Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur spanabhebenden Bearbeitung einer zylindrischen Auflagefläche eines Lagersitzes oder eines darin ge- lagerten Lagerzapfens bei ausgebautem Lager mit zumindest einem in rotatorischer Schnittbewegung in dem durch Ausbau des Lagers entstandenen Spalt bewegbaren Schneidwerkzeug gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 , 2 sowie 13. Die Erfindung eignet sich besonders zur Bearbeitung von mittels relativ schmaler Radiallagerschalen gleitgelagerten Wellen, wie beispielsweise Kurbel- wellen von Zweitakt-Großdieselmotoren.

Bei Motoren und anderen mechanischen Baueinheiten, in denen relativ schnell drehende Wellen bei einer hohen Betriebstemperatur rundgeführt werden müssen, insbesondere bei Zweitakt-Großdieselmotoren, wie sie als Schiffs- oder Kraft- werksmotoren eingesetzt werden, kommt es immer wieder vor, dass ein Lager frisst, insbesondere wenn, wie bei vorstehend genannten Großdieselmotoren zumeist der Fall, als Gleitlager-Lagerschalen bzw. Zweihälfte-Lagerschalen eingesetzt werden, um die Welle an verschiedene Lagerzapfen gleitzulagem. Dabei kommt es vor, dass die Lagerschale bzw. eine der Lagerhalbschalen an der Welle, in den meisten Anmeldungsfällen der Erfindung an der Kurbelwelle, hängen bleibt und mit der Welle durchdreht. In diesem Fall kommt es zu einer starken Wärmeentwicklung, welche zu einer lokalen Gefügeänderung, Mikrorissen und Verformung des den Lagerzapfen umgebenden Lagersitzes, meist in der unteren Hälfte, also am Lagersattel führt und zu weiteren schweren Beschädigungen der ent- sprechenden Oberfläche aufgrund von Schleifspuren und Anschweißungen der durchdrehenden Lagerschale kommt. Ferner kann es auch vorkommen, dass der Ölfilm zwischen der Lagerschale und dem Lagerzapfen abreißt bzw. zerstört wird. Auch in diesem Fall kann es zu einer die vorstehend genannten Beschädigungen hervorrufenden Hitzeentwicklung kommen.

Bei dicken Lagerschalen ist es daher bekannt, nach Entnahme der Lagerschale ein Werkzeug in den dadurch gebildeten Spalt zwischen dem Kurbelwellenlagerzapfen und dem Lagersitz einzubringen, welches über einen Kettentrieb durch einen externen Motor angetrieben wird und um den Lagerzapfen rotiert. Das Werkzeug besteht aus einem Käfig mit einem Schieber, welcher einen Drehmeißel bei jeder Rotation ein Stück weit in Axialrichtung bewegt.

Dieses Werkzeug kann aber von seiner Bauform her nur bei relativ breiten Lagerspalten eingesetzt werden. So ist beispielsweise bei den vorstehend angesproche- nen Großdieselmotoren, wie sie als Schiffsdiesel oder in Kraftwerken eingesetzt werden, mit dicken Lagerschalen ca. 25 bis 50 mm Platz zwischen Kurbelwelle und Lagersitz, wohingegen bei dünnen Lagerschalen lediglich zwischen ca. 7 bis 20 mm Platz ist, in den ein solches Werkzeug nicht eingebracht werden kann.

In vielen Fällen ist es daher nötig, die Kurbelwelle aus dem Motor zu entnehmen, um genug Platz für die Bearbeitung des Lagerzapfens oder des Lagersitzes zu haben. Bei den angesprochenen Großdieselmotoren werden dafür einige Monate benötigt, weil dafür große Teile des Maschinenraums freigelegt werden müssen und ein Loch in die Schiffsseite oder in die Kraftwerkswand geschnitten werden muss, um genügend Raum zur Entnahme der Kurbelwelle bereitzustellen.

Die deutsche Patentanmeldung DE 37 16 058 AI offenbart die Bearbeitung eines Lagerzapfens eines Gleitlagers im eingebauten Zustand der Kurbelwelle. Das Gleitlager weist dabei einen geteilten Lagersitz mit einem abnehmbaren Lagerde- ekel auf. Zur Bearbeitung des Lagerzapfens wird der Lagerdeckel abgenommen und ein als zweigeteilte Bearbeitungsschale ausgebildetes Werkzeug in den durch Entnahme der Lagerschalen entstandenen Lagerspalt eingebracht. Die zweigeteilte Bearbeitungsschale wird dann über eine in den Lagerdeckel eingelegte Druckfederanordnung, oder weitere Druckfedern im Inneren des Lagerdeckels gegen den Lagerzapfen gepresst. Die Bearbeitungsschale weist dabei Schleifsteine auf, mit denen der Lagerzapfen bei Drehung der Welle abgeschliffen wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, dass die Bearbeitung von Auflageflächen an einem Lagersitz oder an einem Lagerzapfen vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. 2 gelöst, hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 13.

Zur Bearbeitung einer zylindrischen Auflagefläche eines Lagersitzes einer rundge- führten Welle bei ausgebautem Lager mit zumindest einem in dem durch Ausbau des Lagers entstandenen Spalt dreh beweg baren Schneidwerkzeug ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, welche neben dem Schneidwerkzweug eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Schneidwerkzeugs an dem Lagerzapfen aufweist, die so eingerichtet ist, dass bei Bearbeitung der Auflagefläche des Lagersitzes der Lagerzapfen als rotierender Werkzeugträger dient und das Schneidwerkzeug in einer rein rotatorischer Schnittbewegung an der Auflagefläche des Lagersitzes entlang geführt wird. Dabei ist die Befestigungseinrichtung zur rückstands- und zerstörungsfrei wieder lösbaren Befestigung des Schneidwerkzeugs im Kraft- und/oder Stoffschluss eingerichtet und weist für das Werk- zeug eine Klebeschicht auf, um das Werkzeug stoffschlüssig mit der Auflagefläche am Lagerzapfen zu verbinden. Ergänzend oder alternativ wäre die Verwendung von Schlauchschellen oder ähnlichen umlaufenden Befestigungsmitteln denkbar, um das Werkzeug an dem Lagerzapfen zu befestigen. Vorteilhaft ist damit auch bei einem engen Lagerspalt bzw. bei einem dünnen Lagerring eine Bearbeitung der Auflagefläche am Lagersitz möglich, ohne dass die Welle dafür entnommen werden muss. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich somit ein Verfahren umsetzen, bei dem eine derartige Vorrichtung zur Bearbeitung der Auflagefläche am Lagersitz an dem Lagerzapfen aufgeklebt und/oder mit der Schlauchschelle befestigt wird und danach die Welle gedreht wird.

Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung kann auch die zylindrische Auflage- fläche am Lagerzapfen auf ganz ähnliche Art bearbeitet werden. Dafür ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, welche zumindest ein in dem durch Ausbau des Lagers entstandenen Spalt zwischen einem Lagersitz und dem darin aufgenommenen Lagerzapfen drehbewegbares Schneidwerkzeug aufweist, sowie eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen des Schneidwerkzeugs an dem La- gersitz, die so eingerichtet ist, dass bei Bearbeitung der Auflagefläche des Lagerzapfens die Welle als Drehspindel dient und der Lagersitz als nichtrotierender Werkzeugträger, und das Schneidwerkzeug in einer rein rotatorischer Schnittbewegung an der Auflagefläche des Lagersitzes entlang geführt wird. Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich ein Verfahren umsetzen, bei dem eine derartige Vorrichtung zur Bearbeitung der Auflagefläche am Lagerzapfen an dem Lagersitz befestigt wird und danach die Welle gedreht wird. Dabei ist die Befestigungseinrichtung zur rückstands- und zerstörungsfrei wieder lösbaren Befestigung des Schneidwerkzeugs im Kraft- und/oder Stoffschluss eingerichtet und weist für das Werkzeug eine Kiebeschicht auf, um das Werkzeug stoffschiüssig mit der Auf- lagefläche am Lagersitz zu verbinden. Ergänzend oder alternativ wäre die Verwendung von Schlauchschellen oder ähnlichen umlaufenden Befestigungsmitteln denkbar, um das Werkzeug an dem Lagersitz zu befestigen.

Die Erfindung eignet sich dabei zur Bearbeitung aller Arten von Lagersitzen und Lagerzapfen, bei denen ein Ausbau der rundgeführten Welle schwierig ist und wenig Platz im durch Ausbau des Lagers vorhandenen Spalt vorhanden ist. Insbe- sondere eignet sich das Verfahren bzw. die Vorrichtung jedoch zur Bearbeitung von gleitgelagerten Wellen, da Gleitlager häufig als Zweihälften-Lagerschalen ausgeführt sind, so dass ein Ausbau der Lagerschale oder zumindest einer Lagerschalenhälfte auf einfache Weise möglich ist, ohne dass dafür die Welle entnom- men werden muss. Weiterhin eignet sich die Vorrichtung bzw. das Verfahren gemäß der Erfindung besonders für geteilte Lagersitze, bei denen der Lagersitz in einen Lagersattel und einen Lagerdeckel geteilt ist. Denn dann kann auf einfache Weise, meist durch Lösen von Spannbolzen, mit denen der Lagerdeckel am Lagersitz befestigt ist, der Lagerdeckel abgenommen werden, um die erfindungsge- mäße Vorrichtung an der dadurch zugänglich gemachten Welle bzw. an dem dadurch zugänglich gemachten Lagerzapfen zu befestigen, um den Lagersattel - oder nach erneutem Aufsetzen des Lagerdeckels - den Lagerdeckel zu bearbeiten. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch am Lagerdeckel bzw. an der z.B. innenzylindrischen Auflagefläche des Lagerdeckels befestigt werden, um nach erneutem Aufsetzen des Lagerdeckels die Auflagefläche am Lagerzapfen bzw. an der Welle zu bearbeiten.

Derartige geteilte Lager und Lagerschalen sind besonders häufig bei großen Zweitakt-Dieselmotoren anzutreffen, wie sie als Schiffsdiesel oder in Kraftwerken ein- gesetzt werden. Dort können besonders große Vorteile durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden. Denn die zur Reparatur des Schiffsmotors nötige Zeit sinkt drastisch, wenn die Kurbelwelle nicht ausgebaut werden muss, um den Lagersitz oder den Lagerzapfen zu bearbeiten. Damit sinkt auch der Wert des Schiffes, ab dem sich eine derartige Reparatur überhaupt noch lohnt, was letztlich zu einer Verlängerung der wirtschaftlichen Lebensdauer eines Schiffes führen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Wird die Welle bei an dem Lagerzapfen befestigten Werkzeug gedreht, so gerät dieses in eine rein rotatorische Schnittbewegung, wenn der Abstand zwischen dem Werkzeug und der zu bearbeitenden Auflagefläche am Lagersattel (oder Lagerdeckel) richtig eingestellt ist. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Einstelleinrichtung zur Einstellung des Abstands des Werkzeugs von der zu bearbeitenden Auflagefläche bzw. des Abstands des Werkzeugs von der Auflageflä- che, an der es befestigt ist, aufweist. Bei der Bearbeitung der Auflagefläche am Lagerdeckel oder, bei einem an der Auflagefläche des Lagerdeckels befestigten Werkzeug zur Bearbeitung der Auflagefläche am Lagerzapfen, bietet sich ferner die Möglichkeit, den Abstand zwischen Werkzeug und zu bearbeitender Auflagefläche dadurch einzustellen, dass nach Aufsetzen des Lagerdeckels die Lagerbol- zen, mit denen der Lagerdeckel mit dem Lagersattel verbunden ist, auf das gewünschte Maß angezogen werden, um so den Abstand zwischen Werkzeug und zu bearbeitender Oberfläche richtig einzustellen.

Als Werkzeug kommen dabei verschiedene Metallbearbeitungswerkzeuge in Be- tracht. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Werkzeuge an dem als Werkzeugträger fungierenden Lagerzapfen (bei der Bearbeitung des Lagersitzes) oder Lagersitz bei der Bearbeitung des Lagerzapfens zu befestigen.

So wäre es beispielsweise denkbar, eine oder zwei Reihen von als Wechselplat- ten ausgebildeten Schleifsteinen am Lagerzapfen oder am Lagersitz zu befestigen. Auch mehrere Reihen von Schleifsteinen wären denkbar. Ebenfalls denkbar wäre es, das Werkzeug als eine Schleifschicht aus einem entsprechenden Schleifmittel, z.B. einem Korund oder einem Bornitrid vorzusehen, welche dann mittels der Befestigungseinrichtung wie ein Abschnitt einer Schleifscheibe an dem Lager- zapfen befestigbar wäre. Bei dem Werkzeug oder den Werkzeugen könnte es sich jedoch auch um Werkzeuge mit einer oder mehreren definierten Schneidkanten handeln (z.B. ein Drehmeißel oder eine Reibahle), wobei das Werkzeug bzw. die Werkzeuge dann ebenfalls als Wechsel- oder Wendeschneidplatte ausgebildet sein könnte(n). Insbesondere beim Einsatz von derartigen als Wechsel- oder Wendeschneidplatten ausgebildeten Werkzeugen hat sich dabei eine als aufklebbare, flexible Matte ausgebildete Befestigungseinrichtung als besonders vorteilhaft erwiesen. Nach dem Freilegen des Lagerzapfens bzw. der Auflagefläche im Lagerdeckel kann die mit den Werkzeugen bestückte flexibe Matte dann einfach auf die Auflagefläche des Lagerzapfens aufgelegt und -geklebt werden oder entsprechend auf die Auflagefläche im Lagerdeckel.

Das Werkzeug oder im Fall von mehreren Werkzeugen die Werkzeuge müssen sich dabei nicht über die gesamte Breite der zu bearbeitenden Auflagefläche (in Axialrichtung der Welle) erstrecken. Vielmehr ist es auch möglich, die Auflagefläche Stück für Stück zu bearbeiten, indem nach Bearbeitung eines breiten Abschnitts der Auflagefläche die Vorrichtung zunächst abgenommen wird und dann neben diesem breiten Abschnitt wieder an dem als Werkzeugträger fungierenden Lagerzapfens bzw. Lagerdeckel befestigt wird. Selbstverständlich kann auch ein Werkzeug mit einer über die gesamte zu bearbeitende Breite durchgehenden Schneidkante oder Schleiffläche vorgesehen sein, so dass die gesamte zu bearbeitende Breite in einem Vorgang ohne Versetzen des Werkzeugs bearbeitet werden kann.

Insgesamt hat es sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Welle an weiteren Lagern gelagert ist und an diesen Lagerstellen in gelagerten Zustand belassen wird, wenn die Bearbeitung der jeweiligen zylindrischen Auflagefläche durchgeführt wird. Denn dann können die weiteren Lagerstellen als Abstützung der Welle und somit des Werkzeugs beim Bearbeiten der jeweiligen zylindrischen Auflagefläche dienen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sollen anhand der beiliegenden Zeichnungen im Folgenden näher erläutert werden. Es zeigen: Figur 1 eine stark schematisierte Darstellung einer an mehreren Lagerstellen rundgeführten Welle, wobei an einer Lagerstelle eine Vorrichtung zur Bearbeitung des Lagersattels gemäß der Erfindung eingesetzt ist und

Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer er findungsgemäßen Vorrichtung zur Bearbeitung eines Lagersattels.

Zunächst wird Bezug genommen auf die Figur 1 , welche in stark schematisierter Ansicht die Lagerung einer Welle 3 an mehreren Lagerstellen 5 darstellt. An der in der Figur linken und in der Figur rechten Lagerstelle 5 befindet sich die Welle 3 in einem über Lagerschalen 4 abgestützten Zustand, wohingegen an der in der Figur mittleren Lagerstelle 5 bzw. mittleren Lagersitz 5 eine Vorrichtung zur Bearbeitung des Lagersitzes 5, im dargestellten Fall der unteren Hälfte des Lagersitzes, d.h. des Lagersattels 5, auf die Welle 3 aufgebracht und daran befestigt ist. Die Vorrichtung weist dabei ein Werkzeug 1 auf, welches über eine Befestigungseinrichtung 2 an der Welle 3 bzw. an dem Lagerzapfen der Welle 3 des mittleren Lagers 5 befestigt ist.

Man erkennt, dass bei einer Drehung der Welle 3 und damit einer Bearbeitung des Lagersattels 5 die beiden äußeren Lagerstellen 5 über die Lagerschalen 4 als Abstützung für die Welle 3 dienen, so dass mit hoher Präzision hinsichtlich der geforderten Konzentrität der Auflagefläche des mittleren Lagersitzes 5 gearbeitet werden kann. Weiterhin erkennt man, dass die Werkzeug breite des Werkzeugs 1 klei- ner ist als die Auflagefläche des mittleren Lagesitzes 5, so dass nach Bearbeitung eines ersten Breitenabschnitts der Auflagefläche des mittleren Lagersitzes mittels Drehen der Welle 3 ein Umbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen muss. Dazu wird die Welle 3 soweit gedreht, dass die Vorrichtung bei abgenommenen Lagerdeckel des mittleren Lagersitzes 5 zugänglich ist und die Vorrichtung soweit seitlich versetzt werden kann, dass das Werkzeug 1 den weiteren Breitenbereich der Auflagefläche des mittleren Lagersitzes 5 bearbeitet, wenn die Welle 3 wiederum soweit gedreht wird, dass das Werkzeug 1 den gesamten Bearbeitungsabschnitt durchläuft.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 1 ein Grobbearbeitungs- also beispielsweise ein Schruppwerkzeug, wobei eine relativ kleine Werkzeugbreite und damit eine Werkzeugbreite, die kleiner als die Breite des Lagersattels 5 ist, bevorzugt wird, um in einem ersten Schritt die zu bearbeitende Oberfläche auf mehrere Breitenabschnitte verteilt zu bearbeiten und dadurch die Schnittkräfte gering zu halten. Wenn die Breite des Lagersitzes jedoch hinreichend klein ist, dass keine zu großen Schnittkräfte entstehen, kann die zu bearbeitende Oberfläche auch auf ein Mal ohne Werkzeugumbau mit einem Werkzeug mit einer Breite größer oder gleich der Lagersattelbreite bearbeitet werden. Für eine Feinbearbeitung in einem zweiten Schritt könnte dann ein breiteres Feinbearbeitungs- also beispielsweise Schlichtwerkzeug - eingesetzt werden, um die zu bearbeitende Ober- fläche zu polieren, um bei dann verringerten Schnittkräften eine ununterbrochene Oberfläche zu erzielen.

Auch eine Bearbeitung in mehreren Zügen wäre denkbar, beispielsweise um nach Drehung um einen bestimmten Winkel zunächst die entstandenen Späne zu ent- nehmen, bevor weitergearbeitet wird.

In Figur 2 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einzelnen dargestellt. Die Vorrichtung weist dabei drei Reihen von als Schleifsteinen ausgebildeten Werkzeugen 1 auf, welche auf einer Befestigungseinrich- tung 2 aufgenommen sind, über welche sie auf die Welle 3 bzw. den Lagerzapfen des zu bearbeitenden Lagersitzes aufgeklebt werden können, in dem die Befestigungseinrichtung 2 auf ihrer den Werkzeugen 1 gegenüberliegenden Seite mit einer Klebeschicht versehen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Befestigungseinrichtung 2 vorzugsweise als flexible Matte ausgebildet, welche eine Anzahl von frei konfigurierbaren Steckplätzen für die Werkzeuge 1 aufweist, wel- che somit je nach gewünschtem Bearbeitungsprofil auf die Befestigungseinrichtung 2 aufgesteckt werden können.

Selbstverständlich sind Abweichungen und Modifikationen von den gezeigten Aus- führungsbeispielen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Insbesondere wäre es denkbar, die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung mit einer als flexible Matte ausgebildeten Befestigungseinrichtung auf die Auflagefläche des Lagerdeckels des geteilten Lagersitzes aufzukleben und, nach Wiederaufsetzen des Lagerdeckels mit dem Werkzeug den Lagerzapfen zu bearbeiten, anstatt mit der in der Figur 2 eingezeichneten Krümmung der Befestigungseinrichtung zum Aufkleben derselben auf der Auflagefläche des Lagerzapfens die Auflagefläche des Lagersitzes. Ebenfalls wäre es denkbar, anstatt den Lagerdeckel als Werkzeugträger zur Bearbeitung des Lagerzapfens einzusetzen, die Vorrichtung an einem ei- gens dafür vorgesehenen Werkzeugträger zu befestigen und zur Bearbeitung des Lagerzapfens diesen separaten Werkzeugträger mitsamt der Vorrichtung anstatt des Lagerdeckels mit der aufgeklebten Vorrichtung aufzusetzen.

Bezugszeichenliste

1 Werkzeug

2 Befestigungseinrichtung

3 rundgeführte Welle / Lagerzapfen

4 Lagerschale 5 Lagersitz