DE20303245U1 - Device for setting deep rolling rolls - Google Patents
Device for setting deep rolling rollsInfo
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Description
SI/cs 020209G
24. Februar 2003SI/cs020209G
February 24, 2003
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen von im Festwalzrollenkopf des Festwalzwerkzeugs eines Festwalzgerätes frei drehbar geführten Festwalzrollen zum Festwalzen von Einstichen oder Radien, welche die Lagerstellen von Kurbelwellen in axialer Richtung begrenzen, mit einer im Festwalzrollenkopf um eine Drehachse frei drehbar gelagerten Führungsrolle zum Abstützen der Festwalzrollen in einer Richtung annähernd senkrecht zur Drehachse der Führungsrolle und Rollenkäfigen zum Abstützen und Führen der Festwalzrollen von zwei Seiten mit nach außen geneigten Achsen sowie am Festwalzrollenkopf ein- und feststellbaren L-förmigen Haltern zum Fixieren der Rollenkäfige am Festwalzrollenkopf.The invention relates to a device for adjusting deep rolling rollers, which are freely rotatably guided in the deep rolling roller head of the deep rolling tool of a deep rolling device, for deep rolling recesses or radii which limit the bearing points of crankshafts in the axial direction, with a guide roller, which is freely rotatable about an axis of rotation in the deep rolling roller head, for supporting the deep rolling rollers in a direction approximately perpendicular to the axis of rotation of the guide roller, and roller cages for supporting and guiding the deep rolling rollers from two sides with outwardly inclined axes, as well as L-shaped holders which can be set and locked on the deep rolling roller head for fixing the roller cages to the deep rolling roller head.
Der Festwalzrollenkopf ist Teil eines Festwalzwerkzeugs eines Festwalzgerätes, von dem mehrere innerhalb einer Festwalzmaschine angeordnet sind. Die Festwalzwerkzeuge dienen zum Festwalzen der Einstiche oder Radien, von denen die Haupt- oder Hublager einer Kurbelwelle in axialer Richtung jeweils seitlich begrenzt werden. Üblicherweise wird jede Lagerstelle zu beiden Seiten von jeweils einem Einstich oder einem Radius begrenzt. Es gibt aber auch Kurbelwellen, bei denen zwei Hublager in axialer Richtung unmittelbar nebeneinander angeordnet sind. Diese sogenannten Split-Pin Lager werden jeweils nur an einer Seite von einem Einstich oder Radius begrenzt.The deep rolling roller head is part of a deep rolling tool of a deep rolling device, of which several are arranged within a deep rolling machine. The deep rolling tools are used to deep roll the recesses or radii that limit the main or pin bearings of a crankshaft on each side in the axial direction. Usually, each bearing point is limited on both sides by a recess or a radius. However, there are also crankshafts in which two pin bearings are arranged directly next to each other in the axial direction. These so-called split-pin bearings are limited by a recess or radius on only one side.
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Die in ihrem Durchmesser etwa Euro-großen Festwalzrollen sind im Festwalzrollenkopf frei drehbar geführt. Sie werden vom Festwalzgerät unter Kraft in die Einstiche oder Radien der Kurbelwelle hinein gedrückt, während diese sich dreht. Dabei bewirken die Festwalzrollen eine örtliche Verfestigung der Kurbelwelle zwischen der Lagerstelle und der benachbarten Kurbelwange. Die in Richtung der Kurbelwellen-Längsachse, entsprechend der Drehachse der Kurbelwelle, annähernd senkrecht wirkende Festwalzkraft wird vom Festwalzrollenkopf über die Führungsrolle auf die Festwalzrollen übertragen. Die Führungsrolle ist innerhalb des Festwalzrollenkopfes um eine Drehachse frei drehbar gelagert. Zu beiden Seiten der Wirkungsrichtung werden die Festwalzrollen in sogenannten Rollenkäfigen geführt. Diese Führung weist ein geringes Spiel von etwa 0,2 mm auf. Die Rollenkäfige bestehen aus einem Material, welches hochfest ist und gute Gleiteigenschaften hat. Ein geeignetes Material ist beispielsweise Bronze oder auch Stahl, dessen Oberfläche beschichtet ist.The deep rolling rollers, which are about the size of a Euro in diameter, are freely rotatable in the deep rolling roller head. They are pressed by the deep rolling device into the grooves or radii of the crankshaft under force while the crankshaft is rotating. The deep rolling rollers cause a local hardening of the crankshaft between the bearing point and the adjacent crank web. The deep rolling force, which acts almost vertically in the direction of the crankshaft's longitudinal axis, corresponding to the crankshaft's axis of rotation, is transferred from the deep rolling roller head to the deep rolling rollers via the guide roller. The guide roller is mounted within the deep rolling roller head so that it can rotate freely about an axis of rotation. The deep rolling rollers are guided in so-called roller cages on both sides of the direction of action. This guide has a small amount of play of around 0.2 mm. The roller cages are made of a material that is high-strength and has good sliding properties. A suitable material is, for example, bronze or steel with a coated surface.
Innerhalb des Festwalzrollenkopfes sind die Festwalzrollen unter einem Winkel nach außen geneigt. Mit ihrer freien Umfangsflache, das heißt den Umfangsabschnitten, die sich weder auf der Führungsrolle abstützten noch von den Rollenkäfigen bedeckt werden, greifen die Festwalzrollen in die Einstiche oder Radien der Kurbelwelle ein. Durch die Drehung der Kurbelwelle während der Bearbeitung werden die Festwalzrollen ebenfalls in Umdrehung versetzt und nehmen ihrerseits die Führungsrolle mit. Die Rollenkäfige selbst werden von sogenannten L-förmigen Haltern am Gehäuse des Festwalzrollenkopfes gehalten. Die L-förmigen Halter sindInside the deep rolling roller head, the deep rolling rollers are inclined outwards at an angle. With their free circumferential surface, i.e. the circumferential sections that are neither supported on the guide roller nor covered by the roller cages, the deep rolling rollers engage in the grooves or radii of the crankshaft. The rotation of the crankshaft during machining also causes the deep rolling rollers to rotate and in turn take the guide roller with them. The roller cages themselves are held by so-called L-shaped holders on the housing of the deep rolling roller head. The L-shaped holders are
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in Bezug auf das Gehäuse des Festwalzrollenkopfes einstellbar und feststellbar. Sobald die vorgeschriebene Lage der Festwalzrollen innerhalb des Festwalzrollenkopfes erreicht ist, werden die L-förmigen Halter am Festwalzrollenkopf fixiert.adjustable and lockable in relation to the housing of the deep rolling roller head. As soon as the prescribed position of the deep rolling rollers within the deep rolling roller head is reached, the L-shaped holders are fixed to the deep rolling roller head.
Das Einstellen der vorgeschriebenen Stellung der Festwalzrollen am Festwalzrollenkopf erfordert vom Maschineneinrichter ein hohes Maß an Können und Geschicklichkeit. Von seinem Können hängt es wesentlich ab, ob die vorgegebene Standzeit des Festwalzwerkzeugs erreicht wird.Setting the specified position of the deep rolling rollers on the deep rolling roller head requires a high degree of skill and dexterity from the machine setter. Whether the specified service life of the deep rolling tool is achieved depends largely on his skill.
Festwalzrollenköpfe von der hier beschriebenen Art sind beispielsweise bekannt geworden aus den Druckschriften EP 0 839 607 Al und EP 0 661 137 Bl. Letztere zeigt ein Festwalzwerkzeug zur Bearbeitung von Split-Pin Kurbelwellen. Bei diesem Werkzeug ist bemerkbar, dass jeder Festwalzrollenkopf jeweils nur eine einzelne Festwalzrolle aufweist. Dabei stützen sich zwei Festwalzrollenköpfe jeweils seitlich über eine Lagerung in axialer Richtung aufeinander ab (vgl. EP 0661 137 Bl, Fig. 7). Auch zum Einstellen von derartigen Werkzeugen ist die vorliegende Vorrichtung geeignet.Deep rolling roller heads of the type described here are known, for example, from the publications EP 0 839 607 A1 and EP 0 661 137 Bl. The latter shows a deep rolling tool for machining split-pin crankshafts. With this tool, it is noticeable that each deep rolling roller head has only one single deep rolling roller. Two deep rolling roller heads are supported on each other laterally via a bearing in the axial direction (cf. EP 0661 137 Bl, Fig. 7). The present device is also suitable for setting such tools.
Die beim Festwalzen immer weiter gesteigerten Festwalzkräfte erfordern eine immer bessere Einstellung der Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf. Ursprünglich hatte man eine Markierung auf dem Gehäuse des Festwalzrollenkopfes vorgesehen zur Positionierung der Festwalzrollen nach Augenschein. Danach wurde eine Einstell-Lehre eingeführt. Auch bei der Verwendung der Einstell-Lehre muss die Winkellage der FestwalzrollenThe increasing deep rolling forces during deep rolling require an ever better adjustment of the deep rolling rollers in the deep rolling roller head. Originally, a marking was provided on the housing of the deep rolling roller head to allow the deep rolling rollers to be positioned visually. A setting gauge was then introduced. Even when using the setting gauge, the angular position of the deep rolling rollers must be
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annähernd entsprechend der Arbeitslage im Festwalzgerät zunächst von Hand gehalten werden, während gleichzeitig die L-förmigen Halter für die Festwalzrollenkäfige zu- und festgestellt werden. Die hierfür erforderliche Geschicklichkeit und Übung ist bei jedem Maschineneinrichter unterschiedlich und macht das Einstellen der Festwalzwerkzeuge unter Umständen zu einer langwierigen Prozedur. Der Anmelderin ist in diesem Zusammenhang bisher kein Stand der Technik bekannt geworden, nach welchem das Einstellen der Festwalzwerkzeuge mit geringem Aufwand und großer Genauigkeit vorgenommen werden kann.are initially held by hand approximately in accordance with the working position in the deep rolling machine, while at the same time the L-shaped holders for the deep rolling roller cages are closed and secured. The skill and practice required for this varies from machine setter to machine setter and may make setting the deep rolling tools a lengthy procedure. The applicant is not yet aware of any prior art in this context according to which the setting of the deep rolling tools can be carried out with little effort and great precision.
Daraus ergibt sich die Aufgabe für die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Lage der Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf eindeutig und ihrem Einsatz entsprechend fixiert werden und die Einstellung nicht mehr durch die Geschicklichkeit des Maschineneinrichters sondern methodisch vorgenommen wird. Außerdem soll die Einstellung mit hoher Genauigkeit erfolgen und auch reproduzierbar sein.The aim of the present invention is therefore to create a device with the aid of which the position of the deep rolling rollers in the deep rolling roller head can be clearly fixed in accordance with their use and the adjustment is no longer carried out by the skill of the machine setter but rather methodically. In addition, the adjustment should be carried out with a high degree of accuracy and also be reproducible.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, welche die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.According to the invention, the object is achieved by a device which has the features specified in patent claim 1.
Mit Hilfe der Vorrichtung ist ein Einstellen der Festwalzrollen im Festwalzrollenkopf ohne vorherige Demontage eines der beiden L-förmigen Rollenhalter undWith the help of the device, the deep rolling rollers in the deep rolling roller head can be adjusted without prior dismantling of one of the two L-shaped roller holders and
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zugehörigen Rollenkäfigs möglich. Die Position der Festwalzrollen kann bei einsatzbereitem Festwalzrollenkopf festgestellt werden. Die Einstellvorrichtung ist unabhängig vom Durchmesser der Festwalzrollen. Dies war bisher nicht möglich und hier bestand eine Fehlermöglichkeit, da pro Durchmesser der Festwalzrollen eine andere Einstell-Lehre verwendet werden musste. Schließlich kann das Festwalzwerkzeug daraufhin überprüft werden, ob der spätere Einbau in das Festwalzgerät leichtgängig erfolgen kann.associated roller cage. The position of the deep rolling rollers can be determined when the deep rolling roller head is ready for use. The setting device is independent of the diameter of the deep rolling rollers. This was not possible before and there was a possibility of error here, as a different setting gauge had to be used for each diameter of the deep rolling rollers. Finally, the deep rolling tool can be checked to see whether it can be easily installed later in the deep rolling device.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment.
Es zeigen jeweils maßstäblich dieThey show the scale of the
Fig. 1 eine Einstellvorrichtung in der Seitenansicht, Fig. 2 die Einstellvorrichtung in Vorderansicht, Fig. 3 die Einstellvorrichtung in Draufsicht und Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 entsprechend dem Ausschnitt Z in vergrößertem Maßstab.Fig. 1 shows an adjustment device in side view, Fig. 2 shows the adjustment device in front view, Fig. 3 shows the adjustment device in plan view and Fig. 4 shows a section of Fig. 1 corresponding to section Z on an enlarged scale.
Die Vorrichtung 1 dient zum Einstellen von Festwalzrollen 2 im Festwalzrollenkopf 3. Der Festwalzrollenkopf 3 ist Teil eines Festwalzwerkzeugs eines Festwalzgerätes zum Festwalzen von Einstichen oder Radien, welche die Lagerstellen von Kurbelwellen in axialer Richtung seitlich begrenzen. In dem Festwalzrollenkopf 3 ist eine Führungsrolle 4 um eine Drehachse 5 frei drehbar gelagert. Die Führungsrolle 4 dient zum Abstützen der Festwalzrollen 2 in einer Richtung 6, die annähernd senkrecht zur Drehachse 5 der Führungsrolle 4 verläuft. Rollenkäfige 7 sind zum Abstützen und Führen der Festwalzrollen 2 von zwei Seiten 8, 9 vorgesehen (FigurThe device 1 is used to adjust deep rolling rollers 2 in the deep rolling roller head 3. The deep rolling roller head 3 is part of a deep rolling tool of a deep rolling device for deep rolling recesses or radii which laterally limit the bearing points of crankshafts in the axial direction. In the deep rolling roller head 3, a guide roller 4 is mounted so as to be freely rotatable about an axis of rotation 5. The guide roller 4 is used to support the deep rolling rollers 2 in a direction 6 which runs approximately perpendicular to the axis of rotation 5 of the guide roller 4. Roller cages 7 are provided for supporting and guiding the deep rolling rollers 2 from two sides 8, 9 (Figure
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4). Von den Rollenkäfigen 7 werden die Festwalzrollen 2 frei drehbar geführt mit nach außen geneigten Achsen 10, 11 (Figur 2). Das seitliche Spiel zwischen einer Festwalzrolle 2 und den Rollenkäfigen 7 beträgt etwa 0,2 mm.4). The roller cages 7 guide the deep rolling rollers 2 so that they can rotate freely with the axes 10, 11 inclined outwards (Figure 2). The lateral play between a deep rolling roller 2 and the roller cages 7 is approximately 0.2 mm.
Am Festwalzrollenkopf 3 sind L-förmige Halter 12 ein- und feststellbar vorgesehen, welche zum Fixieren der Rollenkäfige 7 am Festwalzrollenkopf 3 dienen. Die Aufnahme 13 der Vorrichtung 1 für den Festwalzrollenkopf 3 ist so ausgestaltet, dass der Festwalzrollenkopf 3 entsprechend seiner Aufnahme im Festwalzgerät (nicht gezeigt) gehalten werden kann. Die Vorrichtung 1 weist ein erstes am Umfang 15 der Führungsrolle 4 anlegbares Prisma 14 und ein zweites an den Umfang 17 der Festwalzrollen 2 von außen anlegbares Doppelprisma 16 auf. Schließlich ist ein Messgerät 18 vorgesehen zur Prüfung einer vorgegebenen Stellung der Festwalzrollen 2 in Bezug auf das Doppelprisma 16.L-shaped holders 12 are provided on the deep rolling roller head 3 and can be adjusted and locked, and are used to fix the roller cages 7 on the deep rolling roller head 3. The holder 13 of the device 1 for the deep rolling roller head 3 is designed so that the deep rolling roller head 3 can be held in accordance with its holder in the deep rolling device (not shown). The device 1 has a first prism 14 that can be placed on the circumference 15 of the guide roller 4 and a second double prism 16 that can be placed on the circumference 17 of the deep rolling rollers 2 from the outside. Finally, a measuring device 18 is provided for checking a predetermined position of the deep rolling rollers 2 in relation to the double prism 16.
Das erste Prisma 14 befindet sich am Ende 20 einer Halterung 19, die von einer Stirnseite 21 her in das Gehäuse 22 des Festwalzrollenkopfes 3 eingreift. Mit Hilfe der Halterung 19 wird die Führungsrolle 4 während des Einstellvorgangs der Festwalzrollen 2 fixiert. Üblich ist es, die Festwalzrollen 2 gegenüber der Drehachse 5 der Führungsrolle 4 um einen kleinen Versatz außer mittig einzustellen. Dieser Versatz liegt zwischen 0,2 und 0,4 mm.The first prism 14 is located at the end 20 of a holder 19, which engages into the housing 22 of the deep rolling roller head 3 from a front side 21. The holder 19 is used to fix the guide roller 4 during the adjustment process of the deep rolling rollers 2. It is usual to adjust the deep rolling rollers 2 off-center by a small offset relative to the axis of rotation 5 of the guide roller 4. This offset is between 0.2 and 0.4 mm.
Das Doppelprisma 16 ist ebenfalls am Ende 24 einer Halterung 23 vorgesehen, die in der Flucht der Drehachse 5 der Führungsrolle 4 liegt und einen Abstand 25 zu einer Seite 26 des Gehäuses 22 des Festwalzrollenkopfes 3 hat.The double prism 16 is also provided at the end 24 of a holder 23, which is aligned with the axis of rotation 5 of the guide roller 4 and has a distance 25 to a side 26 of the housing 22 of the deep rolling roller head 3.
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Der Abstand 25 der Halterung 23 kann in Richtung der Drehachse 5 der Führungsrolle 4 eingestellt werden.The distance 25 of the bracket 23 can be adjusted in the direction of the axis of rotation 5 of the guide roller 4.
Entsprechend der Neigung der Festwalzrolle 2 ist das Doppelprisma 16 unter dem Winkel 27 der nach außen geneigten Achse 28 der Festwalzrolle 2 ebenfalls geneigt. Anhand einer Skala 33 kann der Winkel 27 eingestellt werden.In accordance with the inclination of the deep rolling roller 2, the double prism 16 is also inclined at the angle 27 of the outwardly inclined axis 28 of the deep rolling roller 2. The angle 27 can be set using a scale 33.
Die Halterung 23 hat auch einen seitlichen Abstand 29 zur Flucht der Drehachse 5 der Führungsrolle 4. Dieser Abstand 29 ist in Größen zwischen 0,2 und 0,4 mm veränderbar und einstellbar. Die Einstellung des Abstands 29 ist in den meisten Fällen so gewählt, dass sie der Drehrichtung der umlaufenden Kurbelwelle (nicht gezeigt) nacheilt.The bracket 23 also has a lateral distance 29 to the alignment of the rotation axis 5 of the guide roller 4. This distance 29 is variable and adjustable in sizes between 0.2 and 0.4 mm. In most cases, the setting of the distance 29 is selected so that it lags the direction of rotation of the rotating crankshaft (not shown).
Das erste Prisma 14 befindet sich am Ende 20 einer Halterung 19, welche Teil der Aufnahme 13 der Vorrichtung 1 ist. Das erste Prisma 14 ist in der Halterung 19 in Richtung auf die Führungsrolle 4 längs verschiebbar geführt. Das Ende 20 der Halterung 19 greift über eine Öffnung in die zugewandte Stirnseite 21 des Gehäuses 22 des Festwalzrollenkopfes 3 ein.The first prism 14 is located at the end 20 of a holder 19, which is part of the receptacle 13 of the device 1. The first prism 14 is guided in the holder 19 so that it can be moved longitudinally in the direction of the guide roller 4. The end 20 of the holder 19 engages via an opening in the facing end face 21 of the housing 22 of the deep rolling roller head 3.
Für die Einstellung jeder Festwalzrolle 2 eines Festwalzrollenkopfes 3 wird ein eigenes Doppelprisma 16 benötigt. Das Doppelprisma 16 ist in Richtung auf die Festwalzrolle 2 in einer Halterung 23 der Aufnahme 13 längs verschiebbar geführt. Die Halterung 23 kann unter einem Winkel 27 verstellt werden, welcher der Neigung der Festwalzrollen 2 im Festwalzrollenkopf 3 entspricht. Der Winkel 21 wird über geeignete Scharniere 34 eingestellt.A separate double prism 16 is required for the adjustment of each deep rolling roller 2 of a deep rolling roller head 3. The double prism 16 is guided longitudinally in a holder 23 of the holder 13 in the direction of the deep rolling roller 2. The holder 23 can be adjusted at an angle 27 which corresponds to the inclination of the deep rolling rollers 2 in the deep rolling roller head 3. The angle 21 is adjusted using suitable hinges 34.
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Auf der Unterseite der Halterung 23 ist eine Ausnehmung 32 vorgesehen, in welche der Messtaster 31 einer Messuhr 30 eingreift.On the underside of the holder 23, a recess 32 is provided into which the measuring probe 31 of a dial gauge 30 engages.
Jede Verschiebung der Rollenkäfige 7 in Bezug auf das Gehäuse 22 des Festwalzrollenkopfes 3 bewirkt eine Verschiebung der Ausnehmung 32 in Bezug auf den Messtaster 31 der Messuhr 30. Die gewünschte Einstellung der Festwalzrollen 2 in Bezug auf den Umfang 15 der Führungsrolle 4 sowie im Hinblick auf deren Winkel 27 gilt dann als erreicht, wenn der Ausschlag der Messuhr 30 ein Minimum aufweist. Sobald diese Stellung erreicht ist, werden die L-förmigen Halter 12 am Gehäuse 22 des Festwalzrollenkopfes 3 festgeschraubt.Each displacement of the roller cages 7 in relation to the housing 22 of the deep rolling roller head 3 causes a displacement of the recess 32 in relation to the measuring probe 31 of the dial gauge 30. The desired setting of the deep rolling rollers 2 in relation to the circumference 15 of the guide roller 4 and in relation to its angle 27 is considered to have been achieved when the deflection of the dial gauge 30 is at a minimum. As soon as this position is reached, the L-shaped holders 12 are screwed tightly to the housing 22 of the deep rolling roller head 3.
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