Heffe, Roland (Forster Strasse 15, Korschenbroich, 41352, DE)
Heimann, Alfred (Trierer Strasse 38, Aachen, 52078, DE)
Nijssen, Theo (Nieuwstraat 19, Cj Beesel, NL-5954, NL)
Risters, Frank (In Bellinghoven 73, Erkelenz, 41812, DE)
Winnertz, Jürgen (Am Kammersbusch 14, Erkelenz, 41812, DE)
Freitag, Ralf (Am Siefweg 11, Grevenbroich, 41517, DE)
Heffe, Roland (Forster Strasse 15, Korschenbroich, 41352, DE)
Heimann, Alfred (Trierer Strasse 38, Aachen, 52078, DE)
Nijssen, Theo (Nieuwstraat 19, Cj Beesel, NL-5954, NL)
Risters, Frank (In Bellinghoven 73, Erkelenz, 41812, DE)
Winnertz, Jürgen (Am Kammersbusch 14, Erkelenz, 41812, DE)
| 1. | Verfahren zum Festwalzen der Einstiche oder Radien an den Übergängen zwischen Lagerzapfen und Wangen oder Flanschen von Kurbelwellen mit Hilfe eines in scherenartiger Bauweise ausgeführten Festwalzgeräts einer Festwalzmaschine mit zwei Scherenarmen, die über ein Drehgelenk gelenkig miteinander verbunden sind, wobei an den jeweils einander entsprechenden äußeren Enden der Scherenarme ein Festwalzrollenkopf und ein Stützrollenkopf als Teile eines Festwalzwerkzeugs bzw. ein Kraftgerät zum Erzeugen der Festwalzkraft angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s man die Eindringtiefe der Festwalzrollen in die Einstiche oder Radien unter der Festwalzkraft durch Erfassen der gegenseitigen Stellung, welche die beiden Scherenarme momentan einnehmen, am Drehgelenk misst. |
| 2. | Verfahren zum Festwalzen der Einstiche oder Radien an den Übergängen zwischen Lagerzapfen und Wangen oder Flanschen von Kurbelwellen mit Hilfe eines in scherenartiger Bauweise ausgeführten Festwalzgeräts einer Festwalzmaschine mit zwei Scherenarmen, die über ein Drehgelenk gelenkig miteinander verbunden sind, wobei an den jeweils einander entsprechenden äußeren Enden der Scherenarme ein Festwalzrollenkopf und ein Stützrollenkopf als Teile eines Festwalzwerkzeugs bzw. ein Kraftgerät zum Erzeugen der Festwalzkraft angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s man die Durchbiegung von einem der beiden Scherenarme unter der Festwalzkraft zwischen seinem äußeren Ende, an dem das Kraftgerät angreift, und dem Drehgelenk misst . |
| 3. | Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s man die Eindringtiefe und die Festwalzkraft gleichzeitig misst . |
| 4. | Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s man aus der gemessenen Eindringtiefe die Höhe der Festwalzkraft regelt . |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s man mit der gemessenen Festwalzkraft die Eindringtiefe regelt. |
| 6. | Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s am Drehgelenk (24) zugehörig zu einem der beiden Scherenarme (2, 3) ein Messband (18) und zugehörig zu dem anderen Scherenarm (2, 3) ein Sensor (19) vorgesehen ist, der die jeweilige Stellung des Messbandes (18) erfasst. |
| 7. | Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s auf einer der beiden Längsseiten (21) eines Scherenarmes (2, 3) ein Dehnmessstreifen (22) zur Messung der Durchbiegung angeordnet ist. |
| 8. | Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Messwerte der Eindringtiefe und der Festwalzkraft einer gemeinsamen Auswertestation zugeführt werden, die den Festwalzprozess überwacht und steuert. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Festwalzen der Einstiche oder Radien an den Übergängen zwischen Lagerzapfen und Wangen oder Flanschen von Kurbelwellen mit Hilfe eines in scherenartiger Bauweise ausgeführten Festwalzgeräts einer Festwalzmaschine mit zwei Scherenarmen, die über ein Drehgelenk gelenkig miteinander verbunden sind, wobei an den jeweils einander entsprechenden äußeren Enden der Scherenarme ein Festwalzrollenkopf und ein Stützrollenkopf als Teile eines Festwalzwerkzeugs beziehungsweise ein Kraftgerät zum Erzeugen der Festwalzkraft angeordnet sind.
Ein vergleichbares Verfahren zum Verfestigen von Werkstückoberflächen ist beispielsweise aus der DE 195 11 882 B4 bekannt. Danach ist ein Verfahren zum Verfestigen von Werkstückoberflächen durch Erzeugen von Druckeigenspannung mittels verformender Werkzeuge und der messtechnischen Erfassung der Werkstückoberfläche bekannt, bei dem die Werkstückoberfläche während des Verfestigungsvorgangs messtechnisch erfasst wird und aus den Messergebnissen Regelgrößen zur Einstellung/Veränderung von Werkstückparametern abgeleitet werden. Zugleich ist eine Vorrichtung an einem Festwalzgerät bekannt, bei welcher im Festwalzwerkzeug ein pneumatischer Tastkopf federnd gelagert ist, welcher der Festwalzrolle diametral gegenüberliegend angeordnet ist .
Nachteilig an dem bekannten Verfahren und an der dafür vorgesehenen Vorrichtung ist zugleich, dass die Oberflächenkontur messtechnisch erfasst wird an einer Stelle des Werkstücks, hier der Kurbelwelle, in deren unmittelbarer Nähe die Teile des Festwalzwerkzeugs wirksam werden. Innerhalb der geringen Abmessungen, welche ein Festwalzwerkzeug aufweist, ist es schwierig noch zusätzlich ein Messgerät anzubringen. Ein dort untergebrachtes Werkzeug unterliegt besonders der Gefahr des Verschmutzens . Schließlich ist es viel genauer und direkter, die Wirkung des Festwalzwerkzeugs unmittelbar am Werkstück festzustellen und nicht über den Umweg von pneumatischen Medien.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit welchen sowohl die Eindringtiefe der Festwalzrollen in die Einstiche oder Radien der festzuwalzenden Kurbelwelle als auch die Festwalzkraft, die für das Eindringen der Festwalzrollen in die Radien oder Einstiche notwendig ist, zu erfassen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass man die Eindringtiefe der Festwalzrollen in die Einstiche oder Radien unter der Festwalzkraft durch Erfassen der gegenseitigen Stellung, welche die beiden Scherenarme momentan einnehmen, am Drehgelenk misst. Somit ist die Stelle, an welcher die Eindringtiefe gemessen wird, vom Ort, wo das Eindringen der Festwalzrollen stattfindet, ausreichend weit entfernt, um vor Verschmutzungen sicher zu sein, ohne den verfügbaren Einbauraum des Festwalzgeräts zu beeinträchtigen.
In geeigneter Weise wird demgegenüber die Festwalzkraft dadurch gemessen, dass man die Durchbiegung von einem der
beiden Scherenarme unter der Festwalzkraft zwischen dem äußeren Ende, an dem das Kraftgerät angreift und dem Drehgelenk misst. Auch mit dieser Anordnung wird der für das Festwalzgerät in der Festwalzmaschine zur Verfügung stehende Raum optimal ausgenutzt und zugleich eine gute Zugänglichkeit zum Messort erhalten. Dank der hohen Auflösung moderner Messgeräte sind die erhaltenen Messwerte sehr genau und frei von irgendwelchen anderen Einflüssen aus der Maschine.
Die Messwerte der Eindringtiefe wie auch der Festwalzkraft werden einer gemeinsamen Auswertestation zugeführt und in Regelgrößen, entweder für die Eindringtiefe oder für die Festwalzkraft, umgewandelt, mit deren Hilfe sodann der gesamte Festwalzprozess mit großer Genauigkeit gesteuert werden kann.
Eine Vorrichtung zur Messung der Eindringtiefe sieht am Drehgelenk, zugehörig zu einem der beiden Scherenarme, ein Messband vor und zugehörig zu dem anderen Scherenarm einen Sensor, der die jeweilige Stellung des Messbandes erfasst .
Zur Messung der Festwalzkraft ist auf einer der beiden Längsseiten eines Scherenarms ein Dehnmessstreifen angebracht, der die Durchbiegung des Scherenarms unter der Wirkung der Festwalzkraft misst.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt die wesentlichen Teile eines Festwalzgeräts in der Seitenansicht in verkleinertem Maßstab.
Das Festwalzgerät 1 ist in scherenartiger Bauweise ausgeführt. Es besteht aus den beiden Scherenarmen 2 und 3, die über das Drehgelenk 24 gelenkig miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden einander zugeordneten ersten äußeren Enden 4 und 5 der Scherenarme 2 und 3 ist das Festwalzwerkzeug 6 mit seinen Teilen Festwalzrollenkopf 7 und Stützrollenkopf 8 angeordnet.
Zwischen den zweiten äußeren Enden 9 und 10 der beiden Scherenarme 2 und 3 befindet sich das Kraftgerät 11 zum Erzeugen der Festwalzkraft zwischen dem
Festwalzrollenkopf 7 und dem Stützrollenkopf 8. Unter der Wirkung des Kraftgeräts 11 dringen Festwalzrollen 12 in die Einstiche oder Radien an den Lagerzapfen von Kurbelwellen (nicht gezeigt) ein, die gegenüber den Festwalzrollen 12 von den beiden Stützrollen 13 und 14 abgestützt werden. Dieser Vorgang ist dem einschlägigen Fachmann hinreichend bekannt, so dass darauf verzichtet werden kann, in der vorliegenden Beschreibung auf weitere Einzelheiten einzugehen.
Das Drehgelenk 24 wird von einem Bolzen 15 gebildet, der jeweils von Augen 16 und 17 eines der beiden Scherenarme 2 und 3 umschlossen wird. Auf dem Außenumfang des Auges 17 ist ein Messband 18 angeordnet, das einen großen Abschnitt des Außenumfangs des Auges 17 umfasst. An dem Scherenarm 2 ist ein Sensor 19 vorgesehen, der die jeweilige Stellung des Messbandes 18 und damit die Stellung der beiden Scherenarme 2 und 3 zueinander feststellt und über Anschlüsse 20 einer Auswerteeinheit (nicht gezeigt) übermittelt. Die messtechnische Auflösung dieser Anordnung ist ausreichend groß, um die Eindringtiefe der Festwalzrollen mit einer Genauigkeit zu
ermitteln, welche in der Größenordnung zwischen 0,1 und 0,01 mm liegt .
Auf der Außenseite 21 des zweiten äußeren Endes 9 des Scherenarmes 2 ist ein weiteres Messgerät 22 vorgesehen. Im Inneren des Messgeräts 22 befinden sich Dehnmessstreifen (nicht gezeigt) , die auf der Oberfläche der Außenseite 21 angebracht sind. Unter der Wirkung der Festwalzkraft des Kraftgeräts 11 erfährt das zweite äußere Ende des Scherenarms 2 eine Durchbiegung. Diese Durchbiegung ist proportional der Höhe der Festwalzkraft. Durch das Messen der Durchbiegung mit dem Messgerät 22 erhält man folglich einen Messwert, welcher der Höhe der Festwalzkraft entspricht. Über Anschlüsse 23 ist auch das Messgerät 22 mit der bereits erwähnten Auswerte- und Regelstation verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Festwalzgerät
2 Scherenarm
3 Scherenarm
4 erstes äußeres Ende
5 erstes äußeres Ende
6 FestwalzWerkzeug
7 Festwalrollenkopf
8 Stützrollenkopf
9 zweites äußeres Ende
10 zweites äußeres Ende
11 Kraftgerät
12 Festwalzrolle
13 Stützrolle
14 Stützrolle
15 Bolzen
16 Auge
17 Auge
18 Messband
19 Sensor
20 Anschluss
21 Außenseite
22 Messgerät
23 Anschluss
24 Drehgelenk