DE102006030492B4

DE102006030492B4 - Verfahren zum Schleifen einer Kompressor-Kurbelwelle

Info

Publication number: DE102006030492B4
Application number: DE102006030492.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Holm Iversen; Heinz Otto Lassen; Marten Nommensen; Ekkehard Handke
Original assignee: Secop GmbH
Current assignee: Secop GmbH
Priority date: 2006-07-01
Filing date: 2006-07-01
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2026-07-02
Also published as: CN101101016B; DE102006030492A1; CN101101016A; US20080000318A1; ITTO20070470A1

Abstract

Verfahren zum Schleifen einer Kompressor-Kurbelwelle (1) mit einem Wellenelement (2), einem Kurbelzapfen (9) und einem Übergangselement (7) zwischen dem Wellenelement (2) und dem Kurbelzapfen (9), bei dem das Wellenelement (2) an seinem Umfang geschliffen wird, bei dem man die Kompressor-Kurbelwelle (1) mit dem Übergangselement (7) in eine Aufnahme (25) einer Schleifmaschine einspannt und zur Positionierung des Übergangselements (7) in der Aufnahme (25) mindestens eine erste Referenzstelle (20) und eine zweite Referenzstelle (21a, 21b) verwendet, die am Umfang des Übergangselements (7) angeordnet sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine dritte Referenzstelle (22a,22b) am Übergangselement (7) verwendet, um die Kompressor-Kurbelwelle (1) in Axialrichtung zu positionieren und bei dem man zur axialen Positionierung ein Spannelement (32) verwendet, mit dem man an dem dem Übergangselement (7) abgewandten Ende des Wellenelements (2) auf einen Abschnitt (23) mit verringertem Durchmesser des Wellenelements (2) wirkt, wobei die Kompressor-Kurbelwelle (1) durch das Spannelement (32) in Axialrichtung in die Aufnahme (25) gedrückt wird, so dass die dritte Referenzstelle (22a,22b) in Axialrichtung an der Aufnahme (25) anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schleifen einer Kompressor-Kurbelwelle mit einem Wellenelement, einem Kurbelzapfen und einem Übergangselement zwischen dem Wellenelement und dem Kurbelzapfen, bei dem das Wellenelement an seinem Umfang geschliffen wird, bei dem man die Kompressor-Kurbelwelle mit dem Übergangselement in eine Aufnahme einer Schleifmaschine einspannt und zur Positionierung des Übergangselements in der Aufnahme mindestens eine erste Referenzstelle und eine zweite Referenzstelle verwendet, die am Umfang des Übergangselements angeordnet sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Kurbelwelle beschrieben, die für einen Kältemittelkompressor vorgesehen ist.
Kältemittelkompressoren, die als Tauchkolbenverdichter ausgebildet sind, haben üblicherweise eine Kurbelwelle, deren Wellenelement mit dem Rotor eines Antriebsmotors drehfest verbunden ist. Das mit dem Wellenelement rotierende Übergangselement erzeugt dann eine orbitierende Bewegung des Kurbelzapfens, der die Rotationsbewegung des Wellenelements in eine hin- und hergehende Bewegung eines Kolbens umsetzt. Hierzu ist der Kurbelzapfen über eine Pleuelstange mit dem Kolben des Tauchkolbenverdichters verbunden.
Üblicherweise sind derartige Kurbelwellen geschmiedet oder gegossen. Nach dem Herstellen eines Rohlings muß der Kurbelwellen-Rohling zumindest in den Bereichen geschliffen werden, in denen sich im Betrieb eine Relativbewegung zwischen einem rotierenden Element und einem nicht rotierenden Element ergibt. Dies gilt insbesondere für das Wellenelement, weil das Wellenelement üblicherweise zur Lagerung der Kurbelwelle verwendet wird. Herkömmliche Kurbelwellen für Kältemittelverdichter sind vielfach aus Gußeisen hergestellt, das vor dem Schleifen zunächst einer aufwendigen spannenden Nachbearbeitung unterworfen werden muß.
Zum Schleifen werden derartige Kurbelwellen in einem spitzenlosen Schleifprozeß geschliffen. Dabei wird die Kurbelwelle nach dem Einlegen in die Schleifmaschine zwischen einer rotierenden Schleifscheibe und einer ebenfalls umlaufenden Anpreßrolle, deren Drehachse geringfügig gegenüber der Rotationsachse der Schleifscheibe geneigt ist, geschliffen. Die Anpreßrolle sorgt dabei dafür, daß die Kurbelwelle in axialer Richtung bis zu einer vorbestimmten Position eingezogen wird. Wegen der relativ ungenauen Einlegeposition muß allerdings ein gewisser axialer Abstand zwischen dem Übergangselement und dem geschliffenen Abschnitt des Wellenelements eingehalten werden. Dies wiederum bedingt einen relativ großen axialen Abstand zwischen dem Kurbelzapfen und der Position, an der das Wellenelement radial gelagert werden kann. Damit ergibt sich ein relativ großer Hebelarm zwischen dem Kurbelzapfen und der dem Kurbelzapfen nächst benachbarten möglichen Lagerstelle.
Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß der Schleifprozeß insgesamt mit einer geringeren Genauigkeit erfolgt. Wenn man die Genauigkeit erhöhen möchte, ist ein erheblicher Mehraufwand erforderlich. Darüber hinaus läßt sich das Schleifwerkzeug nur mit einer relativ geringen Geschwindigkeit auf den Wellenabschnitt zubewegen, so daß sich relativ große Taktzeiten ergeben.
Bekannte Schleifverfahren sind beispielsweise in den Druckschriften US 2354258 A , US 2940227 A und DE 2102412 A offenbart. Die US 1858014 A betrifft eine Kurbelwelle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellungskosten der Kurbelwelle niedrig zu halten.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man die Kurbelwelle mit dem Übergangselement in eine Halterung einer Schleifmaschine einspannt und zur Positionierung des Übergangselements in der Halterung mindestens eine erste Referenzstelle und eine zweite Referenzstelle verwendet, die am Umfang des Übergangselements angeordnet sind.
Wenn man das Übergangselement verwendet, um die Kurbelwelle in der Schleifmaschine zu halten, dann kann man die Kurbelwelle, insbesondere das Wellenelement der Kurbelwelle, beim Schleifen mit einer sehr hohen Genauigkeit in einer vorbestimmten Position halten, so daß das Wellenelement mit einer hohen Genauigkeit geschliffen werden kann. Durch die Positionierung mit Hilfe von zwei Referenzstellen läßt sich erreichen, daß die Achse des Wellenelements und die Rotationsachse der Schleif-maschine übereinstimmen, so daß man mit einem relativ geringen Materialabtrag eine hochgenaue Kurbelwelle erzeugen kann.
Vorzugsweise drückt man mit einem beweglichen Element der Halterung, das auf das Übergangselement im Bereich der zweiten Referenzstelle drückt, das Übergangselement mit seiner ersten Referenzstelle gegen einen stationären Abschnitt der Halterung. Man verwendet also die zweite Referenzstelle nicht nur zur Positionsbestimmung, sondern auch, um das Übergangselement zu bewegen und beim Schleifvorgang festzuhalten.
Vorzugsweise verwendet man eine dritte Referenzstelle am Übergangselement, um die Kurbelwelle in Axialrichtung zu positionieren. Damit ist es möglich, daß man den Wellenabschnitt so genau axial führt, daß man ihn auf dem größten Teil seiner axialen Länge schleifen kann und zwar auch in unmittelbarer Nachbarschaft zum Übergangselement. Man kann also das Übergangselement bereits mit einer Axiallagerfläche versehen, ohne daß man befürchten muß, daß diese Axiallagerfläche beim Schleifen des Wellenelements beschädigt wird.
Vorzugsweise verwendet man zur axialen Positionierung ein Spannelement, mit dem man an dem dem Übergangselement abgewandten Ende des Wellenelements auf einem Abschnitt mit verringertem Durchmesser des Wellenelements wirkt. Das Spannelement kann auf einen konischen Abschnitt des Wellenelements wirken, so daß man das Spannelement verwenden kann, um das Wellenelement beim Schleifen nicht nur in Axialrichtung zu halten, sondern auch zu zentrieren. Dies verbessert die Genauigkeit beim Schleifen des Wellenabschnitts weiter, ohne die Kosten nennenswert zu erhöhen.
Wenn man eine Kurbelwelle, deren Übergangselement entlang seines Umfangs mindestens eine erste Referenzstelle und eine zweite Referenzstelle aufweist, an ihrem Wellenelement schleifen möchte, kann man den Kurbelwellen-Rohling in die Bearbeitungsmaschine einlegen und dort mit Hilfe des Übergangselements sehr genau positionieren. Das Übergangselement weist mindestens zwei Referenzstellen auf, so daß eine Positionierung in zwei Richtungen möglich ist. Mit einer Positionierung in zwei Richtungen läßt sich das Übergangselement aber so positionieren, daß die Wellenachse, z.B. die Achse des Wellenelements, mit der Rotationsrichtung der Schleifmaschine übereinstimmt. Wenn nun die Position des Wellenelements so festgelegt ist, kann man die Schleifscheibe relativ schnell an den Wellenabschnitt anstellen. Dabei kann man eine Schleifscheibe verwenden, die die Kontur des Wellenabschnitts bestimmt. Wenn man die Kurbelwelle beim Schleifen am Übergangselement festhält, dann muß man nicht mehr ein spitzenloses Schleifen verwenden, was die Genauigkeit bei der Bearbeitung verbessert.
Bevorzugterweise weist das Übergangselement mindestens eine dritte Referenzstelle auf einer Stirnseite auf. Damit ist es möglich, das Übergangselement auch für eine genaue axiale Positionierung der Kurbelwelle beim Schleifen zu verwenden. Durch die genaue axiale Festlegung kann man das Schleifwerkzeug näher an die Seite des Übergangselements heranführen, an der das Wellenelement angeordnet ist. Dies gilt auch dann, wenn das Übergangselement bereits eine bearbeitete Fläche aufweist, die später im eingebauten Zustand eine Axiallagerfläche bildet. Darüber hinaus treten keine Seitenkräfte am Schleifwerkzeug auf, so daß das Schleifwerkzeug eine höhere Standzeit hat. Man behält auch eine größere axiale Länge der Radiallagerflächen am Wellenelement, weil auch der dem Axiallager unmittelbar benachbarte Bereich als Lagerfläche ausgenutzt werden kann. Dies verbessert die Lagerungseigenschaften. Gleichzeitig wird der axiale Abstand zwischen dem Radiallager am Wellenelement und dem Kurbelzapfen, also dem Angriffspunkt der Pleuelstange an der Kurbelwelle, verringert. Dies vermindert die von Kolben und Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragenen und vom Radiallager aufzunehmenden Kräfte.
Vorzugsweise ist die dritte Referenzstelle an der Stirnseite angeordnet, an der der Kurbelzapfen angeordnet ist. Dies erleichtert die Positionierung. Wenn man das Wellenelement schleift, dann kann man die Kurbelwelle mit dem Übergangselement sozusagen bis zum Anschlag in eine Aufnahme einsetzen, wobei der Anschlag mit der dritten Referenzstelle zusammenwirkt, um die genaue axiale Position der Kurbelwelle zu sichern.
Vorzugsweise ist die zweite Referenzstelle durch zwei Referenzflächen gebildet, die auf beiden Seiten einer Längsachse des Übergangselements, insbesondere auf einander gegenüberliegenden Abschnitten des Umfangs angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Abschnitte müssen dabei nicht parallel zueinander verlaufen. Sie ermöglichen aber, daß die Aufnahme der Bearbeitungsmaschine das Übergangselement so zu sagen die Zange nimmt, so daß auf einfache Weise eine genaue Positionierung in eine Richtung möglich ist. Die Referenzflächen müssen nicht groß sein. Es ist jedoch von Vorteil, wenn sie so groß sind, daß sie Haltekräfte aufnehmen können mit denen die Kurbelwelle in der Aufnahme gehalten wird.
Hierbei ist bevorzugt, daß die Referenzflächen einen Winkel miteinander einschließen. Es gibt sich also eine Art Keil, der von entsprechenden Gegenflächen in der Aufnahme der Bearbeitungsmaschine ergriffen werden kann, um das Übergangselement und damit die Kurbelwelle in der Bearbeitungsmaschine zu positionieren.
Dies gilt insbesondere dann, wenn sich der Winkel zur ersten Referenzstelle hin öffnet. Man kann dann eine Aufnahme verwenden, die ein feststehendes Teil verwendet, an dem die erste Referenzstelle positioniert wird, und ein zweites bewegliches Teil, das mit der zweiten Referenzstelle zusammenwirkt. Wenn man nun das zweite Element auf das feststehende erste Element zu bewegt, dann ergibt sich eine Positionierung des Übergangselements mit Hilfe der ersten Referenzstelle und der beiden zweiten Referenzstellen automatisch. Das Übergangselement wird durch eine Art Zange positioniert und gehalten.
Vorzugsweise sind der Kurbelzapfen und die erste Referenzstelle auf gegenüberliegenden Seiten des Wellenelements angeordnet. Damit stört der Kurbelzapfen beim Positionieren nicht. Er verdeckt vor allem nicht die Sicht einer Bedienungsperson auf die erste Referenz-stelle.
Bevorzugterweise weist das Wellenelement im Bereich seines vom Übergangselement abgewandten Endes eine Durchmesserverringerung auf. An dieser Durchmesserverringerung kann dann ein Spannelement angreifen, mit dem die Kurbelwelle in die Aufnahme gespannt wird. Die axiale Position ergibt sich, wie oben bereits ausgeführt, anhand der dritten Referenzstelle. Die Durchmesserverringerung des Wellenelements schafft dann eine zusätzliche Fläche, an der das Spannelement angreifen kann. Da eine derartige Durchmesserverringerung in der Regel konisch erfolgt, kann man das Spannelement ebenfalls mit konischen Flanken ausrüsten, so daß sich beim axialen Spannen eine Zentrierung auch an diesem Ende des Wellenelements ergibt. Man kann das Wellenelement am Umfang ergreifen, ohne daß das Spannelement geschliffen wird.
Vorzugsweise ist das Wellenelement durch mindestens zwei teleskopartig zusammengesetzte Abschnitte gebildet. Die beiden Abschnitte können vor dem Schleifen fest miteinander verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen. Wenn man teleskopartig zusammengesteckte Abschnitte verwendet, dann kann man mit den gleichen Elementen unterschiedliche Kurbelwellen erzeugen, vor allem solche, die sich in der axialen Länge des Wellenelements unterscheiden. Dies ist ein weiterer Beitrag dazu, die Herstellungskosten niedrig zu halten.
Vorzugsweise weist das Übergangselement einen Wellenzapfen auf seiner dem Kurbelzapfen gegenüber liegenden Seite auf, der in das Wellenelement eingesteckt ist. Man kann also das Wellenelement und das Übergangselement getrennt voneinander fertigen und diese beiden Elemente einfach dadurch zusammensetzen, daß man den Wellenzapfen in das Wellenelement einsetzt und mit dem Wellenelement verbindet, beispielsweise ebenfalls durch Schweißen. Da diese Verbindung vor dem Schleifen erfolgt, ist sie unkritisch.
Vorzugsweise ist das Übergangselement als Sinterteil oder als Fließpreßteil ausgebildet. Sowohl ein Sinterteil als auch ein Fließpreßteil, insbesondere ein Kaltfließpreßteil, läßt sich mit einer sehr hohen Genauigkeit fertigen, so daß man zum Erzeugen der Referenz-stellen in der Regel sogar ohne Nachbearbeitung des Übergangselements auskommt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

1 eine Kurbelwelle in Schnittdarstellung,
2 die Kurbelwelle in perspektivischer Darstellung,
3 die Kurbelwelle in Draufsicht,
4 eine Seitenansicht der Kurbelwelle und
5 eine Vorrichtung zum Schleifen des Wellenabschnitts der Kurbelwelle.

Eine in 1 dargestellte Kurbelwelle 1 eines Kältemittel-Kompressors weist ein Wellenelement 2 auf, das später mit einem nur schematisch dargestellten Rotor 3 eines elektrischen Antriebsmotors verbunden wird. Das Wellenelement 3 ist aus zwei teleskopartig zusammengesetzten Abschnitten 4, 5 gebildet, die in einem Überlappungsabschnitt 6 miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Schweißen.
Eine derartige Kurbelwelle 1 wird in der Regel in der dargestellten Position betrieben, in der das Wellenelement im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. Aus Gründen der Einfachheit werden im Folgenden Richtungsangaben wie „oben“ oder „unten“ verwendet, die sich auf die Darstellung der 1, 2 und 4 beziehen. Damit ist aber keine endgültige Festlegung der Kurbelwelle 1 im Raum verbunden.
Am oberen Ende des Abschnitts 4 des Wellenelements 2 ist ein Übergangselement 7 angeordnet. Das Übergangselement 7 ist als Sinterteil oder Fließpreßteil, insbesondere Kaltfließpreßteil ausgebildet. Es kann daher mit einer hohen Präzision gefertigt werden, ohne daß zum Herstellen der genauen Abmessungen weitere Bearbeitungsschritte erforderlich sind.
Das Übergangselement 7 weist einen Wellenzapfen 8 auf, der in den oberen Abschnitt 4 des Wellenelements 2 eingesteckt ist. Das Wellenelement 2 ist insgesamt hohl ausgebildet.
Auf der dem Wellenelement 2 abgewandten Seite ist ein Kurbelzapfen 9 angeordnet, dessen Umfangsfläche 10 ein Pleuellager bildet, das zur Lagerung einer Pleuelstange 11 dient, die letztendlich in einer nicht näher dargestellten, aber an sich bekannten Weise einen Kolben in einem Zylinder des Kompressors hin- und herbewegt.
Der Kurbelzapfen 9 ist, genau wie die beiden Abschnitte 4, 5 des Wellenelements als Tiefziehteil ausgebildet. Der Kurbelzapfen 9 ist in einer Vertiefung 12 auf der Oberseite des Übergangselements angeordnet. Er weist in seiner Umfangswand 10 eine Ölaustrittsöffnung 13 auf, um das Lager mit der Pleuelstange 11 zu schmieren.
Das Wellenelement 2 ist in einen oberen Lagerblock 14 radial gelagert, wobei der Lagerblock 14 auch eine Lagerfläche 15 für ein Axiallager bildet. Auf dieser Lagerfläche 15 liegt das Übergangselement 7 mit einer axialen Lagerfläche 16 auf. Das Übergangselement 7 weist als Verlängerung des Wellenelements 2 einen Freistich 17 auf, durch den Öl aus dem Inneren des Wellenelements 2 und durch Axialkanäle 18, die zwischen dem Wellenzapfen 8 und dem Wellenelement 2 gebildet sind, zum Axiallager zwischen den beiden Flächen 15, 16 gelangen kann.
Am unteren Ende ist das Wellenelement 2 in einem unteren Lagerblock 19 gelagert, wobei der Lagerblock 19 nur die Funktion eines Radiallagers erfüllt.
Zur Herstellung einer derartigen Kurbelwelle 1 werden das Wellenelement 2, das Übergangselement 7 und der Kurbelzapfen 9 als getrennte Elemente gefertigt. Wie oben erwähnt, ist das Übergangselement 7 als Sinterteil oder Fließpreßteil ausgebildet, so daß es nach seiner Herstellung bereits mit einer ausreichend hohen Genauigkeit vorliegt. Das Übergangselement 7 und das Wellenelement 2 werden miteinander verbunden. Der Kurbelzapfen 9 wird mit dem Übergangselement 7 verbunden. Anschließend müssen sowohl das Wellenelement 2 als auch der Kurbelzapfen 9 geschliffen werden, und zwar so, daß die Umfangsfläche 10 des Kurbelzapfens 9 parallel zur Rotationsachse des Wellenelements 2 verläuft, die ihrerseits wiederum parallel zu den Radiallagerflächen in den Lagerblöcken 14, 19 ausgerichtet ist. Dementsprechend muß das Wellenelement 2 zumindest im Bereich der Abschnitte geschliffen werden, in denen sich später die Radiallager der Lagerblöcke 14, 19 befinden.
Um einen derartigen Schleifvorgang mit einer möglichst hohen Genauigkeit durchführen zu können, weist das Übergangselement 7 mehrere Referenzstellen auf. Dabei ist eine erste Referenzstelle 20 an einem Ende des Übergangselements 7 angeordnet, das dem Kurbelzapfen 9 gegenüberliegt. Die erste Referenzstelle 20 ist gebildet durch eine Ausnehmung in der Umfangswand des Übergangselements 7.
Eine zweite Referenzstelle 21a, 21b (3) ist ebenfalls an der Umfangswand des Übergangselements 7 angeordnet. Die zweite Referenzstelle 21a, 21b ist durch zwei Referenzflächen gebildet, die einander gegenüberliegen und einen Winkel α miteinander einschließen, der sich zur ersten Referenzstelle 20 hin öffnet.
Eine dritte Referenzstelle 22a, 22b ist an der Oberseite des Übergangselements 7 gebildet, also an der Seite, an der auch der Kurbelzapfen 9 angeordnet ist. Auch die dritte Referenzstelle 22a, 22b ist durch zwei Flächen gebildet, die allerdings in einer Ebene liegen. Sie sind der Vertiefung 12 benachbart angeordnet.
Das Wellenelement 2 weist an seinem unteren Ende, d.h. an dem Ende, das dem Übergangselement 7 abgewandt ist, eine Durchmesserverringerung 23 auf, die sich über eine Konusfläche 24 zum Übergangselement 7 hin erweitert.
Wie aus den 3 bis 5 hervorgeht, läßt sich nun eine derartige Kurbelwelle 1 sehr genau in einer Aufnahme 25 einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, positionieren. Wie aus 3 zu erkennen ist, weist die Aufnahme 25 ein festes Element 26 und ein bewegliches Element 27 auf, das in eine Spannrichtung 28 auf das feste Element 26 zu bewegbar ist.
Zum Positionieren des Übergangselements 7 in der in 3 dargestellten Ebene wird nun das Übergangselement 7 mit seiner ersten Referenzstelle 20 in dem festen Element 26 positioniert. Das bewegliche Element 27 erfaßt das Übergangselement 7 an den beiden zweiten Referenzstellen 21a, 21b. Dadurch wird das Übergangselement 7 zentriert, also so ausgerichtet, daß eine Längsachse 29 eine vorbestimmte Position einnimmt, beispielsweise parallel zur Spannrichtung 28. Aufgrund der Neigung der beiden die zweite Referenzstelle 21a, 21b bildenden Flächen kann das bewegliche Element 27 auch noch eine Spannkraft in Spannrichtung 28 ausüben, so daß eine Querachse 30, die die beiden zweiten Referenzstellen 21a, 21b miteinander verbindet, durch das Zusammenwirken der ersten Referenzstelle 20 mit der zweiten Referenzstelle 21a, 21b ebenfalls eine vorbestimmte Position erhält. Durch das Festlegen der Längsachse 29 und der Querachse 30 wird eine Mittelachse 31 des Übergangselements 7, die mit der Mittelachse des Wellenelements 2 übereinstimmt, so positioniert, daß diese Mittelachse 31 mit der Rotationsachse 34 (5) einer Schleifmaschine 50 übereinstimmt.
Gleichzeitig wird, wie dies aus den 4 und 5 zu erkennen ist, die Kurbelwelle 1 durch ein Spannelement 32 in Axialrichtung in die Aufnahme 25 gedrückt, so daß die dritte Referenzstelle 22a, 22b in Axialrichtung an der Aufnahme 25 anliegt. Dadurch ist die Kurbelwelle 1 in der Aufnahme 25 in drei Raumrichtungen sehr präzise festgelegt. Eine zusätzliche Zentrierung erfolgt dadurch, daß das Spannelement 32 eine konisch ausgebildete Stirnseite 33 hat, die auf die Konusfläche 24 wirkt, mit der die Durchmesserverringerung 23 in den Rest des Wellenelements 2 übergeht.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Schleifmaschine 50, bei der die Aufnahme 25 um die Rotationsachse 34 drehbar ist. Ein hierzu erforderlicher Motor ist aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt. Die Kurbelwelle 1 wird durch die Aufnahme 25 und das am anderen Ende angeordnete Spannelement 32 gehalten. Die Aufnahme 25 greift am Übergangselement 7 an. Das Spannelement 32 rotiert mit der Kurbelwelle 1 mit. Es gibt also keine Relativbewegung zwischen dem Spannelement 32 und dem Wellenelement 2.
Eine Schleifscheibe 35, die die Kontur der Kurbelwelle 1, genauer gesagt, des Wellenelements 2 hat, rotiert um eine Achse 36. Die Achse 36 kann, muß aber nicht genau parallel zur Rotationsachse 34 verlaufen. Dabei kann das gesamte Wellenelement 2 geschliffen werden mit Ausnahme des Abschnitts, der vom Spannelement 32 umgriffen ist. Aufgrund der hochgenauen axialen Fixierung kann man die Schleifscheibe 35 sehr dicht an das Übergangselement 7 heranfahren, ohne die Lagerfläche 16 zu beschädigen. Diese kann also vor dem Zusammenfügen von Übergangselement 7 und Wellenelement 2 bereits bearbeitet worden sein.
Die genaue Positionierung der Kurbelwelle 1 durch die am Übergangselement 7 ausgebildeten Referenzstellen 20, 21a, 21b, 22a, 22b ermöglicht ein sehr schnelles radiales Einfahren der Schleifscheibe 35. Bei der Verwendung von tiefgezogenen Rohrteilen für die Herstellung des Wellenelements 2, die an sich schon sehr präzise hergestellt werden können, ergibt sich ein nur sehr geringer Nachbearbeitungsbedarf. Der Schleifprozeß kann also mit sehr kurzen Taktzeiten erfolgen.
Vorteilhafterweise kann dem Wellenelement 2 während des Schleifens Kühl- bzw. Spülflüssigkeit zugeführt werden, die durch die im Wellenelement 2 vorhandenen Radialbohrungen 37, 38, die später zur Schmierung der Radiallager dienen, und die axialen Öffnungen an der Unter- bzw. Oberseite des Übergangselements 7 austreten kann. Die Zufuhr dieser Flüssigkeit erfolgt durch eine axiale Öffnung 39 im Spannelement 32. Dies ermöglicht eine bessere Kühlung des Wellenelements 2 beim Schleifen und ein verbessertes Entfernen von Schleifrückständen von der Kurbelwelle 1. Insbesondere kann man dadurch verhindern, daß sich Rückstände im Inneren des Wellenelements 2 niederschlagen können, die sonst nur schwierig zu entfernen sind.
Dargestellt ist außerdem eine Meßvorrichtung 40 zur laufenden Kontrolle des Außendurchmessers des Wellenelementes 2 der Kurbelwelle 1. Dies ermöglicht eine aktive Überwachung des Schleifprozesses und eine genaue Steuerung der Schleifscheibe 35, z.B. eine laufende Nachstellung bei Verschleiß der Schleifscheibe 35.
Anstelle der dargestellten Schleifscheibe 35, die eine der Kontur des Wellenelements 2 entsprechende Außenkontur hat, kann man natürlich auch eine Schleifscheibe verwenden, die beim Schleifen in Axialrichtung über das Wellenelement 2 bewegt wird, wobei die Kontur des Wellenelements 2 dann durch die Steuerung der radialen Bewegung der Schleifscheibe hervorgerufen wird.
Dadurch, daß man die Schleifscheibe 35 sehr nahe an die Unterseite des Übergangselements 7 heranfahren kann, kann man das Wellenelement 2 bis in einen Bereich schleifen, der sehr dicht am Übergangselement 7 liegt. Dementsprechend kann man das Radiallager auch sehr dicht am Übergangselement 7 anordnen, so daß Hebelkräfte, die vom Kurbelzapfen 9 auf das Radiallager wirken, klein gehalten werden können.

Claims

Verfahren zum Schleifen einer Kompressor-Kurbelwelle (1) mit einem Wellenelement (2), einem Kurbelzapfen (9) und einem Übergangselement (7) zwischen dem Wellenelement (2) und dem Kurbelzapfen (9), bei dem das Wellenelement (2) an seinem Umfang geschliffen wird, bei dem man die Kompressor-Kurbelwelle (1) mit dem Übergangselement (7) in eine Aufnahme (25) einer Schleifmaschine einspannt und zur Positionierung des Übergangselements (7) in der Aufnahme (25) mindestens eine erste Referenzstelle (20) und eine zweite Referenzstelle (21a, 21b) verwendet, die am Umfang des Übergangselements (7) angeordnet sind, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine dritte Referenzstelle (22a,22b) am Übergangselement (7) verwendet, um die Kompressor-Kurbelwelle (1) in Axialrichtung zu positionieren und bei dem man zur axialen Positionierung ein Spannelement (32) verwendet, mit dem man an dem dem Übergangselement (7) abgewandten Ende des Wellenelements (2) auf einen Abschnitt (23) mit verringertem Durchmesser des Wellenelements (2) wirkt, wobei die Kompressor-Kurbelwelle (1) durch das Spannelement (32) in Axialrichtung in die Aufnahme (25) gedrückt wird, so dass die dritte Referenzstelle (22a,22b) in Axialrichtung an der Aufnahme (25) anliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit einem beweglichen Element (27) der Halterung (25), das auf das Übergangselement (7) im Bereich der zweiten Referenzstelle (21a, 21b) wirkt, das Übergangselement (7) mit seiner ersten Referenzstelle (20) gegen einen stationären Abschnitt der Halterung (25) drückt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kompressor-Kurbelwelle (1) um eine Kältemittelkompressor-Kurbelwelle handelt.