Procedimiento para la rectificación de cojinetes principales y de cojinetes elevadores de un árbol de cigüeñal a través de rectificación cilíndrica externa y máquina rectificadora para la realización del procedimiento.

Procedimiento para la rectificación de los cojinetes principales y de los cojinetes elevadores (3,

4, 5) de un árbolde cigüeñal (1) a través de rectificación cilíndrica exterior en una máquina de rectificación, que presentaaccionamientos giratorios de la pieza de trabajo y mandriles de fijación dispuestos en éstos, con las siguientescaracterísticas del procedimiento:

a) en una primera etapa de fijación se pre-rectifican y se rectifican de forma acabada los cojinetes elevadores(5);

b) a continuación se lleva el árbol de cigüeñal (1) a una segunda etapa de fijación, en la que se pre-rectifican yse rectifican de forma acabada los cojinetes principales (4, 5);

c) en las dos operaciones de empotramiento se empotra el árbol de cigüeñal (1) en dos lugares deempotramiento no rectificados, que se encuentran a distancia axial entre sí y que presentan un contornobruto;

d) en el que la segunda etapa de fijación se realiza de acuerdo con el principio de un mandril de fijación decompensación que realiza el accionamiento giratorio y que lleva a cabo una rotación alrededor del ejelongitudinal geométrico determinante (10) del árbol de cigüeñal;

caracterizado por las siguientes características del procedimiento:

e) para la realización de la primera etapa de fijación se lleva el eje longitudinal geométrico determinante (10)del árbol de cigüeñal (1) a una posición de coincidencia con el eje de giro (32) del accionamiento giratoriode la pieza de trabajo correspondiente;

f) a continuación se colocan, en al menos uno de los dos lugares de empotramiento de la primera etapa defijación, dos miembros de apoyo (12) móviles en un plano radial, y que se encuentran en el mandril defijación (43) del accionamiento giratorio respectivo, en este lugar de empotramiento y en este posición sebloquean entre sí para la formación de un apoyo a modo de un prisma, que está fijado operativamente en elmandril de fijación (43);

g) al menos un miembro de sujeción (44), dispuesto radialmente enfrentado a los miembros de apoyo (12), escolocado en el lugar de empotramiento y asegura la posición del árbol de cigüeñal (1) sobre los miembrosde apoyo (12);

h) el accionamiento giratorio de la primera etapa de fijación se desplaza en rotación, que tiene lugar tambiénen la primera etapa de fijación alrededor del eje longitudinal geométrico determinante (10) del árbol decigüeñal (1).

Procedimiento para la rectificación de cojinetes principales y de cojinetes elevadores de un árbol de cigüeñal a través de rectificación cilíndrica externa y máquina rectificadora para la realización del procedimiento La invención se refiere a un procedimiento para la rectificación de cojinetes principales y de cojinetes elevadores de un árbol de cigüeñal a través de rectificación cilíndrica externa en una máquina rectificadora de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a una máquina rectificadora para la realización del procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 9. Un procedimiento y una máquina rectificadora del tipo mencionado se conocen a partir del documento DE 10 2008 007 175 A1.

Ya con anterioridad se había propuesto según el documento EP 1 181 132 B1 realizar el rectificado acabado, durante la rectificación cilíndrica externa de los cojinetes principales y de los cojinetes elevadores de un árbol de cigüeñal, de los cojinetes elevadores antes que los cojinetes principales. Esta propuesta se basa en el reconocimiento de que las deformaciones considerables del árbol de cigüeñal durante la rectificación de los cojinetes elevadores se pueden eliminar de nuevo, al menos parcialmente, durante la rectificación acabada siguiente de los cojinetes principales. Sin embargo, en este caso se partía de que la rectificación previa de los cojinetes principales debía realizarse todavía antes que la rectificación de los cojinetes elevadores. Por lo tanto, según el documento EP 1 1871 132 B1 debe rectificarse en primer lugar un asiento de luneta en un cojinete principal del árbol de cigüeñal, para que los cojinetes principales pudieran ser pre-rectificados con la exactitud necesaria. A tal fin, el árbol de cigüeñal debe estar empotrado con un eje de giro exactamente definido, a saber, su eje longitudinal geométrico determinante, que es el eje de referencia determinante para todos los cojinetes principales en lo que se refiere al diámetro, la redondez, la marcha concéntrica y la centricidad. Este eje longitudinal geométrico determinante debe estar disponible también como eje de referencia para la mecanización de los cojinetes elevadores. Después de la rectificación previa y de la rectificación acabada de los cojinetes elevadores, se rectifican finalmente los cojinetes principales del árbol de cigüeñal de forma acabada. El procedimiento conocido a partir del documento EP 1 181 132 B1 tiene la ventaja de que todos los procesos de rectificación se pueden realizar en una única etapa de fijación.

Las fuerzas que resultan a través del empotramiento y el apoyo del árbol de cigüeñal durante la rectificación han implicado, sin embargo, el peligro de otras deformaciones, como se describe en detalle en el documento DE 10 2008 007 175 A1. Por lo tanto, como ayuda se propone de acuerdo con este documento anular la rectificación del árbol de cigüeñal en una única etapa de fijación. En su lugar, de acuerdo con el documento DE 10 2008 007 175 A1 están previstas dos estaciones de rectificación, que se pueden encontrar dentro de una única máquina de rectificación. En primer lugar, en la primera estación de rectificación se pre-rectifican y se rectifican de forma acabada los cojinetes elevadores. A continuación se transfiere el árbol de cigüeñal a la segunda estación de rectificación, en la que se realizan la rectificación previa y la rectificación acabada de los cojinetes principales.

La particularidad del procedimiento conocido consiste en que el árbol de cigüeñal a rectificar es empotrado en las dos estaciones de rectificación con su contorno bruto solamente mecanizado por arranque de virutas. En este caso, las superficies circunferenciales cilíndricas del árbol de cigüeñal son mecanizadas sobre todo a través de torneado, taladrado o fresado por fluidización, es decir, en un estaco todavía no rectificado. En la primera estación de rectificación se aloja en este caso el árbol de cigüeñal en mandriles de fijación de cáscaras, que son colocados de manera ventajosa en secciones cilíndricas extremas o en los dos cojinetes principales exteriores del árbol de cigüeñal. Naturalmente, el árbol de cigüeñal no gira durante la rectificación de los cojinetes elevadores entonces alrededor de su eje longitudinal geométrico determinante, sino alrededor de un eje de giro que se desvía del mismo, que se da a través del contorno bruto del árbol de cigüeñal en los lugares de empotramiento. Pero puesto que la rectificación de los cojinetes elevadora debe realizarse de todos modos a través de rectificación cilíndrica exterior controlada por CNC en el procedimiento de rectificación de carrera pendular, según el documento DE 10 2008 007 175 A1 se lleva a cabo una corrección correspondiente en el ordenador de la máquina de rectificación. A tal fin, el árbol de cigüeñal debe estar exactamente dimensionado antes de la rectificación. Cuando se conocen las desviaciones del eje de giro real respecto del eje longitudinal geométrico determinante del árbol de cigüeñal, esto se puede registrar por cálculo y se puede tener en cuenta durante la rectificación por control numérico CNC. Como resultado, después de la rectificación en la primera estación de rectificación, existe entonces un árbol de cigüeñal con cojinetes principales no mecanizados todavía, pero cuyos cojinetes elevadores están tan rectificados como si el árbol de cigüeñal hubiera sido girado alrededor del eje longitudinal geométrico determinante.

Solamente en la segunda estación de rectificación, según el documento DE 10 2008 007 175 A1, se empotra el árbol de cigüeñal entre las puntas, que penetran en los taladros de centrado habituales en las superficies extremas del árbol de cigüeñal. Estos taladros de centrado son realizados por el fabricante del árbol de cigüeñal ya antes de la rectificación de los cojinetes elevadores y establecen el eje longitudinal geométrico determinante de cada árbol de cigüeñal.

Con el procedimiento de acuerdo con el documento DE 10 2008 007 175 A1 se consigue rectificar previamente y rectificar de forma acabada de una manera todavía siempre económica en primer lugar todos los cojinetes elevadores y solamente a continuación en un empotramiento modificado los cojinetes principales. Pero el

procedimiento de acuerdo con el documento DE 10 2008 007 175 A1 significa un gasto considerable, porque para cada árbol de cigüeñal debe dimensionarse con exactitud la posición del eje de giro, que resulta durante el empotramiento del contorno bruto en los lugares de embotamiento, frente al eje longitudinal geométrico determinante. Por lo tanto, la presente invención tiene el cometido de simplificar el procedimiento conocido de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, de manera que con gasto considerablemente reducido se consiga como anteriormente la misma exactitud alta del resultado de rectificación.

La solución de este cometido se consigue con un procedimiento con la totalidad e las características de la reivindicación 1, que se realiza en una máquina de rectificación con las características según la reivindicación 9.

De acuerdo con el procedimiento según la invención, se lleva el árbol de cigüeñal a rectificar en una primera etapa de fijación en coincidencia con el eje de giro del accionamiento giratorio de la pieza de trabajo correspondiente, A continuación se ajustan dos miembros de apoyo móviles en un plano radial, que se encuentran en el mandril de fijación del accionamiento giratorio correspondiente, en este lugar de empotramiento y se bloquean en esta posición entre sí para la formación de un apoyo a modo de un prisma, que está operativamente fijo en el mandril de fijación. La propiedad del apoyo prismático se deduce a partir de la posición necesariamente en forma de V de los miembros de apoyo entre sí. Un miembro de sujeción, que se encuentra radialmente frente a los miembros de apoyo, es ajustado a continuación con preferencia hidráulicamente en el árbol de cigüeñal y presiona el árbol de cigüeñal contra el apoyo, que se da a través de los dos miembros de apoyo bloqueados fijamente entre sí. Los miembros de poyo y el miembro de sujeción tienen que realizar sobre todo, en efecto, el accionamiento giratorio del árbol de cigüeñal durante la rectificación; puesto que la posición de empotramiento del árbol de cigüeñal está determinada a través de las puntas del accionamiento giratorio. Pero puesto que a través del bloqueo fijo de los miembros de apoyo existe un empotramiento especialmente de forma estable, resulta también una acción de refuerzo y de apoyo para el árbol de cigüeñal durante la rectificación. De esta manera, se consigue especialmente una exactitud especial... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la rectificación de los cojinetes principales y de los cojinetes elevadores (3, 4, 5) de un árbol de cigüeñal (1) a través de rectificación cilíndrica exterior en una máquina de rectificación, que presenta 5 accionamientos giratorios de la pieza de trabajo y mandriles de fijación dispuestos en éstos, con las siguientes características del procedimiento:

a) en una primera etapa de fijación se pre-rectifican y se rectifican de forma acabada los cojinetes elevadores (5) ; 10 b) a continuación se lleva el árbol de cigüeñal (1) a una segunda etapa de fijación, en la que se pre-rectifican y se rectifican de forma acabada los cojinetes principales (4, 5) ;

c) en las dos operaciones de empotramiento se empotra el árbol de cigüeñal (1) en dos lugares de empotramiento no rectificados, que se encuentran a distancia axial entre sí y que presentan un contorno bruto;

d) en el que la segunda etapa de fijación se realiza de acuerdo con el principio de un mandril de fijación de compensación que realiza el accionamiento giratorio y que lleva a cabo una rotación alrededor del eje longitudinal geométrico determinante (10) del árbol de cigüeñal;

caracterizado por las siguientes características del procedimiento: e) para la realización de la primera etapa de fijación se lleva el eje longitudinal geométrico determinante (10) 20 del árbol de cigüeñal (1) a una posición de coincidencia con el eje de giro (32) del accionamiento giratorio de la pieza de trabajo correspondiente;

f) a continuación se colocan, en al menos uno de los dos lugares de empotramiento de la primera etapa de fijación, dos miembros de apoyo (12) móviles en un plano radial, y que se encuentran en el mandril de fijación (43) del accionamiento giratorio respectivo, en este lugar de empotramiento y en este posición se bloquean entre sí para la formación de un apoyo a modo de un prisma, que está fijado operativamente en el mandril de fijación (43) ; g) al menos un miembro de sujeción (44) , dispuesto radialmente enfrentado a los miembros de apoyo (12) , es colocado en el lugar de empotramiento y asegura la posición del árbol de cigüeñal (1) sobre los miembros de apoyo (12) ;

h) el accionamiento giratorio de la primera etapa de fijación se desplaza en rotación, que tiene lugar también en la primera etapa de fijación alrededor del eje longitudinal geométrico determinante (10) del árbol de cigüeñal (1) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque en los dos lugares de empotramiento de la primera etapa de fijación, el árbol de cigüeñal (1) es empotrado por medio de los miembros de apoyo (12) y del al menos un miembro de sujeción (44) de un mandril de fijación (43) configurado de forma correspondiente.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 para la realización en una máquina de rectificación, en la que el árbol de cigüeñal (1) está empotrado de forma giratoria en sus extremos entre un cabezal de pieza de trabajo (26) y 40 un cabezal móvil (27) y es accionado en rotación, caracterizado porque al término del proceso de ajuste, se amarra la coincidencia alcanzada del eje longitudinal geométrica determinante (10) el árbol de cigüeñal con el eje de giro (32) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal móvil (27) , porque se lleva a cabo un engrane entre los centros del árbol de cigüeñal (1) de las piezas de apoyo y de hacinamiento giratorias del cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal móvil (27) .

4.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque se realiza el engrane en unión positiva porque como piezas de centrado giratorias están configuradas unas puntas (52, 53) con contorno extremo (52a, 53a) de forma cónica, las cuales encajan en taladros de centrado (8, 9) adaptados en los extremos del árbol de cigüeñal.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque las puntas (52, 53) son desplazables axialmente dentro del mandril de fijación (43) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y/o del cabezal móvil (27) .

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque para la introducción del árbol de cigüeñal (1) en la primera etapa de fijación de la máquina de rectificación, para el ajuste de su eje longitudinal

geométrico determinante (10) así como para el embotamiento y rotación se llevan a cabo las siguientes etapas del procedimiento: a) el cabezal de la pieza de trabajo (26) y el cabezal móvil (27) son ajustados, con las puntas (52, 53) retraídas, a una distancia entre sí, que corresponde a la medida de la longitud del árbol de cigüeñal (2) ; b) el árbol de cigüeñal (1) es introducido por una instalación de transporte en posición aproximadamente 60 horizontal entre el cabezal de la pieza de trabajo (26) y el cabezal móvil (27) y es depositado sobre salientes de retención (54) del mandril de fijación (43) , de manera que se selecciona la regulación de la altura de tal forma que el eje longitudinal geométrico determinante (10) del árbol de cigüeñal (1) está colocado insignificantemente más bajo que el eje de giro (32) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y el cabezal móvil (27) y los contornos extremos de forma cónica (52a, 53a) de sus puntas (52, 53) se encuentran, en efecto, fuera de los taladros de central (8, 9) adaptados en los lados frontales del árbol de cigüeñal, pero están enfrentados a los taladros de centrado (8, 9) dentro de la anchura de la abertura;

c) las puntas (52, 53) son extendidas de nuevo y penetran en los taladros de centrado (8, 9) respectivos, con lo que se eleva el árbol de cigüeñal (1) y se lleva su eje longitudinal geométrico determinante (10) a la 5 coincidencia estable con el eje de giro común (32) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal

móvil (27) ;

d) a continuación, se apoyan los miembros de apoyo (12) en los lugares de empotramiento del árbol de cigüeñal (1) y a través del ajuste del miembro de sujeción (44) se fija el árbol de cigüeñal (1) sobre los miembros de apoyo (12) ;

e) a continuación se ponen en marcha el accionamiento giratorio y el proceso de rectificación.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los miembros de apoyo (12) son móviles radialmente en el mandril de fijación (43) de manera independiente unos de los otros y se colocan de forma automática bajo la acción de un líquido hidráulico que actúa de una manera uniforme de forma adaptada 15 junto al lugar de empotramiento del árbol de cigüeñal (1) .

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el miembro de sujeción (44) se mueve hidráulicamente.

9. Máquina de rectificación para la rectificación cilíndrica exterior de los cojinetes principales y los cojinetes elevadores (3, 4, 5) de un árbol de cigüeñal (1)

-con dos estaciones de rectificación (22, 23) , cada una de las cuales está provista con un cabezal de la pieza de trabajo (26, 36) y con un cabezal móvil (27, 37) , con discos de rectificación (31 40) necesarios

accionados y desplazables de forma controlada y con mandriles de fijación para el embotamiento de los árboles de cigüeñal (1) en dos lugares de empotramiento no rectificados, que se encuentran a distancia axial entre sí y que presentan un contorno bruto, -y con una instalación de transporte para la transferencia del árbol de cigüeñal (1) desde la primera estación de rectificación (22) hasta la segunda estación de rectificación (23) ;

- en la que la primera estación de rectificación (22) está instalada para la rectificación previa y la rectificación acabada de los cojinetes elevadores (5) , en cambio la segunda estación de rectificación (23) está instalada para la rectificación previa y la rectificación acabada siguiente de los cojinetes principales (3, 4) ; -para la realización del procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada -porque en la primera estación de rectificación (22) , los mandriles de fijación (4) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal móvil (27) están provistos con dos miembros de apoyo (12) móviles radialmente radialmente frente a éstos – están provistos con al menos un miembro de sujeción (44) móvil radialmente, en la que la primera estación de rectificación (22) y está configurada de tal forma que éstos se pueden apoyar conjuntamente de manera independiente entre sí contra el árbol de cigüeñal (1) , de manera que los dos miembros de apoyo (12) están en forma de V entre sí y de esta manera forman en el funcionamiento un apoyo a modo de un prisma; -y porque está prevista una instalación de bloqueo, que está configurada para bloquear ambos miembros de apoyo (12) en una posición deseada en el mandril de fijación (43) para la formación de un apoyo fijo operativamente; -y en la que la estación de rectificación (22) está configurada de tal forma que se realizan el bloqueo y el

ajuste del miembro de sujeción (44) , cuando los dos miembros de apoyo (12) se apoyan en el árbol del cigüeñal (1) , en caso de coincidencia del eje longitudinal geométrico determinante (10) del árbol de cigüeñal con el eje de giro común (32) del cabezal de la pieza de trabajo (36) y del cabezal móvil (37) .

-con lo que el accionamiento giratorio del cabezal de la pieza de trabajo (36) y/o del cabezal móvil (37) lleva a cabo en el funcionamiento una rotación del árbol de cigüeñal (1) alrededor de su eje longitudinal 50 geométrico determinante (10) .

10. Máquina de rectificación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque para el ajuste fino del árbol de cigüeñal (1) en la primera estación de rectificación (22) , las puntas (52, 53) que sirven como piezas de centrado están configuradas en el cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal móvil (27) para la colaboración con los taladros de centrado (8, 9) en el sentido de una acción de ajuste y acción de elevación.

11. Máquina de rectificación de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque los miembros de apoyo (12) tienen la forma básica de bulones, que se extienden en el mandril de fijación (43) en dirección radial y están configurados de manera que se estrechan cónicamente en su zona dirigida hacia el árbol de cigüeñal (1) .

12. Máquina de rectificación de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizada porque la activación de los miembros de apoyo (12) móviles radialmente y del miembro de sujeción (44) móvil radialmente se realizan 60 directa o indirectamente a través de medios hidráulicos, mecánicos, eléctricos o neumáticos.

13. Máquina de rectificación de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque la instalación de bloqueo de cada miembro de apoyo (12) presenta un pasador de bloqueo (16) guiado de forma desplazable en el mandril de fijación (43) , que engrana en una ranura longitudinal (19) del miembro de apoyo (12) y durante su activación fija el miembro de apoyo (12) en su posición respectiva.

14. Máquina de rectificación de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque la activación de los 5 pasadores de bloqueo se realiza a través de medios mecánicos, hidráulicos, eléctricos o neumáticos.

15. Máquina de rectificación de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizada porque el miembro de sujeción (44) está configurado como miembro de articulación, cuyo eje de articulación (55) se extiende paralelamente al eje de giro común (32) del cabezal de la pieza de trabajo (26) y del cabezal móvil (27) y cuyo extremo activo (56) se apoya en el estado pivotado hacia dentro frente a los miembros de apoyo (12) en el lugar de empotramiento del árbol de cigüeñal (1) .

16. Máquina de rectificación de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 15 caracterizada porque el mandril de fijación del cabezal de la pieza de trabajo (36) en la segunda estación de rectificación (23) está realizado como mandril de fijación de compensación con mordazas de fijación ajustadas hidráulicamente en común, compensatorias entre sí, y porque los árboles de cigüeñal (1) giran en ambas estaciones de rectificación (22, 23) en el

funcionamiento alrededor de sus ejes longitudinales geométricos determinantes (10) .