DE611983C - Zylinderfuellendes Schleif- oder Polierwerkzeug zur Bearbeitung von Innenzylindern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zylinderfüllendes Schleif- Oder Polierwerkzeug zur Bearbeitung von Innenzylindern, insbesondere von Verbrennungsmotoren, bei welchem im unteren Werkzeugschaft zwei radial verschiebbare Schleifbacfeengruppen zur Grob- und Feinbearbeitung angeordnet sind, die sowohl zugleich als auch nacheinander durch ein im oberen Werkzeugschaft (angeordnetes Vorschubgetriebe zwangsläufig und gleich viel beigestellt werden.

Erfmdungsgemäß besteht jede Werkzeuggruppe aus drei oder mehr schaffenden Werkzeugen, die gleichzeitig und gleich viel durch senkrechte Verstellung eines Stellkonus radial verstellt werden. Die radiale Verstellung der beiden Gruppen nacheinander wird erreicht durch Längsverstellung von Stellamellen auf dem Stellkonus, wodurch die eine Werkzeuggruppe gegen die andere etwas verstellt wird, beide zugleich aber immer noch wie vorher auch gleichzeitig und gleich viel radial verstellbar bleiben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung infolge Anwendung von drei oder mehr schaffenden Werkzeugen in jeder Gruppe, die an sich bei derartigen Schleifwerkzeugen mit nur einer Werkzeuggruppe bekannt ist, wird 'eine stete sichere Führung in den Innenzylindern auch dann erreicht, wenn nur 'eine Gruppe wirklich arbeitet. Bisher wurden in solchem Falle nur je zwei schaffende Werkzeuge angewandt, die keine sichere Führung erlauben. Ferner wird eine einfache und sichere Bedienung durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreicht, indem die Verstellvorrichtungen für die beiden Werkzeuggruppen derart ineinandergelegt sind, daß beim Verstellen der ersten Werkzeuggruppe auch die andere Gruppe zwangsläufig mitverstellt wird, während die unabhängige Beistellung der anderen Gruppe gegen die erste über eine besondere Verschraubung 'erfolgt, welche die Verschiebung der beiden ineinandergelegtien Verstellvorrichtungen gegeneinander mit stets gleicher Größe bewirkt, wobei diese Verstellung für alle Werkzeuge 'einer Gruppe gleichzeitig geschieht. Bei dem bisher bekannten Werkzeug mit zwei Werkzeuggruppen kann die Verstellung der Gruppen gegeneinander nicht mit stets gleicher Größe vorgenommen werden, so daß zwecks Zurückführung der Werkzeuge beider Gruppen auf gleiches; Durchmessermaß stets erst 'eine Messung oder besondere Anpassung notwendig wird.

In den Abb. 1 bis 15 ist die Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt den Längsschnitt.

Abb. 2 zeigt die Längsansicht.

Abb. 3 bis 9 zeigen verschiedene Querschnitte des Werkzeuges.

Abb. 10 bis 15 zeigen einige mögliche verschiedenartige Anordnungen der Schneid-Oder Glättwerkzeuge im unteren Schaft.

Das Werkzeug gliedert sich in zwei Hauptteile, den oberen Stellschaft mit der Aufhän-Igung und dem· Vorschubgetriebe und den_; unteren Werkzeugschaft mit den Stellkonen,

den schaffenden Werkzeugen und der Einrichtung zum Vor- und Zurückführen der beiden Werkzeuggruppen gegeneinander. Der untere Werkzeugschaft ist mit den daran und darin befindlichem Teilen auswechselbar im ■oberen Stellschaft befestigt, so daß ein Stellschaft mit mehreren Werkzeugschäften einen gewissen, praktisch notwendigen Durchmesserbereich umfassen kann.
ίο Wie bekannt, wird das Werkzeug durch eine Stange u mit der Antriebsspindel b (Abb. 2) gelenkig verbunden; dadurch werden die den Werkstückinnenzylinder füllenden Werkzeuge der beiden Gruppen C₁ bis C₃ und d_L bis iö?₃ (Abb. I₃ 2 und 9) oder C₁ 'bis C₄ und d₁ bis d^ (Abb. 10 bis 15) in diesem Zylinder derart pendelnd geführt, daß Antriebsspindel b und Werkstückbohrung nicht genau gleichachsig liegen müssen. Die Anzahl der schaffenden Werkzeuge c und d mit ihren Schuhen ^ kann verschieden sein, wie das die Abb. 9 und 12 bis 15 andeuten. Auch die Form und der Stoff der Werkzeügbacken c und d können den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden; es müssen also nicht unbedingt Schleifsteine, sondern es können auch Glättwerkzeuge sein. Die Werkzeugbacken c und d werden in ihren Schuhen e durch Klemmvorrichtungen oder durch Vergießen befestigt. Diese Schuhen und mit ihnen die Werkzeugbacken c und d werden gemäß vorliegender Erfindung gleichzeitig oder auch, nach besonderer Einstellung, in Gruppen nacheinander radial verschoben. Demnach können alle Werkzeugbacken der Gruppen c und d zwecks genauerer Zentralführung im Zylinder zugleich arbeiten, aber ebenso kann eine Gruppe nach der anderen in Arbeitsstellung gebracht werden. Wie bekannt, wird die radiale Verschiebung der Werkzeugbacken einer Gruppe durch axiale Verschiebung 'eines doppelten Stellkonus / mit gleichgerichteten Konusflächen bewirkt. Neu ist, daß die zweite Werkzeuggruppe an besonderen Stellamellen Zi bis /₃ oder /_x bis /₄ anliegt, die in passenden Schlitzen des Stellkonus/ um einen geringeren Betrag längs verschiebbar angeordnet sind. Die Steuerflächen dieser Stellamellen Zi bis /₃ oder Zi bis /₄ haben dieselbe Konizität wie der Stellkonus /. Werden die Lamellen gegen den Stellkonus/ längs verschoben, so verschieben sich auch die anliegenden Schuhe ig. radial nach innen (Federn t) oder nach außen, während die am Stellkonus / anliegenden Schuhen dabei unverändert stehenbleiben. Die Längsverschiebung der Stelllamellen/1 bis /₃ gegen den Stellkonus/ geschieht folgendermaßen: Auf dem glatten oberen Schaftende des Stellkonus/ sitzt, an ihrem Innen- oder Kerndurchmesser geführt, also drehbar, 'eine Mutter j/. Mit ihrem. Gewinde greift sie in das (Flach-) Gewinde an den oberen Enden der Stellamellen Zi bis /_s (Abb. ι bis 8) ein. Über der Mutter y sitzt als Abschluß gegen die Mutter y 'eine weitere Muttery₂ ebenfalls auf dem Stellkonus/ fest, so daß sich die Mutter y nicht gegenüber dem Konus/ verschieben kann. Unter der Mutter y sitzt leine Schraubenfeder x, die sich gegen einen Innenbund des die Feder umgebenden rohrförmigen Werkzeugschaftes g abstützt und die Mutter y samt den eingeschraubten Stellamellen Zi bis /₃ sowie die ■ Mutterj/₂ mit dem Stellkonus/ dauernd nach oben drückt. Die Mutter y selbst trägt am Umfang einen Flachkeil y_1} der in 'eine innere Längsnut einer Hülse ζ im oberen Teil des Schaftes £ eingreift und der mit der Mutter)/ gegen den Druck der Feder χ auf der ganzen Länge der Hülse ζ axial bewegt werden kann. Die Hülse ζ steht durch den Querstift Z₁ mit einer Außenhülse Z₂ in fester Verbindung. Die Außenhülse Z₂ läßt sich, da der Stift Z₁ in einem Querschlitz des Werkzeugschaftes g geführt ist, .entsprechend der Länge dieses Schlitzes verdrehen (Abb. 1). Damit verdrehen sich auch die Hülse 2 und die Mutter y. Der Stellkonus / kann sich nicht verdrehen, weil er durch 'einen Stift X₁ daran gehindert wird, der in die Längsinut X₂ des Stellkonus/ eingreift. Mit dem Stellkonus Z sind auch die Stellaniellen Z₁ bis /₃ an einer Drehung verhindert, da sie in den Schlitzen des Stellkonus f nur Längsbewegungen machen können. Wird also· in vorbeschriebener Weise die Mutter y gedreht, so müssen sich die Stellamellen Zi bis fs auf dem Stellkonus / längs verschieben. Je nach Drehrichtung und Gangrichtung des Gewindes auf Lamellen und in der Mutter y wird die Verschiebung der Lamellen Zi bis Z₃ auf- oder abwärts gerichtet sein, und dementsprechend werden die Werkzeuge!^ vor den Werkzeugen c in ihren Schuhen e radial vor- oder zurückstehen (Abb. 1 und 9). Äußerlich trägt die Hülse Z₂ noch die Bezeichnung f (fein) und g (grobl) zur Markierung der Stellung (Abb. 2).

Die Schuhe e 'und mit ihnen die Werkzeuge c und d können nach verschiedenem System allgeordnet werden, wie das beispielsweise durch die Abb. 1, 2 und 9, 10, 12 und 14 sowie 11, 13 lind 15 dargestellt wird. Nach Abb. 1, 2 und 9 drücken die StellkonenZ die Schuhen in bekannter Weise inach außen, während die Ringschraubenfedern t dieselberi wieder radial nach innen zu holen bestrebt sind. Die StellkonienZ und Zi bis /₃ sitzen im Zentrum des Werkzeugschaftes g. Neu ist die schwenkbare Anordnung der Doppelschuhee nach Abb. 10, 12 und 14 insofern, als .an je einem Schuh je ein Werkzeug c und d befestigt ist, die sowohl gleich-

zeitig als auch nacheinander zur Wirksamkeit kommen können. Die Stellkonen / und Z₁ bis /₄ sind alle als Lamellen ausgebildet und liegen außen in entsprechenden Schlitzen des Werkzeugschaftes g. Auch hier werden die Werkzeuge c und d mit ihren Schuhen e und ihrem Scharnier durch. Ringschraubenfedern t nach innen bewegt, während die Stellkonen/ nach außen drücken. Je nach der axialen Stellung

ίο der Konen/ und f_x bis /₄ werden die Doppelschuhe e geschwenkt. Demgemäß können jeweils die eine oder andere Gruppe C₁ bis C₄ bzw. d_x bis d± oder auch beide zugleich zum Angriff gebracht werden. Umgekehrt ist die Wirkungsweise laut Abb. 11, 13 und 15. Hiernach werden die nicht schwenkbaren Schuhen durch die Schraubenfedern.κ oder durch die Blattfeder ν radial nach außen gedrückt, und die Stellkonen /, die je nach ihrer Stellung diesen Hub begrenzen, geben diese Federwirkung nach außen frei oder bewegen die Schuhe ß gegen den Federdruck nach innen, so daß je nach der Richtung der axialen Verschiebung der Sitellkonen / die Schuhe e bei- oder abgestellt werden. Der Stellkonus / liegt hier wieder zentral im Werkzeugschaft g, während die Lamellen Z₁ bis /₄ außen in 'entsprechenden Schlitzen des Werkzeugschaftes g geführt sind.

Der obere Stellschaft trägt in sich das neuartige Vorschubgetriebe, das auf den Stellkonus/ und die mit ihm durch die Mutter y und y₂ verbundenen Stellamellen/! bis /₃ im unteren Werkzeugschaft g drückt und deren Längsverschiebung bewirkt. Das Vorschubgetriebe ist 'eingerichtet für Feinbeistellung beim Umlauf und bei Stillstand des Werkzeuges. Es hat ferner 'einen mit Hilfe einer Skala bei Stillstand des Werkzeuges einstellbaren Anschlag, der die Beistellung der schaffenden Werkzeugen und d auf ein gewünschtes Maß begrenzt. Weiterhin können die beigestellten Werkzeuge c und d während des Laufes des Werkzeuges und auch bei Stillstand desselben um ein genügend großes Maß zurückgezogen werden, damit das Werkzeug aus der Werkstückbohrung frei herausgenommen werden kann, und endlich hat das Vorschubgetriebe eine Gr ob verstellung, die nur bei Stillstand des Werkzeuges anzuwenden ist.

Die Verschraubung ρ (Abb. 1) ist nach, oben hin für die Aufnahme der Verbindungsstange α ausgebildet; nach unten ist sie mit dem oberen Werkzeugschaft ^₁ verschnaubt und bildet noch das Widerlager für die Schraubenfeder«, die mit dem zweiten Ende die Stellhülse h 'erfaßt und diese zugleich mit der übergeschobenien und durch den Stift A₂ befestigten Griffhülse A₁ stets in Pfedlrichtung (Abb. 2, Mitte) gleich der Laufrichtung des Werkzeuges zurückhält Oder nach einer erfolgten Drehung wieder in die Anfangsstellung zurückbewegt. Die SteHhülsieA hat eine oder auch mehrere Kurvenbahnen (in Abb. 1 randschraffiert gezeichnet). Hier sind zwei Kurvenbahnen ,angewendet. Die Stellhülse A läßt sich auf dem oberen Werkzeugschaf t ^₁ mit Hilfe der Griff hülse A₁ verdrehen, ist aber nicht längs verschiebbar. Bei Festhalten der Griffhülse A₁ während des Umlaufes der Schleifvorrichtung oder bei Stillstand derselben durch Drehung der Hülse entgegen der Laufrichtung wird die Stellhülse A mit ihren beiden Kurvenbahnen gegen den Zug der Schraubenfeder λ gedreht. Die Kurvenbahnen versetzen dabei die auf den Klinkenbolzen Z₁ gelagerten Klinken/ (Abb. 1 und 3) in Schwingung, die nur so weit geht, daß der Zahn der 'einen Klinke/ in die an der oberen Stirnringfläche der Stellmutter k angebrachten Zahme eingreift und die Stelimutter A um eine halbe Zahnteilung in der Laufrichtung des Werkzeuges verdreht. Beim Rückzug der StellhülseA durch die Schraubenfeder« gleitet der schaltende Klinkenzahn der Klinke/ über den Zahnrücken des folgenden Stinnzahnes der Stellmutter A federnd hinweg, denn die Klinken / sind in 'einem Langloeh der Künkenbolzien Z₁ mit einer Schraubenfeder L federnd gelagert. Die nächstfolgende Klinkenschwenkung bringt die gegenüberliegende Klinke / zu gleicher Wirksamkeit 'und so fort, denn die gegenüberliegende Klinke/ ist gegen die ersteKlinke/ um eine halbe Zahnteilung versetzt angebracht (Abb. 3), so daß die erste Klinke bei der dritten Kimkenschwenkung wieder in den nächsten Stirnzahn der Stellmutter eingreifen kann... Auf diese Weise wird die Verstellung der Stellmutter A feiner. Die StellmutterA ist drehbar mit· dem Kerndurchtnesser ihres Innengewindes auf dem glatten oberen Werkzeugschaft Jf₁ angebracht und nicht längs verschiebbar (Abb. 1 und 4). Sie versetzt bei ihrer Drehung die Traverse/, die frei in 'einem 'entsprechenden Längsschlitz des Werkzeugschaftes ^₁ auf- und abwärts gleiten kann, in axiale Bewegung, weil die Traverse/ mit ihrem auf den äußeren Bogenflächen angebrachten Gewinde in das entsprechende Gewinde der Stellmutter A 'eingreift. Die axiale Bewegung der Traverse / überträgt sich, auf den Bolzen tn, der fest mit der Traverse/ verbunden ist, und weiterhin von diesem auf den an seiner unteren Querfläche anliegenden Stellkomus / im unteren Werkzeugschaftg, der auch die Lamellen/! bis /₃ mitnimmt; hierdurch wird die radiale Verstellung der Werkzeuge c und ■ d erzielt. Die Zustellgröße ist demnach abhängig von der Anzahl der Klinken/, der Zähnezahl auf der oberen Stirnseite der Stellmutter A, der

Gewindesteigung in der Stellmutter k und der Traverse I sowie der Steigung der Stellkegel/. An der unteren Stirnseite der Stellmutter k sitzt fest ein Anschlagzahn A₁ (Abb. ι und 5) Der Anschlagring ο hat 'einen solchen ZaImC₁ an der oberen Stirnseite. Das Abstandsrohr W sorgt dafür, daß die Stellmutter k gegen den Anschlagring 0 bis zum Anschlag der Zähne k und O₁ frei verdreht werden kann. Außen auf dem Anschlagring ο sitzt fest eine Skala- und Griffhülse O₂, mit deren Hilfe der Anschlagring· ο verstellt wird. Damit sich, der Ring ο und der weiter unten liegende Ring q gegenseitig nicht verdrehen, ist eine Zwischenscheibe W₁ 'eingefügt, die durch Stift W₂ an einer Drehung verhindert ist. Dieser Ring ο hat eine Innenverzahnung mit gleicher Zähnezahl wie die Stirnverzahnung der Stellmutter k (Abb. ι und 6). In diesie Innenverzahnung greifen zwei an ihrer zylindrischen Außenfläche längs gezahnte Stöpsel oder Stifte r (Abb. 6), die radial durch. Schraubenfedern s nach außen gedruckt werden. Durch die Stifte r_t an der Drehung um ihre eigene, Achse verhindert, greifen die Zähne der Zahnstifte/· stets ^einwandfrei in die Innenverzahnung des Anschlagringes <o 'ein. Die Zahngruppen auf den beiden Zahnstiften r sind gegenseitig so versetzt, daß nur die Zahne des einen Zahnstiftes in die Innenverzahnung des Anschlagringes ο eingreifen, während die des zweiten Zahnstiftes/' auf den Zahnköpfen des Ringes ο aufsitzen (Abb. 6). Dadurch wird die gleich feine Einstellung des An-Schlages möglich, wie sie bei der schon vorher erklärten IOiinkenzustelhing der Stellmutter k erreicht ist. Die Einstellung des Anschlagringes ο kann nur erfolgen, wenn zuvor die Zahnstifte r außer Eingriff gebracht sind, und das geschieht durch Verdrehen des Ringes q mit innerer ovaler Steuerkurvenbahn (Abb. ι und 7) um 90⁰. Ein Stift q_x begrenzt diesen Weg. Dadurch werden die Zahnstifte r, die noch ein kurzes Stück bis in diese Kurvenbahnen hinunterreichen, radial zurückgedrückt und geben so die Bewegung für den Anschlagring Ό frei. Abb. 7 zeigt die Stellung der Kurvenbahnen mit zurückgedrückten Zahnstiften r. Strichpunktiert sind die Kurvenbahnien eingezeichnet bei vorgeschobener Stellung der Zahnstifte r. Durch Zurückdrehen des Ringes q in die strichpunktierte Stellung der Kurvenbahnen wird die Bewegung der Zahnstifte r radial nach außen wieder frei, und sie stellen den Anschlagring 0 infolge Druckes der Federn s fest. Die Stellmutter k kann dann nur bis zum Zusammenstoß der beiden Anschläge A₁, O₁ (Abb. 5) verdreht werden. Damit ist dann aber auch die axiale Verschiebung der Traverse / mit dem Bolzenm und dem Stellkonus/ begrenzt und demnach auch die radiale Verschiebung der ijchuh'eitf mit ihren Werkzeugen c und d. Da die Verdrehung der Stellmutter k durch die Feinbeistellung über die Klinkeni in der Laufrichtung des Werkzeuges erfolgt, wird die Stellmutter k, wenn sie während des Laufes festgehalten oder bei Stillstand entgegen der Laufrichtung gedreht wird, rückdrehbar, bis die beiden Anschläge Ji₁, O₁ mit ihrer Rückseite zusammentreffen (Abb. 5). Dadurch geht auch die Traverse I mit dem Bolzen tn und dem Stellkonus/ axial aufwärts, denn der Druck der Feder χ im unteren Werkzeugschaft ^₁ drückt ja den Stellkonus/ dauernd nach oben, und er wird noch etwas unterstützt durch den Druck der Federn t (Abb. 1). Damit geben also auch die Schuhee mit den Werkzeugen c und d radial etwas nach innen und 'ermöglichen, daß das Werkzeug frei aus der Werkstückbohrung gezogen werden kann.

Ist der Anschlagring ο aber nicht festgestellt, so ist bei Umlauf des Werkzeuges eine Feinbeistellung mittels Griffhülse A₁ und Klinkenzustellung bis zu der Grenze möglich, die das Aufsetzen der Traverse I in dem Führungsschlitz des Werkzeugschaftes ^₁ bedingt. Bei Stillstand des Werkzeuges aber kann durch Verdrehen der Stellmutter k eine Grobeinstellung mit der gleichen Grenze vorgenommen werden. Zur Erleichterung dieser Einstellung hat die Stellmutter außen eine Skala. Eine gleiche Skala hat auch für den Anschlagring 0 die Skala- und Griffhülse O₂. Zum besseren Erkennen der Stellung des Kurvenringes q trägt dieser außen die Bezeichnung/ (fest) und t (los) mit dazugehörigem Merkstrich, der jeweils -übereinstimmen muß mit dem am Werkzeugschaft g_x ange- too brachten Strich.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Zylinderfüllendes Schleif- oder Polierwerkzeug zur Bearbeitung von Innenzylindem, bei dem im Werkzeugschaft zwei radial verschiebbare Schleifbackengruppen zur Grob- und Feinbearbeitung angeordnet sind, \die entweder gleichzeitig oder nacheinander durch 'ein im oberen Werk- no zeugschaft angeordnetes Vorschubgetriebe zwangsläufig -und gleich viel beigestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkzeuggruppe aus drei oder mehr schaffenden Werkzeugen (^₁ bis C₃ und (I₁ bis d₃) besteht und daß zur gegenseitigen gruppenweisen radialen Verstellung die Feinbearbeitungswerkzeugträger (e_1} e₃ und e₅) auf in der Längsrichtung in Längsschlitzen des Stellkonus (/) für die Grobbearbeitungswerkzeugträger (e₂,. «₄ und e_e) verschiebbaren Stellamellen

   61198B

   (Z₁ bis /₃) angeordnet sind, wobei zur getrennten Beistellung der Stellamellen (Z₁ bis /₃) zwischen diesen und dem Stellkanus (/) eine Verschraubung (y, y_t), die durch eine Stellhülse (z₂) verdreht wird, angeordnet ist.
2. 2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Werkzeugschaft durch Festhalten 'einer nach Los,-lassen wieder in ihre Ausgangsstellung zurückfedernden Stellhülse (h) während des Laufes oder durch entsprechendes Verdrehen bei Stillstand Schaltklinken (/) durch Kurvenbahnen an der Stellhülse (h) eine Stellmutter (k) am oberen Werkzeugschaft (^₁) an deren Stirnzähnen weiterschalten, wodurch eine mit Gewinde versehene Traverse (I), die mit ihrem unten angesetzten Bolzen (m) auf den Stellkonus (/) drückt, mit dem Stellkonus (/) auch die daran befestigten SteUamellen (Z₁MsZ₃) axial und damit die schaffenden Werkzeuge radial verschiebt, wobei durch einen Anschlag (A₁) an der Stellmutter (k) und einen weiteren verstellbaren Anschlag (1O₁) am Anschlagring (0) die Stellmutter (k) und damit die schaffenden Werkzeuge auf das giewünschte Durchmessermaß begrenzt werden, und daß die Steigungsrichtung des Gewindes in der Stellmutter (k) so gewählt ist, daß durch. Festhalten der Stellmutter (k) beim Lauf oder durch entsprechendes Drehen bei Stillstand des Werkzeuges die schaffenden Werkzeuge (c und d) in ihre Ausgangsstellung entsprechend dem dann rückwärts begrenzenden Anschlag (k_t) der SteUmutter (k) in . Verbindung mit dem Anschlag (O₁) des Anschlagringes (0) zurückgezogen werden.
3. 3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch 40 ' gekennzeichnet, daß je ein Werkzeug beider Gruppen (c und d) auf schwenkbaren, im unteren Werkzeugschaft (g) angeordneten Doppielsehuhen (e) befestigt wird,, welche durch Verschieben der Stellamellen (Z und J₁ bis Z^) beigestellt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen