DE102004007469B4

DE102004007469B4 - Einspann- und Mitnahmevorrichtung für Kurbelwellen

Info

Publication number: DE102004007469B4
Application number: DE102004007469A
Authority: DE
Inventors: Heino Claussen-Markefka; Gerald Heller
Original assignee: NAXOS UNION GmbH; NAXOS-UNION GmbH
Current assignee: NAXOS UNION GmbH; NAXOS-UNION GmbH
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2024-02-14
Also published as: DE102004007469A1

Abstract

Vorrichtung zur drehenden Mitnahme von Kurbelwellen (3), die zwischen Körnerspitzen (4) einer spanabhebenden Werkzeugmaschine aufgenommen werden, wobei die Körnerspitzen (4) drehfest mit dem Maschinengestell (14) verbunden sind, mit mindestens einem in radialer Richtung auf die Kurbelwelle (3) einwirkenden Spannmittel (2), wobei eine Lagerachse (25) mit nicht umlaufender Körnerspitze (4) durch das Spannmittel (2) hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Direktantrieb ein Ringmotor (23) vorgesehen ist und dass das Spannmittel (2) mit dem Ringmotor (23) in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen und drehenden Mitnehmen von Kurbelwellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zur Fertigbearbeitung werden Kurbelwellen zwischen Körnerspitzen eingespannt. Bei der Schleifbearbeitung der zentrischen Lagerstellen sind nicht umlaufende Körnerspitzen von Vorteil, weil damit in der Produktion auch langfristig die besten Toleranzen bezüglich der Rundheit erzielt werden. Im Vergleich zu mitlaufenden Körnerspitzen entfällt der negative Einfluss der lagerbedingten Unrundheit.
Zum Schleifen der exzentrischen Hublager werden die Kurbelwellen an den beiden äußeren zentrischen Lagerstellen fest zwischen zwei Werkstückspindeln eingespannt.
Aus der EP 1 342 536 A1 ist eine Mitnahmevorrichtung bekannt, welche an einem Hubzapfen der Kurbelwelle angreift. Die lose Mitnahme am Hubzapfen verursacht, wenn auch nur in geringem Ausmaß, eine unerwünschte Durchbiegung der Kurbelwelle.
In der DE 38 09 619 A1 wird eine Vorrichtung zum Spannen von Werkstücken mit radial wirkenden Spannmitteln und mitlaufenden Körnerspitzen gezeigt. Dabei sind die Körnerspitzen gegenüber den Spannmitteln axial verschiebbar.
Ferner ist aus der DE 443 721 A eine Vorrichtung bekannt, die das Schleifen Kurbelwellen zwischen feststehenden Körnerspitzen ermöglicht. Ähnlich wie bei der EP 1 342 536 A1 ist als Antrieb eine Mitnahmevorrichtung vorgesehen, welche unerwünschte Durchbiegungen der Kurbelwelle verursachen kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin die Fertigungsqualität von Kurbelwellen unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile zu verbessern.
Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, die Kurbelwelle zwischen feststehenden Körnerspitzen einzuspannen und über ein Ausgleichsspannfutter anzutreiben. Besonders vorteilhaft sind das Ausgleichsspannfutter und dessen Antrieb hohl ausgeführt, so dass eine Lagerachse mit nicht umlaufender Körnerspitze durch diese hindurchgeführt werden kann. Bei einer weiteren Ausführung ist dem Ausgleichsspannfutter eine Winkelmesseinrichtung direkt zugeordnet. Damit kann die Lage der Hubzapfen während der Rotation der Kurbelwelle um ihre Längsachse besonders präzise gesteuert, bzw. überwacht werden.
1 zeigt die Mitnahmevorrichtung 1 mit Kurbelwelle und Reitstock. Der Halter 22 trägt die Lagerachse 25 mit der Körnerspitze 4. Zwischen Körnerspitze 4 und Reitstock 18 ist die Kurbelwelle 3 eingespannt. Der Reitstock 18 und die Lagerachse 25 mit der Körnerspitze 4 sind drehsteif mit dem Maschinengestell 14 verbunden. Zum Aufnehmen der Kurbelwelle 3 sind beide jedoch in Richtung der Werkstücklängsachse 24 relativ zueinander beweglich. Bei einer vorteilhaften Ausführung ist die Lagerwelle 25 als Pinole in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar ausgeführt.
2 zeigt die Mitnahmevorrichtung 1 in vergrößerter Darstellung. Die Kurbelwelle 3 ist im Spannmittel 2 mittels Spannbacken 8 eingespannt. Die Spannbacken 8 sind an Klemmhebeln 9 befestigt, welche im Gehäuse 7 mit Lagerbolzen 10 schwenkbar gelagert sind. Zum Schwenken der Klemmhebel 9 sind in den Kolben 11 schräg zur Längsachse 24 verlaufende Spannkulissen 13 angebracht. Die Kolben 11 wiederum sind mit Druckfedern 12 vorgespannt. Auf diese Weise werden die Klemmhebel 9 durch die Druckfedern 12 in die Spannstellung geschwenkt und mit Spannkräften beaufschlagt. Am Umfang des Spannmittels 2 sind mehrere Spannbacken 8 verteilt. Dadurch heben sich die in radialer Richtung auf die Kurbelwelle 3 einwirkenden Spannkräfte gegenseitig auf. Auf diese Weise wird der Vorteil der stehenden Körnerspitzen mit dem der festen Einspannung kombiniert. Beim Lösen und Öffnen des Spannmittels 2 werden die Kolben 11 mit einem Druckmittel beaufschlagt und gegen die Federkräfte in die Offenstellung bewegt. Das Druckmittel gelangt durch die Zuführleitung 19 über den Ringkanal 20 in eine Druckkammer 21 und beaufschlagt dort die den Druckfedern 12 abgewandte Seite des Kolbens 11.
Das Spannmittel 2 ist auf der Lagerachse 25 mit Lagern 5, 6 drehbar gelagert. Besonders vorteilhaft ist das Spannmittel 2 als Ausgleichsspannfutter ausgeführt und mit einem Direktantrieb versehen. Dazu trägt der Flansch 26 den aus Magneten zusammengesetzten Rotor 16. Der Stator 17 mit elektrischen Wicklungen ist mit dem Motorgehäuse 27 fest verbunden. Stator 17 und Rotor 16 bilden zusammen einen Ringmotor 23. Bei Erregung der Wicklungen des Stators 17 wird der Rotor 16 und damit das Spannmittel 2 angetrieben.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist zwischen Spannmittel 2 und Ringmotor 23 eine Winkelmesseinrichtung 15 angeordnet. Damit kann die Lage der Hubzapfen 28 während der Rotation der Kurbelwelle 3 um ihre Längsachse 24 besonders genau gesteuert, bzw. überwacht werden.

1: Mitnahmevorrichtung
2: Spannmittel
3: Kurbelwelle
4: Körnerspitze
5: Lager
6: Lager
7: Gehäuse
8: Spannbacke
9: Klemmhebel
10: Lagerbolzen
11: Kolben
12: Druckfeder
13: Spannkulisse
14: Gestell
15: Winkelmeßsystem
16: Rotor
17: Stator
18: Reitstock
19: Zuführleitung
20: Ringkanal
21: Druckkammer
22: Halter
23: Ringmotor
24: Werkstücklängsachse
25: Lagerachse
26: Flansch
27: Motorgehäuse
28: Hubzapfen
29: Pumpe

Claims

Vorrichtung zur drehenden Mitnahme von Kurbelwellen (3), die zwischen Körnerspitzen (4) einer spanabhebenden Werkzeugmaschine aufgenommen werden, wobei die Körnerspitzen (4) drehfest mit dem Maschinengestell (14) verbunden sind, mit mindestens einem in radialer Richtung auf die Kurbelwelle (3) einwirkenden Spannmittel (2), wobei eine Lagerachse (25) mit nicht umlaufender Körnerspitze (4) durch das Spannmittel (2) hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Direktantrieb ein Ringmotor (23) vorgesehen ist und dass das Spannmittel (2) mit dem Ringmotor (23) in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (2) als Ausgleichsspannfutter ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (2) auf der Lagerachse (25) drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerachse (25) als Pinole in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Spannmittel (2) und Ringmotor (23) eine Winkelmesseinrichtung (15) angeordnet ist.