuerhebel
61 ist bei 67 ein federndes Verbindungsglied 66 gelenkig verbunden.
Von diesem federnden Verbindungsglied erstreckt sich an seinem anderen Ende eine
Lasche 68 nach unten, die gelenkig mit dem bereits in Fig. 1 gezeigten Bolzen 31
verbunden ist. Sobald sich der Kolben 16 nach rechts bewegt und dadurch den
Klemmhebel bewegt, wird gleichzeitig über das federnde Verbindungsglied
66 der Steuerhebel 61 im Uhrzeigersinn verschwenkt und mit seinem
Druckstück 65 in Eingriff mit der Kerbe 25
der Kurbelwelle W gebracht.
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An der Grundplatte 10 ist eine Platte 70 befestigt,
die an ihrem unteren Ende einen horizontalen, in
Richtung des Werkstückes
verlaufenden Arm 71 trägt. In diesem horizontalen Arm ist wieder ein federndes Anschlagstück
72 angeordnet, das sich gegen einen Teil der Kurbelwelle legt und bei Einrasten
des Teils 65 in Kerbe 25 im Uhrzeigersinn nachgeben kann.
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Fig.5 zeigt die Vorrichtung zur Bearbeitung des ersten Kurbelzapfens.
Diese Vorrichtung ist ähnlich der in Fig.4 dargestellten insofern, als sich die
Kerbe 25 der Kurbelwelle W wieder gegen ein festes Anschlagstück 60 legt. Dieses
ist oberhalb des Zylinders 15 an der Grundplatte 10 befestigt. Die Ausrichtvorrichtung
umfaßt hier einen festen Arm 81 und ein bei 82 schwenkbar gelagertes, als Steuerhebel
dienendes federndes Verbindungsglied 83, das wieder ein einstellbares Druckstück
84 trägt. Am unteren Ende dieses federnden Gliedes 83 befindet sich eine Gleitfläche
85, die im Weg der auf dem Bolzen 31 gelagerten Rolle 30 steht. Sobald sich der
Kolben 16 nach rechts bewegt, läuft die genannte Rolle gegen die Gleitfläche 85
an und schwenkt den federnden Steuerhebel 83 und damit das Druckstück 84 entgegen
dem Uhrzeigersinn zum Werkstück W hin und dreht dieses so, daß sich die Fläche A
der Kerbe 25 gegen das feste Anschlagstück 80 legt.