DE102005014998A1

DE102005014998A1 - Festwalzmaschine für Kurbelwellen

Info

Publication number: DE102005014998A1
Application number: DE102005014998A
Authority: DE
Inventors: Roland Heffe; Alfred Dr.-Ing. Heimann; Theo Nijssen; Frank Risters
Original assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-04-02
Also published as: DE502006001837D1; KR20070118287A; EP1863614B1; DE102005014998B4; EP1863614A1; CN101151124A; WO2006103103A1; US8245374B2; CA2603056A1; CN100594098C; KR100942300B1; US20120096696A1; CA2603056C

Abstract

Bei einer aus dem Stand der Technik bekannten Festwalzmaschine wird das Kraftgerät (13) in der Richtung (30) seiner Kraftwirkung in einer Kulisse (31) längs verschiebbar angeordnet. Das Kraftgerät (13) ist mit einem Ende (32) über ein Gelenk (33) mit dem Ende (11) eines Scherenarms (3) des Festwalzgeräts (15) gelenkig verbunden. Das freie Ende (34) der Kulisse (31) ist mit einer Führungsrolle (35) versehen, die längs einer Kurvenbahn (36) geführt wird, welche im Ende (11) des Scherenarms (3) ausgespart ist. In der Schließstellung des Kraftgeräts (13) bilden drei Gelenke (28, 29, 33) ein Dreieck (37). Dabei weist eines der Gelenke (28) auf das Drehgelenk (5), über welches die beiden Scherenarme (3 und 4) des Festwalzgeräts (15) gelenkig miteinander verbunden sind. Wiederum in der Schließstellung kommt ein Winkelhebel (27) am Ende (12) des Scherenarms (4) zum Anschlag (39).

Description

Die Erfindung betrifft eine Festwalzmaschine für Kurbelwellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine derartige Festwalzmaschine, insbesondere Festwalzgerät, sind aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 297 13 627 U1 und dem dazu korrespondierenden europäischen Patent EP 0 881 041 B1 bekannt.

Eine aus den Schutzrechten bekannte Festwalzmaschine wird von der Inhaberin der Schutzrechte seit mehreren Jahren gebaut und hat sich bei ihrem Einsatz als sehr erfolgreich erwiesen. Gleichwohl weist die bekannte Maschine einige Besonderheiten auf, die es erforderlich gemacht haben, die Maschine weiter zu entwickeln und zu verbessern.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die bekannte Maschine zu vereinfachen und zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Aus dieser Lösung ergeben sich eine Reihe von bemerkenswerten Vorteilen. So konnte beispielsweise die Spitzenhöhe, das ist die Höhe über Flur der Drehachse des Drehantriebs für die Kurbelwelle, deutlich reduziert werden. Betrug die Spitzenhöhe bei der bekannten Maschine 1.400 mm so konnte sie bei der weiterentwickelten Maschine 1.100 mm gesenkt werden. Damit fügt sich die weiterentwickelte Maschine in den übrigen Maschinenpark von Maschinen zur Bearbeitung von Kurbelwellen besser ein, indem auf eine Arbeitsbühne verzichtet werden kann. Verbessert werden konnte auch die Sprudelschmierung der Festwalzwerkzeuge. Die Führungen von Kabeln und Schläuchen zum einzelnen Festwalzgerät der Festwalzmaschine konnten vereinfacht werden. Ein besserer Gewichtsausgleich des Festwalzgeräts im Hinblick auf die Aufhängvorrichtung in der Maschine konnte herbeigeführt werden. Schließlich konnte ein einheitliches Druckmedium, nämlich Drucköl, für die Betätigung sowohl des Kraftgeräts als auch der Kolben-Zylindereinheit verwendet werden, welche die Aufhängung des Festwalzgeräts an der Aufhängevorrichtung elastisch abstützt.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Es zeigen jeweils in verkleinertem Maßstab und in vereinfachter Darstellung die
1 ein Festwalzgerät in der Seitenansicht in der Öffnungsstellung,
2 ein Festwalzgerät in der Seitenansicht in der Schließstellung.
Betrachtet man die Festwalzmaschine 1 von der Bedienerseite 2 her, so folgen ein erster 3 und ein zweiter Scherenarm 4, die über ein erstes Drehgelenk 5 gelenkig miteinander verbunden sind. Der erste Scherenarm 3 und der zweite Scherenarm 4 sowie das erste Drehgelenk 5 bilden ein Festwalzgerät in scherenartiger Bauweise, von denen die Festwalzmaschine 1 mehrere aufweist.
Die Festwalzmaschine 1 für Kurbelwellen (nicht gezeigt) hat einen Drehantrieb (nicht gezeigt) für die Kurbelwelle, der um eine Drehachse 6 drehbar ist. Die beiden Scherenarme 3 und 4 tragen an ihren der Drehachse 6 jeweils zugewandten ersten Enden 7 und 8 der Drehachse 6 gegenüberliegend jeweils Teile eines Festwalzwerkzeugs, nämlich einen Festwalzrollenkopf 9 und einen Stützrollenkopf 10. An ihren der Drehachse 6 jeweils abgewandten zweiten Enden 11 und 12 werden die beiden Scherenarm 3 und 4 von einem dazwischen geschalteten Kraftgerät 13 angetrieben.
Es folgt eine Aufhängvorrichtung 14 für jedes Festwalzgerät 15 der Festwalzmaschine 1, welche längs eines Querbalkens 16 der Festwalzmaschine 1 in Richtung der Drehachse 6 verschieb- und arretierbar ist.
Das Kraftgerät 13 zwischen den beiden zweiten Enden 11 und 12 der Scherenarme 3 und 4 dient zur Erzeugung der Schließ- und Öffnungsbewegung des Festwalzgerätes 15 an den jeweiligen ersten Enden 7 und 8 der beiden Scherenarme 3 und 4. Bei der Öffnung des Festwalzgeräts 15 erreichen die beiden ersten Enden 7 und 8 eine gegenüber dem doppelten Bauradius 17 einer Kurbelwelle größere Öffnungsweite 18.
Der zweite Scherenarm 4 ist an einen ersten Schenkel 19 eines über ein zweites Drehgelenk 20 an der Anhängvorrichtung 14 schwenkbar angeordneten ersten Winkelhebels 21 angelenkt. Der zweite Schenkel 22 des ersten Winkelhebels 21 ist an eine mit der Aufhängvorrichtung 14 verbundene Kolben-Zylindereinheit 23 angeschlossen. Zur besseren Erkennbarkeit ist der Umriss des ersten Winkelhebels 21 in der 1 mit einer Schraffur versehen.
Das erste Ende 8 des zweiten Scherenarms 4 stützt sich über eine Rolle 24 auf der Aufhängvorrichtung 14 ab. Die Bahn 25 der Rolle 24 der Aufhängvorrichtung 14 weist eine kurvenartige Form auf.
Mit seinem ersten Ende 26 ist das Kraftgerät 13 über einen zweiten Winkelhebel 27 sowie ein drittes 28 und viertes Gelenk 29 mit dem zweiten Ende 12 des zweiten Scherenarms 4 gelenkig verbunden. Bis hierhin entspricht die vorliegende Festwalzmaschine weitgehend der Festwalzmaschine, welche aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist.
Im Gegensatz zur bekannten Anordnung ist das Kraftgerät 13 in Richtung seiner Kraftwirkung 30 innerhalb einer Kulisse 31 längs verschiebbar angeordnet. Mit seinem zweiten Ende 32 ist das Kraftgerät 13 über ein fünftes Gelenk 33 mit dem zweiten Ende 11 des ersten Scherenarms 3 gelenkig verbunden.
Das freie Ende 34 der Kulisse 31 ist mit einer Führungsrolle 35 versehen, die längs einer Kurvenbahn 36 geführt wird, welche im zweiten Ende 11 des ersten Scherenarms 3 ausgespart ist. Vergrößert das Kraftgerät 13 den Abstand seiner Endpunkte 28 und 33, so wird über die Kurvenbahn 36 und die Führungsrolle 35 die Lage des Winkelhebels 27 und der Scherenarme 3 und 4 verändert, so dass sich die Enden 7 und 8 härten. Es entsteht das Bild der 2.
Wie die 2 zeigt, bilden das dritte 28, vierte 29 und fünfte Gelenk 33 in der Schließstellung des Kraftgeräts 13 ein Dreieck 37 mit den Seiten a, b und c.
Die zwischen dem dritten 28 und fünften Gelenk 33 liegende Richtung 30 der Kraftwirkung bildet den einen Schenkel a des Dreiecks 37. Der andere Schenkel c wird von der direkten Verbindungslinie 38 zwischen dem vierten 29 und fünften Gelenk 33 gebildet. Infolge dieser Konstellation weist das dritte Gelenk 28 als Eckpunkt des Dreiecks 37 auf das erste Drehgelenk 5 zu. Zur Stabilisierung der Schließstellung dient schließlich noch ein Anschlag 39, den der zweite Winkelhebel 27 am zweiten Ende 12 des zweiten Scherenarms 4 findet. Die Kurvenbahn 36 ist so gestaltet, dass sie ein konstantes Drehmoment erzeugt, während sich das Festwalzgerät 15 schließt. Die Kurvenbahn 36 hat einen geraden Abschnitt 43 für den Arbeitsbereich des Kraftgeräts 13 beim Festwalzen.
Die Aufhängvorrichtung 14 ragt unter dem Querbalken 16 hindurch und endet in einem biegeelastischen Element 40. Die Kolben-Zylindereinheit 23 ist mit der Aufhängvorrichtung 14 über das biegeelastische Element 40 verbunden. Dabei befinden sich zwischen dem zweiten Schenkel 22 des ersten Winkelhebels 21 sowie dem biegeelastischen Element 40 und der Kolben-Zylindereinheit 23 jeweils Gelenke 41 und 42. Während beim eingangs genannten Stand der Technik ein der Kolben-Zylindereinheit 23 vergleichbares Kraftelement aufgrund der erforderlichen Elastizität der Aufhängung des Festwalzgeräts an der Aufhängvorrichtung 14 mit einem gasförmigen Druckmedium beaufschlagt wurde, kann dies dank der Elastizität des biegeelastischen Elements 40 durch die Beaufschlagung der Kolben-Zylindereinheit 23 mit einem flüssigen Druckmedium, beispielsweise Hydrauliköl, erfolgen. Es handelt sich dabei um das gleiche Druckmedium, das auch zur Betätigung des Kraftgeräts 13 vorgesehen ist. Der Vorteil für diese Anordnung besteht darin, dass man an der Festwalzmaschine nur noch ein einziges, nämlich flüssiges, Druckmedium benötigt. Bei der Festwalzmaschine nach dem Stand der Technik waren noch zwei Druckmedien erforderlich, nämlich ein gasförmiges und ein flüssiges.

1: Festwalzmaschine
2: Bedienerseite
3: erster Scherenarm
4: zweiter Scherenarm
5: erstes Drehgelenk
6: Drehachse
7: erstes Ende Scherenarm 3
8: erstes Ende Scherenarm 4
9: Festwalzrollenkopf
10: Stützrollenkopf
11: zweites Ende Scherenarm 3
12: zweites Ende Scherenarm 4
13: Kraftgerät
14: Aufhängvorrichtung
15: Festwalzgerät
16: Querbalken
17: Bauradius
18: Öffnungsweite
19: erster Schenkel
20: zweites Drehgelenk
21: erster Winkelhebel
22: zweiter Schenkel
23: Kolben-Zylindereinheit
24: Rolle
25: Bahn der Rolle
26: erstes Ende
27: zweiter Winkelhebel
28: drittes Gelenk
29: viertes Gelenk
30: Richtung der Kraftwirkung
31: Kulisse
32: zweites Ende
33: fünftes Gelenk
34: freies Ende
35: Führungsrolle
36: Kurvenbahn
37: Dreieck
38: Verbindungslinie
39: Anschlag
40: biegeelastisches Element
41: Gelenk
42: Gelenk
43: gerader Abschnitt
a: Dreiecksseite
b: Dreiecksseite
c: Dreiecksseite

Claims

Festwalzmaschine (1) für Kurbelwellen, die einen um eine Drehachse (6) drehbaren Drehantrieb für eine festzuwalzende Kurbelwelle und mindestens ein an einer Aufhängevorrichtung (14) beweglich gelagertes Festwalzgerät (15) in scherenartiger Bauweise mit einem ersten (3) und einem zweiten Scherenarm (4), die über ein erstes Drehgelenk (5) drehbar miteinander verbunden sind, enthält, wobei die beiden Scherenarme (3, 4) an ihren der Drehachse (5) jeweils zugewandten ersten Enden (7, 8) gegenüberliegend jeweils Teile eines Festwalzwerkzeugs, nämlich einen Festwalzrollenkopf (9) und einen Stützrollenkopf (10) tragen und an ihren der Drehachse (5) jeweils abgewandten zweiten Enden (11, 12) von einem Kraftgerät (13) angetrieben werden, wobei jede Aufhängvorrichtung (14) längs der Drehachse (5) des Drehantriebs für die Kurbelwelle verschieb- und arretierbar ist und das Kraftgerät (13) an den beiden ersten Enden (7, 8) der beiden Scherenarme zur Erzeugung der Schließ- und Öffnungsbewegung sowie der Festwalzkraft eine gegenüber dem doppelten Bauradius (17) einer festzuwalzenden Kurbelwelle größere Öffnungsweite (18) bewirkt, indem der zweite Scherenarm (4) an einen ersten Schenkel (19) eines über ein zweites Drehgelenk (20) an der Aufhängvorrichtung (14) schwenkbar angeordneten ersten Winkelhebels (21) angelenkt ist, während der zweite Schenkel (22) des ersten Winkelhebels (21) an eine mit der Aufhängvorrichtung (14) verbundene Kolben-Zylindereinheit (23) angeschlossen ist, wobei sich das erste Ende (8) des zweiten Scherenarms (4) über eine Rolle (24) auf der Aufhängvorrichtung (14) abstützt, während das Kraftgerät (13) mit seinem ersten Ende (26) über einen zweiten Winkelhebel (27) mit dem zweiten Ende (12) des zweiten Scherenarms (4) über ein drittes (28) und viertes Gelenk (29) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftgerät (13) in der Richtung (30) seiner Kraftwirkung in einer Kulisse (31) längsverschiebbar angeordnet ist, – das Kraftgerät (13) mit seinem zweiten Ende (32) über ein fünftes Gelenk (33) mit dem zweiten Ende (11) des ersten Scherenarms (3) gelenkig verbunden ist, – das freie Ende (34) der Kulisse (31) mit einer Führungsrolle (35) versehen ist, die längs einer Kurvenbahn (36) geführt ist, die im zweiten Ende (11) des ersten Scherenarms (3) ausgespart ist, – in der Schließstellung des Kraftgeräts (13) das dritte (28), vierte (29) und fünfte Gelenk (33) ein Dreieck (37) miteinander bilden, in welchem das dritte Gelenk (28) auf das erste Drehgelenk (5) zuweist, während – der zweite Winkelhebel (27) am zweiten Ende (12) des zweiten Scherenarms (4) zum Anschlag (39) kommt.
Festwalzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylindereinheit (23) mit der Aufhängvorrichtung (14) über ein biegeelastisches Element (40) verbunden ist und zwischen dem zweiten Schenkel (22) des ersten Winkelhebels (21) sowie dem biegeelastischen Element (40) und der Kolben-Zylindereinheit (23) jeweils Gelenke (41, 42) vorgesehen sind.
Festwalzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylindereinheit (23) von einem flüssigen Druckmittel beaufschlagt wird.
Festwalzmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftgerät (13) von einem flüssigen Druckmittel beaufschlagt wird.