AT518770B1

AT518770B1 - Werkzeug zum Bearbeiten einer Nut

Info

Publication number: AT518770B1
Application number: ATA50605/2016A
Authority: AT
Inventors: Naschberger Manuel; Hotter Patrick
Original assignee: Ge Jenbacher Gmbh & Co Og
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-15
Also published as: WO2018007584A1; EP3481572A1; US20190232376A1; AT518770A4; CA3028876A1; US10888930B2; EP3481572B1

Abstract

Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) eines rotationsymmetrischen Bauteiles, vorzugsweise eines Kolbens (17) einer Brennkraftmaschine, wobei durch eine Rotation des Werkzeuges (1) um eine Symmetrieachse des zu bearbeitenden rotationsymmetrischen Bauteiles die Bearbeitung ausgeführt wird, wobei • das Werkzeug (1) über wenigstens einen Arm (2, 3) verfügt, welcher so angeordnet ist, dass ein Umfang des rotationsymmetrischen Bauteiles zumindest teilweise umschlossen werden kann, • an dem wenigstens einen Arm (2, 3) wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten der Nut (18) vorgesehen ist, wobei eine Adjustiervorrichtung vorgesehen ist, mit Hilfe welcher eine Anpresskraft des wenigstens einen Bearbeitungsvorrichtung, an dem rotationsymmetrischen Bauteil definiert wählbar ist und dass das Werkzeug (1) eine Einstellvorrichtung aufweist, mit Hilfe derer das Werkzeug an verschiedene Durchmesser eines rotationsymmetrischen Bauteiles anpassbar ist.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Bearbeiten einer Nut eines rotationsymmetrischen Bauteiles mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

[0002] Ein Werkzeug zur Bearbeitung einer Nut eines rotationsymmetrischen Bauteiles ist mitunter ein wesentliches Hilfsmittel bei Wartungsarbeiten einer Brennkraftmaschine. Dabei steht vor allem eine leichte Handhabung und eine hohe Qualität der Bearbeitung im Vordergrund.

[0003] Ein beispielhaftes Werkzeug geht aus der US 3,188,670 A hervor. Dabei wird ein zangenähnliches Werkzeug, welches über zwei Arme verfügt, über einen zu bearbeitenden Kolben gebracht und mit einem Bearbeitungsmittel in dessen Nut gelegt. An einem Arm ist dabei ein Bearbeitungsmittel zum Säubern der Nut angeordnet und an dem anderen Arm eine Führungsvorrichtung zur Sicherung der Lage während der Bearbeitung. Die Anpresskraft des Bearbeitungsmittels an den Kolben erfolgt hierbei auf Undefinierte Weise durch ein händisches Zusammenpressen der Arme zueinander. Weitere beispielhafte Werkzeuge des Standes der Technik gehen aus der US 1,820,792 A, der US 3,510,902 A, der US 2,018,930 A, der US 2,109,857 A, der US 2,480,456 A, der US 2,570,416 A, der US 1,397,312 A, der US 1,715,289 A und der US 2,344,880 A hervor.

[0004] Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen zum Bearbeiten einer Nut eines Kolbens ist es, dass eine nur sehr geringe Variabilität eines solchen gattungsgemäßen Werkzeuges in Bezug auf den zu bearbeitenden Durchmesser eines rotationsymmetrischen Bauteiles gegeben ist. Des Weiteren ist eine definierte Einstellung der Anpress-kraft/Bearbeitungskraft nicht möglich, da diese zu meist durch händisches Drücken aufgebracht wird.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines gattungsgemäßen Werkzeuges, um eine verbesserte Möglichkeit zur Bearbeitung von einer Nut eines rotationsymmetrischen Bauteiles zu gewährleisten.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0007] Es wird eine konstante und genau definierte Anpresskraft über den gesamten zu bearbeitenden Bereich gewährleistet, was eine hohe Qualität des Arbeitsergebnisses zur Folge hat. Weil ein erfindungsgemäßes Werkzeug durch eine Einstellvorrichtung an verschiedene Durchmesser anpassbar ist, ist es in Folge auch nicht mehr erforderlich auf eine Mehrzahl an Werkzeugen zurückgreifen zu müssen, um unterschiedliche Bauteile (in Bezug auf ihren Durchmesser) bearbeiten zu können.

[0008] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung als ein Schneidwerkzeug ausgebildet ist. Ein Schneidwerkzeug wird in diesem Zusammenhang meist dafür verwendet, um eine Nut eines rotationssymmetrischen Bauteiles zu säubern oder nachzuarbeiten. Gerade bei Wartungsarbeiten von Kolben, welche bereits den Betriebsbedingungen ausgesetzt waren, ist dies oft erforderlich, um Verunreinigungen (beispielsweise durch Ruß) oder leichte Beschädigungen der Kanten der Nut beseitigen zu können.

[0009] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Breite des wenigstens einen Schneidwerkzeuges in einer Richtung quer zur Erstreckung des wenigstens einen Armes und parallel zu einer Dicke des wenigstens einen Armes veränderbar ist.

[0010] Durch eine solche Variabilität in Bezug auf die zu bearbeitende Breite einer Nut wird einerseits die Möglichkeit geschaffen bei starken Verschmutzungen oder Beschädigungen eine Bearbeitung in mehreren Schritten durchzuführen, bei der man sich Schritt für Schritt einem Endmaß annähert und auf der anderen Seite erlangt man damit eine gewisse Flexibilität, um unterschiedliche Bauteile mit verschiedenen Nutbreiten zu bearbeiten.

[0011] Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Schneidwerkzeug austauschbar angebracht ist. Mit Hilfe einer solchen Anordnung wird gewährleistet, dass das Schneidwerkzeug einfach und schnell ausgetauscht werden kann, wenn durch Verschleiß oder Beschädigungen am Schneidwerkzeug nicht mehr die gewünschte Qualität der Bearbeitung erreicht werden kann.

[0012] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung als Schleifmittel ausgebildet ist. Durch die Bearbeitung einer Nut mit einem Schleifmittel können hohe Genauigkeiten und Oberflächenqualitäten erreicht werden. Eine solche Bearbeitung kann beispielsweise nach der Bearbeitung mit einem Schneidwerkzeug erfolgen.

[0013] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Breite des wenigstens einen Schleifmittels in einer Richtung quer zur Erstreckung des wenigstens einen Armes und parallel zu einer Dicke des wenigstens einen Armes veränderbar ist.

[0014] Es kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Schleifmittel austauschbar angeordnet ist.

[0015] Bevorzugt ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung so angeordnet ist, dass ein Nutgrund einer Nut bearbeitbar ist.

[0016] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung so angeordnet ist, dass wenigstens eine Nutflanke einer Nut bearbeitbar ist.

[0017] Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung gezielt in eine Schräglage versetzt werden kann. Durch ein solches Versetzen der Bearbeitungsvorrichtung in eine Schräglage wird eine Bearbeitbarkeit von schrägen Nuten (Nuten welche eine Winkellage oder eine Winkellage der Nutflanken aufweisen) gewährleistet.

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass an wenigstens einem Arm eine Führungsvorrichtung zum Führen des Werkzeuges an der Nut vorgesehen ist.

[0019] Bevorzugt ist vorgesehen, dass Führungselemente der Führungsvorrichtung so ausgebildet sind, dass sie eine Rotation des Werkzeuges um das zu bearbeitende rotationssymmetrische Bauteil zulassen, aber in axialer Richtung eine bestimmte Position gewährleisten.

[0020] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung austauschbar angeordnet ist.

[0021] Es kann vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung in ihrer Breite veränderbar ist.

[0022] Bevorzugt sind ein erster Arm und ein zweiter Arm vorgesehen.

[0023] Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass an dem ersten Arm die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen ist und an dem zweiten Arm die Führungsvorrichtung zum Führen des Werkzeuges vorgesehen ist.

[0024] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren diskutiert. Es zeigen: [0025] Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Werkzeug in perspektivischer Ansicht [0026] Fig. 2 das Werkzeug der Fig. 1 in einer an einem Kolben angesetzten Position [0027] Fig. 3 das Werkzeug der Fig. 1 [0028] Fig. 4 die Aufnahme samt Schneidmesser für die Nutenflanken in Isolation [0029] Fig. 5 die Aufnahme samt Schneidmesser für den Nutengrund in Isolation [0030] In den gezeigten Figuren ist das zu bearbeitende rotationssymmetrische Bauteil beispielhaft als Kolben 17 ausgebildet, mit wenigstens einer zu säubernden Kolbennut 18.

[0031] Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges 1 mit einem ersten Arm 2, einem zweiten Arm 3 und einem Griff 4. Zum Bearbeiten einer Kolbennut 18 eines Kolben 17 (vgl. Fig. 2) wird das Werkzeug 1 manuell mittels des Griffes 4 um den Kolben 17 einmal oder mehrmals herumgeführt.

[0032] Am ersten Arm 2 (im Bereich des freien Endes des ersten Arms 2) ist über Befestigungsmittel 13 eine Aufnahme 9 lösbar befestigt, welche im gezeigten Zustand ein Schneidwerkzeug (im Folgenden als „Schneidmesser“ bezeichnet) 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken einer ausgewählten Kolbennut 18 eines Kolbens 17 trägt.

[0033] Am zweiten Arm 2 ist eine Führungsvorrichtung angeordnet, welche hier in Form von drei über die Länge des zweiten Armes 2 verteilte Führungselemente 8 und zwei an den Enden des zweiten Armes 2 angeordnete Führungsrollen 16 ausgebildet ist.

[0034] Zwischen dem ersten Arm 2 und dem zweiten Arm 3 wird ein Raum 14 zur Anordnung des zu bearbeitenden rotationssymmetrischen Bauteiles (hier ein Kolben 17 - vgl. Fig. 2) ausgebildet. Zur Anpassung des Werkzeuges 1 an unterschiedliche Durchmesser des rotationssymmetrischen Bauteiles ist eine Einstellvorrichtung vorgesehen, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel die Schwenkstellung des ersten Armes 2 und des zweiten Armes 3 relativ zueinander verändern kann. Zu diesem Zweck ist ein Kniehebel mit zwei Hebelarmen 7 vorgesehen, wobei jeder Hebelarm 7 an einem Ende mit einem Arm 2, 3 des Werkzeuges 1 verbunden ist und am anderen Ende (Knie) mit einer Spindel 6 verbunden ist. Eine lineare Bewegung der Spindel 6 kann im gezeigten Ausführungsbeispiel über den drehbar an der Lagerung 5 angeordneten Griff 4 erfolgen. Bewegt sich die Spindel 6 weiter aus der Lagerung 5 heraus, vergrößert dies den Durchmesser des Raumes 14 zur Anordnung des zu bearbeitenden rotationssymmetrischen Bauteiles. Bewegt sich die Spindel 6 weiter in die Lagerung 5 hinein, verkleinert dies den Durchmesser des Raumes 14 zur Anordnung des zu bearbeitenden rotationssymmetrischen Bauteiles.

[0035] Die in Fig. 1 über ein Befestigungsmittel 13 am ersten Arm 2 lösbar befestigte Aufnahme 9 (welche um eine durch das Befestigungsmittel 13 gebildete Achse verschwenkbar ist), weist eine Adjustiervorrichtung auf, mittels welcher der Anpressdruck des Schneidmessers 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken, mit welchem dieses an die Nutflanken der Kolbennuten 18 an-pressbar ist, wählbar ist.

[0036] Die Adjustiervorrichtung besteht aus einer ersten und einer zweiten Halbschale 19, 20 der Aufnahme 9 für das Schneidmesser 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken (vgl. auch Fig. 4), deren Abstand zueinander durch ein erstes Bedienelement 11 einstellbar und durch ein zweites Bedienelement 12 feststellbar ist. Die Adjustierung erfolgt so, dass zur Erzielung eines größeren Anpressdruckes der Abstand zwischen der ersten und zweiten Halbschale 19, 20 vergrößert wird. Zur Erzielung eines kleineren Anpressdruckes wird der Abstand zwischen der ersten und zweiten Halbschale 19, 20 verkleinert.

[0037] Zum Wechseln des Schneidmessers 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken (welches hier als Wendeschneidmesser ausgebildet ist) wird das hier als Schraube ausgebildete Fixierelement 15 gelöst und das Schneidmesser 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken entnommen und ggf. in gewendeter Stellung wieder eingesetzt. Natürlich kann auch ein Austausch des Schneidmessers 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken erfolgen. Ein Entfernen der Aufnahme 9 vom ersten Arm 2 ist hierfür nicht erforderlich.

[0038] Die am zweiten Arm 3 angeordneten Führungsrollen 16 der Führungsvorrichtung erleichtern das Herumführen des Werkzeuges 1 um den Kolben und begrenzen die Eintauchtiefe der Führungselemente 8 in die Kolbennut 18.

[0039] Fig. 3 zeigt das in Fig. 1 gezeigte Werkzeug 1, wobei die Aufnahme 9 für das Schneidmesser 10 samt Schneidmesser 10 zur Bearbeitung der Nutenflanken entfernt wurde und statt-dessen ein Schneidmesser 22 zur Bearbeitung eines Nutengrundes der Kolbennut 18 befestigt wurde. Dieses ist zwischen zwei Klemmbacken 21 lösbar fixiert. Der Anpressdruck, mit welchem das Schneidmesser 22 zur Bearbeitung eines Nutengrundes an den Nutengrund angepresst wird, kann über den Griff 4 eingestellt werden. Ein höherer Anpressdruck ergibt sich, wenn der erste und der zweite Arm 2, 3 aufeinander zu bewegt werden. Ein niedrigerer Anpressdruck ergibt sich, wenn der erste und der zweite Arm 2, 3 voneinander weg bewegt werden.

[0040] Figur 4 zeigt die Aufnahme 9 für das Schneidmesser 10 für die Nutenflanken samt Schneidmesser 10 in Isolation. Dabei ist gut erkennbar, dass (wie bereits zu Fig. 1 beschrieben) die Adjustiervorrichtung aus einer ersten und einer zweiten Halbschale 19, 20 besteht, welche durch ein Fixierelement 23 miteinander verbunden sind. Zur Bearbeitung der Nutenflanken ist der Abstand der Halbschalen 19, 20 zueinander durch das erste Bedienelement 11 einstellbar und durch das zweite Bedienelement 12 feststellbar. Um das Schneidmesser 10 an der ersten Halbschale 19 lösbar anzuordnen, ist in diesem Ausführungsbeispiel das Fixierelement 15 für das Schneidmesser 10 als Schraube ausgeführt. Es ist anzumerken, dass das erste Bedienelement 11 der Adjustiervorrichtung für den Anpressdruck und das zweite Bedienelement 12 zur Feststellung einen Versatz zueinander aufweisen. Durch diese geometrische Gegebenheit ist die Möglichkeit gegeben, eine Winkellage der Halbschalen 19, 20 zueinander einzustellen. Dies ermöglicht es, schräg angeordnete Nutflanken zu bearbeiten.

[0041] In Figur 5 ist die Aufnahme des Schneidmessers 22 für den Nutengrund samt Schneidmesser 22 in Isolation dargestellt. Hier ist gut zu erkennen, wie das Schneidmesser 22 zum Bearbeiten des Nutengrundes durch das Verklemmen zwischen den Klemmbacken 21 befestigt wird.

[0042] Es ist auch möglich, bei einem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 noch weitere Aufnahmen zur Aufnahme von anderen Bearbeitungswerkzeugen auszugestalten.

[0043] So soll hier nur beispielhaft auf eine Aufnahme für ein Schleifmittel zur Feinbearbeitung verwiesen werden. BEZUGSZEICHENLISTE: 1 Werkzeug 2 erster Arm 3 zweiter Arm 4 Griff 5 Lagerung 6 Spindel 7 Hebelarm des Kniehebels 8 Führungselemente der Führungsvorrichtung 9 Aufnahme für das Schneidmesser für die Nutenflanken 10 Schneidwerkzeug (Schneidmesser) für Nutenflanken 11 erstes Bedienelement der Adjustiervorrichtung für den Anpressdruck 12 zweites Bedienelement für die Adjustiervorrichtung 13, 13’ Befestigungsmittel für Aufnahme 14 Raum zur Anordnung des zu bearbeitenden Bauteiles 15 Fixierelement für Schneidmesser 16 Führungsrollen der Führungsvorrichtung 17 Kolben 18 Kolbennuten 19 erste Halbschale der Aufnahme für das Schneidmesser für die Nutenflanken 20 zweite Halbschale der Aufnahme für das Schneidmesser für die Nutenflanken 21 Klemmbacken des Schneidmessers für den Nutengrund 22 Schneidmesser für den Nutengrund 23 Fixierelement für Adjustiervorrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) eines rotationsymmetrischen Bauteiles, vorzugsweise eines Kolbens (17) einer Brennkraftmaschine, wobei durch eine Rotation des Werkzeuges (1) um eine Symmetrieachse des zu bearbeitenden rotationsymmetrischen Bauteiles die Bearbeitung ausgeführt wird, wobei • das Werkzeug (1) über wenigstens einen Arm (2, 3) verfügt, welcher so angeordnet ist, dass ein Umfang des rotationsymmetrischen Bauteiles zumindest teilweise umschlossen werden kann, • an dem wenigstens einen Arm (2, 3) wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung zum Bearbeiten der Nut (18) vorgesehen ist, wobei eine Adjustiervorrichtung vorgesehen ist, mit Hilfe welcher eine Anpresskraft des wenigstens einen Bearbeitungsvorrichtung, an dem rotationsymmetrischen Bauteil definiert wählbar ist und das Werkzeug (1) eine Einstellvorrichtung aufweist, mit Hilfe derer das Werkzeug an verschiedene Durchmesser eines rotationsymmetrischen Bauteiles anpassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Adjustiervorrichtung eine erste und eine zweite Halbschale (19, 20) aufweist, deren Abstand zueinander durch ein erstes Bedienelement (11) einstellbar und durch ein zweites Bedienelement (12) feststellbar ist.
2. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung als ein Schneidwerkzeug (10) ausgebildet ist.
3. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des wenigstens einen Schneidwerkzeuges (10) in einer Richtung quer zur Erstreckung des wenigstens einen Armes (2, 3) und parallel zu einer Dicke des wenigstens einen Armes (2, 3) veränderbar ist.
4. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schneidwerkzeug (10) austauschbar angebracht ist.
5. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung als Schleifmittel ausgebildet ist.
6. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite des wenigstens einen Schleifmittels in einer Richtung quer zur Erstreckung des wenigstens einen Armes (2, 3) und parallel zu einer Dickes des wenigstens einen Armes (2, 3) veränderbar ist.
7. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Schleifmittel austauschbar angeordnet ist.
8. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung so angeordnet ist, dass ein Nutgrund der Nut (18) bearbeitbar ist.
9. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung so angeordnet ist, dass wenigstens eine Nutflanke der Nut (18) bearbeitbar ist.
10. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bedienelement (11, 12) zueinander einen Versatz aufweisen, sodass die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung gezielt in eine Schräglage versetzt werden kann.
11. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen Arm (2, 3) eine Führungsvorrichtung zum Führen des Werkzeuges (1) an der Nut (18) vorgesehen ist.
12. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Führungselemente (8) der Führungsvorrichtung so ausgebildet sind, dass sie eine Rotation des Werkzeuges um das zu bearbeitende rotationssymmetrische Bauteil zulassen, aber in axialer Richtung eine bestimmte Position gewährleisten.
13. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung austauschbar angeordnet ist.
14. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) eines rotationsymmetrischen Bauteiles nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Arm (2) und ein zweiter Arm (3) vorgesehen ist.
15. Werkzeug (1) zum Bearbeiten einer Nut (18) eines rotationsymmetrischen Bauteiles nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Arm (2) die wenigstens eine Bearbeitungsvorrichtung vorgesehen ist und an dem zweiten Arm (3) die Führungsvorrichtung zum Führen des Werkzeuges (1) vorgesehen ist. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen