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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zentrieren von Bohrbearbeitungswerkzeugen
zur Bearbeitung von Aufnahmebohrungen insbesondere eines Zylinderkopfes,
wobei der Zylinderkopf wenigstens eine ebene Anlagefläche
aufweist, in deren Bereich ein oder mehrere Gewindebohrungen und/oder Auslass-
oder Ansaugkanäle vorgesehen sind, welche im Wesentlichen
rechtwinklig zur Anlagefläche verlaufend im Zylinderkopf
angeordnet sind.
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Bei
Kraftfahrzeugmotoren, insbesondere bei Dieselmotoren, werden als
Starthilfe sogenannte Glühkerzen eingesetzt. Solche Glühkerzen
sitzen dabei in entsprechenden Aufnahmebohrungen und ragen durch
den Zylinderkopf hindurch in den Brennraum zumindest minimal hinein,
so dass dieser vor dem Start, insbesondere Kaltstart, ”vorgeheizt” werden
kann. Dementsprechend sind zur Aufnahme solcher Glühkerzen
die vorerwähnten Aufnahmebohrungen vorgesehen, welche in
ihrem außen liegenden Endbereich im Zylinderkopf ein Innengewinde aufweisen,
in welches die entsprechende Glühkerze festsitzend einschraubbar
ist. Zum Brennraum hin ist eine solche Aufnahmebohrung in der Re gel
abgestuft ausgebildet und nimmt ein zylindrisches Schaftteil sowie
das Heizelement der Glühkerze auf. Dieses Heizelement wird
von einem Montagerohr aufgenommen, welches in seinem dem Heizelement
gegenüber liegenden Endbereich mit dem vorerwähnten Montagegewinde
versehen ist. In der Regel ist die Aufnahmebohrung zur Aufnahme
der Glühkerze zum Brennraum hin radial verjüngt
ausgebildet, wodurch eine Art Dichtsitz gebildet wird. Das Montagerohr
der Glühkerze ist dementsprechend dieser abgesetzten Ausbildung
der Aufnahmebohrung angepasst und weist in entsprechend axialer
Anordnung eine umlaufende Dichtfläche auf, mit welcher
das Montagerohr beim Einschrauben dicht in den Dichtsitz der Aufnahmebohrung
des Zylinderkopfes zur Anlage kommt.
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Wie
weiter aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist es nach längerer
Betriebsdauer eines Dieselmotors häufig notwendig, defekte
Glühkerzen auszutauschen. Die während des Betriebes
eines Dieselmotors stets auftretenden Temperaturänderungen
haben zur Folge, dass das Montagerohr mit seinem Montagegewinde
im Innengewinde der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes äußerst
fest sitzt. Dies hat wiederum zur Folge, dass beim Versuch, die Glühkerze über
ihren Außensechskant aus der Bohrung heraus zu drehen,
dieser Außensechskant abschert und somit das Montagerohr
mit seinem Montagegewinde im Innengewinde des Zylinderkopfes verbleibt.
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Zur
Erneuerung bzw. zum Austausch der Glühkerze ist es folglich
notwendig, diesen Rest der ”alten” Glühkerze
aus der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes zu entfernen. In der
Regel werden hierzu verschiedene Werkzeuge nacheinan der eingesetzt,
um das Montagerohr mit seinem Montagegewinde sowie auch den restlichen
Rohrabschnitt der Glühkerze aus der Aufnahmebohrung des
Zylinderkopfes entfernen zu können. Hierzu wird beispielhaft auf
die
DE 20 2005 008 241.4 verwiesen,
in welcher die einzelnen Arbeitsschritte zum Entfernen der ”Glühkerzenreste” detailliert
beschrieben sind.
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Des
Weiteren ist es häufig notwendig, nachdem die ”alte” Glühkerze
vollständig aus der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes
entfernt ist, dass das Innengewinde der Aufnahmebohrung und/oder
auch die sich daran anschließenden Bohrungsabschnitte selbst
mittels entsprechender ”Bohrwerkzeuge” nachzuarbeiten
sind. Diese Nachbearbeitung ist notwendig, um die neue Glühkerze
korrekt wieder in den Zylinderkopf einsetzen zu können.
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Aufgrund
der sich in der Aufnahmebohrung und deren Bohrungsabschnitte absetzenden
Ablagerungen von Verbrennungsrückständen kann
es des Weiteren auch notwendig sein, die abgestuften zylindrischen
Bohrungsabschnitte beispielsweise mit einer Reibahle nachzuarbeiten,
so dass die neue Glühkerze wieder passend in die Bohrungsabschnitte
einsetzbar ist. D. h., dass diese Nachbearbeitung in der Regel zum
Entfernen von Verbrennungsrückständen oder sonstigen
Verunreinigungen dient, wie beispielsweise Oxidationsprodukten,
so dass die Aufnahmebohrung nach diesem Arbeitsschritt zumindest
annähernd wieder ihren ursprünglichen ”Neuzustand” einnimmt.
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Bei
dieser Nachbearbeitung sowohl des Innengewindes als auch der gesamten
Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes ist es notwendig, die entsprechend
dafür vorgesehenen Bear beitungswerkzeuge mit möglichst
großer Präzision bezüglich ihrer Ausrichtung
zur Längsmittelachse der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes
auszurichten.
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Für
diese Ausrichtung wird beim Gegenstand der
DE 20 2005 008 241 U1 ein
Werkzeugsystem eingesetzt. Dabei dient zur Führung der
entsprechenden Werkzeuge eine Klemmhülse, durch welche eine
Zentrierhülse entsprechend zur Längsmittelachse
der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes ausgerichtet werden kann.
Voraussetzung für den Einsatz dieses Werkzeuges bzw. Werkzeugsystems
ist jedoch, dass im Umgebungsbereich der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes
eine zylindrische oder leicht kegelige Einsenkung mit entsprechend
ausreichender axialer Länge vorhanden ist, so dass insbesondere
die Klemmhülse zusammen mit der Zentrierhülse
durch Einsetzen in diese Einsenkung zwangsläufig zur Längsmittelachse
der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes ausgerichtet wird. Ist eine
solche Einsenkung am Zylinderkopf im Umgebungsbereich der Aufnahmebohrung
nicht vorhanden, so ist dieses Werkzeug nicht einsetzbar.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
20 2007 011 551 U1 ein weiteres Werkzeug bekannt, welches
in den Fällen einsetzbar ist, in welchen eine solche vertiefte
Einsenkung im Umgebungsbereich der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes
nicht vorhanden ist. Allerdings bedingt dieses Werkzeug, dass im
Umgebungsbereich der Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes eine Art
Zentrieransatz vorhanden ist, welcher beispielsweise eine radial
erweiterte, leicht vertiefte, konzentrisch zur Aufnahmebohrung angeordnete, umlaufende
Ausfräsung bildet. Beim Gegenstand dieser
DE 20 2007 011 551 U1 kann
nun eine entsprechend stirnseitig in ihrer Form an diesen Zentrieransatz
angepasste Zentrierbuchse eingesetzt werden, welche mittels einer
Spannvorrichtung axial gegen diesen Zentrieransatz verspannt wird.
Bei diesem Spannvorgang wird die Zentrierbuchse einerseits koaxial
zur Längsmittelachse der Bohrung des Zylinderkopfes ausgerichtet
und andererseits zu dieser Längsmittelachse zentriert.
Auch ist dieser
DE
20 2007 011 551 U1 entnehmbar, dass anstatt eines solchen ”eingesenkten” Zentrieransatzes
auch eine Art nach außen vorstehender domartiger Zentrieransatz vorgesehen
sein kann, so dass in entsprechender Anpassung der Zentrierbuchse
ebenfalls eine konzentrische und koaxiale Ausrichtung der Zentrierbuchse
zur Längsmittelachse der zu bearbeitenden Bohrung ermöglicht
wird.
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Nun
sind wiederum weitere spezielle Ausgestaltungen von Zylinderköpfen
bekannt geworden, bei welchen im Umgebungsbereich der Bohrung des Zylinderkopfes
weder solche Zentrieransätze noch irgendwelche Vertiefungen
oder andere Einsenkungen vorhanden sind, so dass die beiden oben
genannten Werkzeuge nicht einsetzbar sind. Bei solchen Zylinderköpfen
ist der Umgebungsbereich der Aufnahmebohrung in der Regel zwar planeben
abgefräst, weist jedoch keine umlaufende regelmäßige
Kontur auf, welche zur Ausrichtung einer Zentrierbuchse oder auch
eines Bohrwerkzeuges selbst dienen könnte. Des Weiteren
sind solche Zylinderköpfe im Allgemeinen mit einer Vielzahl
von Bohrungen oder Einsenkungen versehen, welche jedoch nicht im
Umgebungsbereich der zu bearbeitenden Bohrung des Zylinderkopfes
angeordnet sind. Weiter ist insbesondere bekannt, dass solche Aufnahmebohrungen
zur Aufnahme der Glühkerze beispielsweise im Randbereich
der Auslasskanäle oder Ansaugkanäle des Zylinderkopfes
angeordnet sind. Solche Auslasskanäle oder Ansaugkanäle
können bei speziellen Zylinderkopfkonstruktionen nach außen
hin mit radial erweiterten zylindrischen Vertiefungen oder Einsenkungen versehen
sein, in welche beispielsweise ein Auspuffrohr bzw. ein Ansaugrohr
einsteckbar ist. Auch sind Konstruktionen bekannt, bei welchen der
Umgebungsbereich aller Auslasskanäle bzw. aller Ansaugkanäle
planeben ausgebildet ist, wobei die Ansaugkanäle bzw. Einlasskanäle
zu dieser gebildeten Ebene mit ihren Vertiefungen bzw. mit der Längsmittelachse
ihrer zylindrischen Vertiefungen im Wesentlichen rechtwinklig verlaufen.
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Der
Erfindung liegt ausgehend vom genannten Stand der Technik die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher es möglich
ist, ein Werkzeug konzentrisch und koaxial zur Längsmittelachse
einer zu bearbeitenden Aufnahmebohrung insbesondere einer Glühkerze
eines Zylinderkopfes auszurichten.
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Die
Aufgabe wird zusammen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches
1 dadurch gelöst, dass eine Führungsplatte vorgesehen
ist, welche wenigstens eine Führungsbohrung aufweist, welche
im korrekt am Zylinderkopf angesetztem Zustand der Führungsplatte
auf eine der Aufnahmebohrungen ausgerichtet ist und, dass die Führungsplatte
mit wenigstens einem Ausrichtelement versehen ist, welches eine
Spannscheibe mit einem aufspreizbaren Zentrierring aufweist, mit
welchem das Ausrichtelement wahlweise in einen der Auslass- oder
Ansaugkanäle des Zylinderkopfes oder in die radial erweiterte
Einsenkung des Auslass- oder Ansaugkanals einsetzbar und mit diesem
bzw. dieser verspannbar ist und, dass wenigstens eine Montageschraube und/oder
wenigstens ein zweites Ausrichtelement vorgesehen ist, über
welche bzw. über welches die Führungsplatte in
ihrer Winkelorientierung präzise auf der Anlagefläche
des Zylinderkopfes ausrichtbar ist.
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Insbesondere
durch das Verspannen des oder der Ausrichtelemente über
den Zentrierring wird einerseits eine präzise Ausrichtung
des Ausrichtelementes konzentrisch im Auslass- oder Einlasskanal bzw.
in der radial erweiterten Einsenkung bewirkt. Andererseits wird
der Zentrierring gegen die Führungsplatte gespannt, so
dass die Führungsplatte auch gleichzeitig gegen die Anlagefläche
des Zylinderkopfes ”gepresst” wird und dementsprechend
definiert auf der Anlagefläche aufliegt. Damit ist die
Führungsplatte absolut präzise am Zylinderkopf
angesetzt, so dass eine präzise Nachbearbeitung der entsprechenden
Aufnahmebohrung(en) sichergestellt ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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So
kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass die
Führungsplatte eine der Anlagefläche des Zylinderkopfes
angepasste Stützfläche aufweist, mit welcher die
Führungsplatte eben auf die Anlagefläche des Zylinderkopfes
aufsetzbar ist. Eine solche Ausgestaltung kann insbesondere dann
erforderlich sein, wenn die Anlagefläche des Zylinderkopfes
abgestuft ausgebildet ist und dementsprechend zum präzisen
Ansetzen der Führungsplatte diese dieser Formgebung entsprechend
angepasst ist.
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Weiter
kann hierzu gemäß Anspruch 3 vorgesehen sein,
dass das Ausrichtelement einen Lagerzapfen aufweist, über
welchen das Ausrichtelement in einer Lagerbohrung der Führungsplatte
axial verstellbar gelagert ist und, dass die Lagerbohrung in ihrer
Ausrichtung zur Stützfläche der Ausrichtung des Auslass-
oder Ansaugkanals bzw. der zugehörigen Einsenkung zur Anlagefläche
des Zylinderkopfes angepasst ist.
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Für
eine äußerst einfache Handhabung und eine präzise
Ausrichtung der Führungsplatte kann gemäß Anspruch
4 vorgesehen sein, dass der Lagerzapfen die Lagerbohrung der Führungsplatte mit
einem Montagegewinde durchragt und, dass auf das Montagegewinde
eine Spannmutter aufgeschraubt ist, mittels welcher der Lagerzapfen
in die Lagerbohrung einziehbar ist, wodurch die Spannscheibe in
den sich an der Stützfläche der Führungsplatte
abstützenden Zentrierring eingezogen und der Zentrierring
radial aufspreizbar ist.
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Gemäß Anspruch
5 kann hierzu weiter vorgesehen sein, dass der Lagerzapfen eine
sich längs des Lagerzapfens erstreckende Führungsnut
aufweist und, dass in der Führungsplatte ein radial zur Lagerbohrung
verlaufendes Innengewinde vorgesehen ist, in welches eine Madenschraube
einschraubbar ist, welche im korrekt montierten Zustand insbesondere
als Verdrehsicherung mit einem Führungszapfen in die Führungsnut
des Lagerzapfens eingreift.
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Durch
die Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 wird sichergestellt,
dass die Führungsplatte nach dem Verspannen der Zentrierringe
eben und somit präzise ausgerichtet auf der Anlagefläche
des Zylinderkopfes aufliegt. Dazu ist vorge sehen, dass die axiale
Länge die Spannscheibe mit ihrem Zentrierring den axialen
Abmessungen der Einsenkung derart angepasst ist, dass die Spannscheibe
zusammen mit dem Zentrierring im montierten Zustand vollständig
in der Einsenkung versenkt ist bzw. wenigstens bündig mit
der Anlagefläche des Zylinderkopfes abschließt.
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Durch
die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ist ein universeller
Einsatz der Führungsplatte und somit der gesamten Vorrichtung
gewährleistet. Danach ist vorgesehen, dass die Führungsplatte
in Anpassung an die Anordnung der Gewindebohrungen desselben oder
unterschiedlicher Zylinderköpfe mehrere entsprechend angeordnete
Durchgangsbohrungen aufweist, über welche die Führungsplatte über die
wenigstens eine Montageschraube auf der Anlagefläche des
jeweiligen Zylinderkopfes feststehend montierbar ist.
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Zur
präzisen Ausrichtung der Vorrichtung kann gemäß Anspruch
8 vorgesehen sein, dass an der Führungsplatte zwei Ausrichtelemente
vorgesehen sind, welche gleichzeitig mit zwei benachbarten Auslass-
oder Ansaugkanälen oder deren Einsenkungen positionsgenau
in Eingriff bringbar und mit diesen verspannbar sind. Werden zwei
Ausrichtelemente vorgesehen, so kann auf die Montageschrauben verzichtet
werden, wobei diese jedoch für einen äußerst
festsitzenden Halt der Führungsplatte am Zylinderkopf dennoch
einsetzbar sein können.
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Durch
die Ausgestaltung gemäß Anspruch 9 können
in einer Aufspannung der Führungsplatte auf dem Zylinderkopf
gleichzeitig zwei Aufnahmebohrungen nachgearbeitet werden. Dazu
ist jedem Ausrichtelement in der Führungsplatte jeweils
eine Führungsbohrung zugeordnet ist, welche in am Zylinderkopf
angesetztem Zustand jeweils auf eine der zu bearbeitenden Aufnahmebohrungen
ausgerichtet ist.
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Die
Ausgestaltung gemäß Anspruch 10 dient ebenfalls
zu einfachen präzisen Ausrichtung der Vorrichtung auf einem
Zylinderkopf. Dazu ist vorgesehen, dass zur Fixierung und/oder Ausrichtung
der Führungsplatte am Zylinderkopf zwei Montageschrauben
vorgesehen sind.
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In
Anpassung an die jeweils einzusetzenden Bohrbearbeitungswerkzeuge
kann gemäß Anspruch 11 auch eine Zentrierbuchse
vorgesehen sein, so dass ein beispielsweise mit einem dünneren
Schaft versehenes Bohrwerkzeug über die Zentrierbuchse präzise
in der Führungsbohrung aufnehmbar ist.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird somit
eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mittels welcher
es in einfacher Art und Weise möglich ist, ein Werkzeug
zur Bearbeitung einer Aufnahmebohrung insbesondere einer Glühkerze
auf deren Längsmittelachse koaxial und konzentrisch auszurichten.
Dabei kann die Vorrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass auch
andere Bohrungen nachgearbeitet werden können, was von
der Anordnung und Orientierung der Führungsbohrungen zu
den Ausrichtelementen abhängig ist. Die einzelnen Merkmale der
oben angeführten Ansprüche können auch
einzeln oder in Kombination unterschiedlich zusammenwirken.
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Anhand
der Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert, wobei die Erfindung
nicht auf die konkreten Einzelmerkmale des Ausführungsbeispiels
beschränkt ist. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der einzelnen Bestandteile
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine
Draufsicht auf eine Führungsplatte der Vorrichtung aus 1;
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3 einen
Schnitt III-III durch die Führungsplatte aus 2 zusammen
mit einer Zentrierbuchse;
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4 eine
beispielhafte perspektivische Darstellung eines Zylinderkopfes,
für welche die Vorrichtung aus den vorangegangenen 1 bis 3 einsetzbar
ist;
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5 einen
Längsschnitt V-V aus 2 durch
die komplett montierte Vorrichtung zusammen mit einem entsprechenden
vereinfachten Teilschnitt durch den Zylinderkopf aus 4,
an welchem die Vorrichtung ansetzbar ist;
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6 die
Darstellung aus 5 bei lose am Zylinderkopf angesetzter
Vorrichtung;
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7 die
Darstellung aus 6 bei fest am Zylinderkopf montierter
Vorrichtung;
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8 eine
perspektivische Teilansicht des Zylinderkopfes mit angesetzter Vorrichtung.
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1 zeigt
beispielhaft eine Vorrichtung 1 der erfindungsgemäßen
Art in perspektivischer Explosionsdarstellung. Die nachfolgend verwendeten Richtungsangaben
wie oben, unten, vertikal oder dgl. beziehen sich auf die in 1 dargestellte
Ausrichtung der einzelnen Bauteile, um deren Ausrichtung und Positionierung
gegeneinander besser zu erläutern. Im Einsatz kann die
Vorrichtung 1 insgesamt, je nach Lage und Ausgestaltung
eines zu bearbeitenden Zylinderkopfes auch andere Orientierungen
einnehmen.
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Die
Vorrichtung 1 weist als zentrales Element eine etwa quaderförmig
ausgebildete Führungsplatte 2 auf, welche beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei vertikale Längsseiten 3 und 4 sowie
zwei rechtwinklig dazu verlaufende ebenfalls vertikal ausgerichtete
Querseiten 5 und 6 bildet. Unterseitig bildet
die Führungsplatte 2 eine ebene Stützfläche 7.
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Auch
diese beispielhaft dargestellte Formgebung der Führungsplatte 2 ist
nicht zwingend, sondern von der konkreten Ausgestaltung eines Zylinderkopfes
abhängig. So könnte beispielsweise die untere
Stützfläche 7 auch mit Einsenkungen versehen
sein oder auch verschiedene gegeneinander abgesetzte (ebene) Anlagebereiche
aufweisen, um an einem entsprechend gestalteten Zylinderkopf angesetzt
werden zu können.
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Des
Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass die Führungsplatte 2 beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Lagerbohrungen 8 und 9 aufweist, welche
in einem vorbestimmten Abstand voneinander in der Führungsplatte 2 angeordnet
sind. Diese beiden Lagerbohrungen 8 und 9 verlaufen
mit ihrer jeweiligen Längsmittelachse 10 und 11 einerseits
parallel zueinander und andererseits parallel zu den beiden Längsseiten 3 und 4 sowie
zu den beiden Querseiten 5 und 6. Diese beiden
Lagerbohrungen 8 und 9 dienen zur verstellbaren
Aufnahme zweier Ausrichtelemente 12 und 13, welche
hierzu jeweils einen vertikal nach oben überstehenden Lagerzapfen 14 bzw. 15 aufweisen.
Im unteren Endbereich des jeweiligen Lagerzapfens 14 bzw. 15 ist
jedes der Ausrichtelemente 12 und 13 mit einer
Spannscheibe 16 bzw. 17 versehen. Die Spannscheiben 16 und 17 weisen
jeweils eine umlaufende, sich zum jeweils zugehörigen Lagerzapfen 14 bzw. 15 hin
radial verjüngende, konische Mantelfläche 18 bzw. 19 auf.
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Des
Weiteren ist im oberen Endbereich des jeweiligen Lagerzapfens 14 bzw. 15 ein
Montagegewinde 20 bzw. 21 vorgesehen, auf welches
jeweils eine zugehörige Spannmutter 22 bzw. 23 aufschraubbar
ist. Zwischen den Spannmuttern 22 und 23 und der
Führungsplatte 2 kann zur Verteilung der beim
Spannen der Spannmuttern 22 und 23 auftretenden
Spannkräfte jeweils eine U-Scheibe 24 bzw. 25 vorgesehen
sein.
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Die
beiden Ausrichtelemente 12 und 13 sind mit ihren
Lagerzapfen 14 und 15 in die Lagerbohrungen 8 und 9 der
Führungsplatte 2 einsetzbar. Zur Festlegung einerseits
der axialen Betriebsstellung und andererseits zur unverdrehbaren
Lagerung dieser Lagerzapfen 14 und 15 in den zugeordneten
Lagerbohrungen 8 und 9 sind entsprechende Madenschrauben 26 und 27 vorgesehen.
Diese Madenschrauben 26, 27 sind in radial zu
den Lagerbohrungen 8 und 9 verlaufende Innengewinde 28 und 29 einschraubbar.
Zur unverdrehbaren Sicherung der Lagerzapfen 14 und 15 weisen
die Madenschrauben 26 und 27 entsprechende Führungszapfen 30 und 31 auf,
welche im montierten Zustand in axial und in Umfangsrichtung begrenzte
Führungsnuten 32 und 33 des jeweils zugehörigen
Lagerzapfens 14 bzw. 15 eingreifen.
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Somit
sind die Lagerzapfen 14 und 15 in den Lagerbohrungen 8 und 9 unverlierbar
gehalten und können mittels der Spannschrauben 22 und 23 axial verstellt
werden.
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Des
Weiteren sind die Ausrichtelemente 12 und 13 jeweils
mit einem Zentrierring 34 bzw. 35 versehen, welche
jeweils eine konisch zur Spannscheibe 16 bzw. 17 hin
konisch erweiterte Innenfläche 36 bzw. 37 aufweisen.
Es ist leicht vorstellbar, dass die Zentrierringe 34 und 35 beim
Einziehen der Spannscheiben 16 und 17 mit ihren
konischen Mantelflächen 18 und 19 in
den jeweils zugehörigen Zentrierring 34 bzw. 35 radial
auseinander gedrückt werden. Dazu ist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass diese Zentrierringe 34 und 35 aus einem
elastischen Material gebildet sind. Des Weiteren können
diese Zentrierringe 34 und 35 auch mehrteilig
ausgebildet sein, so dass ebenfalls ein radiales Auseinanderspreizen
ermöglicht wird.
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Beim
Spannvorgang werden dabei die Lagerzapfen 14 und 15 mit
den daran fest montierten Spannscheiben 16 und 17 in
Richtung des Pfeiles 38 nach oben bewegt. Da sich die Zentrierringe 34 und 35 im
montierten Zustand an der unteren Stützfläche 7 der
Führungsplatte 2 abstützen, können
die Spannscheiben 16 und 17 mit ihren konischen
Mantelflächen 18 und 19 in einfacher
Weise durch die Lagerzapfen 14 und 15 in die Zentrierringe 34 und 35 unter
entsprechend radialer Erweiterung der Zentrierringe 34, 35 eingezogen
werden.
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Die
Führungsplatte 2 weist des Weiteren, wie dies
aus 1 ersichtlich ist, mehrere Durchgangsbohrungen 41, 42, 43, 44, 45 und 46,
welche vorgesehen sein können, um die Führungsplatte 2 der
Vorrichtung 1 über entsprechende Montageschrauben 47 und 48 zusätzlich
gegen einen Zylinderkopf verspannen zu können. Diese beiden
Montageschrauben 47 und 48 sind aber je nach Ausgestaltung
eines Zylinderkopfes nicht zwingend notwendig.
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Die
Durchgangsbohrungen 41 bis 46 sind in ihrer Anordnung
sowie in ihrer Dimensionierung entsprechend der Anordnung und Dimensionierung
von Gewindebohrungen eines Zylinderkopfes oder auch verschiedener
Zylinderköpfe angepasst. So weisen beispielsweise die Durchgangsbohrungen 43 und 44 einen
größeren Durchmesser auf als die Durchgangsbohrungen 41, 42 und 45, 46.
In entsprechender Weise können auch, sofern die Durchgangsbohrungen 43 und 44 zur
feststehenden Montage der Führungsplatte 2 an
einem Zylinderkopf vorgesehen sind, entsprechende Montageschrauben
mit größerem Durchmesser vorgesehen sein (in der
Zeichnung nicht explizit dargestellt).
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Weiter
ist aus 1 ersichtlich, dass beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel die Führungsplatte 2 mit
zwei in vorbestimmtem Abstand voneinander angeordneten Führungsbohrungen 49 und 50 versehen
ist. Diese Führungsbohrungen 49 und 50 verlaufen
beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihren Längsmittelachsen 51 und 52 einerseits
parallel zueinander und andererseits sowohl schräg zu den
beiden Längsseiten 3 und 4 als auch schräg
geneigt zu den beiden Querseiten 5 und 6. Aufgrund
dieser schrägen Anordnung der Führungsbohrungen 49 und 50 bildet
die Führungsplatte 2 in einem Teil des Umgebungsbereiches
der jeweiligen Führungsbohrung 49 bzw. 50 jeweils
einen Einsenkungsabschnitt 53 bzw. 54, welcher
sich beim vorliegenden Aus führungsbeispiel mit jeweils
etwa über einen Umfangswinkel von 180° erstreckt.
Diese Führungsbohrungen 49 und 50 können
mit ihren Einsenkungsabschnitten 53 und 54 beispielsweise
zur definierten Aufnahme einer Zentrierbuchse dienen, wie später
noch näher erläutert wird. Wird eine solche Zentrierbuchse
nicht benötigt, sind die Führungsbohrungen 49 und 50 zur direkten
Führung eines entsprechend ausgebildeten Werkzeuges vorgesehen.
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Dabei
ist der Abstand der Führungsbohrungen 49 und 50 voneinander
sowie insbesondere von den beiden Lagerbohrungen 8 und 9 sowie
deren Schrägstellung in der Führungsplatte 2 derart
gewählt, dass bei korrekter Positionierung der Führungsplatte 2 an
einem Zylinderkopf die jeweilige Führungsbohrung 49 bzw. 50 mit
ihrer jeweiligen Längsmittelachse 51 bzw. 52 präzise
auf eine zu bearbeitende Aufnahmebohrung des Zylinderkopfes ausgerichtet
ist. Diese zu bearbeitende Aufnahmebohrung kann dabei, wie zu dem
später noch beschriebenen Ausführungsbeispiel
eines Zylinderkopfes beschrieben ist, zur Aufnahme einer Glühkerze dienen,
wie dies aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist.
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Zur
Verdeutlichung der Anordnung der Lagerbohrungen 8 und 9,
der Durchgangsbohrungen 41 bis 46 sowie der Führungsbohrungen 49 und 50 zeigt 2 eine
Draufsicht auf die Führungsplatte 2. Aus dieser
Draufsicht der 2 ist auch der geneigte Verlauf
der Führungsbohrungen 49 und 50 zu den beiden
Längsseiten 3 und 4 und zu den beiden
Querseiten 5 und 6 der Führungsplatte 2 teilweise
in gestrichelten Linien ersichtlich.
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Weiter
ist aus 2 auch die radial verlaufende
Anordnung der Innengewinde 28 und 29 zur jeweils
zugeordneten Lagerbohrung 8 bzw. 9 erkennbar.
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Zur
weiteren Verdeutlichung des geneigten Verlaufs der Führungsbohrungen 49 und 50 zeigt 3 einen
Schnitt III-III aus 2 durch die Führungsbohrung 49.
Es ist erkennbar, dass die Führungsbohrung 49 schräg
geneigt zur unteren Stützfläche 7 der
Führungsplatte 2 verläuft. Des Weiteren ist
auch der oberseitig angeordnete Einsenkungsabschnitt 53 erkennbar,
welcher beispielsweise zur teilweisen Aufnahme einer Zentrierbuchse 55 dient.
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Diese
Zentrierbuchse 55 weist zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeuges
eine Durchgangsbohrung 56 auf, welche einen vorbestimmten
Durchmesser hat und im eingesetzten Zustand der Zentrierbuchse 55 in
der Führungsbohrung 49 koaxial zur Längsmittelachse 51 der
Führungsbohrung 49 ausgerichtet ist. Um diese
Zentrierbuchse 55 in einer vorbestimmten Tiefe in die Führungsbohrung 49 einsetzen
zu können, bildet diese in ihrem rechten Endbereich einen
radial vorstehenden Anschlag 57, welcher im eingesetzten
Zustand passend in den Einsenkungsabschnitt 53 eingreift
und an dessen etwa halbkreisförmig ausgebildeten Anschlagfläche 58 aufliegt.
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Die
in den vorangegangenen 1 bis 3 beschriebene
Vorrichtung 1 dient zum Ausrichten von Bohrbearbeitungswerkzeugen
auf entsprechende Bohrungen oder Aufnahmebohrungen eines Zylinderkopfes,
wobei diese Bohrungen bzw. Aufnahmebohrungen jeweils zur Aufnahme
beispielsweise einer Glühkerze dienen können.
Durch entsprechende Abwandlung der Führungsplatte 2 können
natürlich auch die Führungs bohrungen 49 und 50 auf
andere Gewindebohrungen oder sonstige Bohrungen eines Zylinderkopfes
ausgerichtet sein, was letztendlich vom Einsatzzweck der Vorrichtung 1 und
der Ausgestaltung eines Zylinderkopfes abhängig ist. Jedenfalls
ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Führungsplatte 2 dargestellt,
welche mit ihrer ebenen Stützfläche 7 eben
an einem Zylinderkopf ansetzbar ist.
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4 zeigt
beispielhaft einen solchen Zylinderkopf 60 in perspektivischer
Darstellung. Dieser Zylinderkopf 60 bildet beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel frontseitig eine strukturierte, ebene
Anlagefläche 61, welche sich insbesondere über
insgesamt vier Ansaugkanäle 62, 63, 64 und 65 erstreckt. Des
Weiteren sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel des
Zylinderkopfes 60 im Bereich dieser ebenen Anlagefläche 61 mehrere
Gewindebohrungen 66, 67, 68, 69, 70 und 71 vorgesehen.
Diese Gewindebohrungen 66 bis 71 dienen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
des Zylinderkopfes 60 zur feststehenden Montage eines sogenannten
Ansaugkrümmers, welcher im montierten Zustand dicht mit den
Ansaugkanälen 62, 63, 64 und 65 in
Verbindung steht. Dabei kann ein solcher in der Zeichnung nicht näher
dargestellte Ansaugkrümmer insgesamt vier Ansatzstutzen
aufweisen, welche passend in entsprechend radial erweiterte, zylindrische
Einsenkungen 72, 73, 74 und 75 der
Ansaugkanäle 62, 63, 64 und 65 eingreifen.
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Diesen
Abständen einerseits der Einsenkungen 72 und 73 bzw. 74 und 75 voneinander
und andererseits zu den jeweils zugehörigen Aufnahmebohrungen 76 und 77 bzw. 78 und 79 sind
die Abstände der Lagerbohrungen 8, 9 und
der Führungsbohrungen 49 und 50 der Führungsplatte 2 aus
den
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1 bis 3 präzise
angepasst. Weiter ist aus 4 ersichtlich,
dass der äußere Endbereich der jeweiligen Einsenkung 72, 73, 74 bzw. 75 jeweils in
ihrem zur Anlagefläche 61 hin liegenden Endbereich
einen radial erweiterten Zentrierkonus 80, 81, 82 bzw. 83 bildet.
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Entsprechend
der Dimensionierung insbesondere der Einsenkungen 72 bis 75 ist
die Formgebung insbesondere der Durchmesser der beiden Zentrierringe 34 und 35 der
Vorrichtung 1 aus den vorangegangenen Zeichnungsfiguren
angepasst. D. h., dass die Zentrierringe 34 und 35 in
ihrem unverspannten Zustand mit zumindest geringem Spiel in eine
der Einsenkungen 72 bis 75 einsetzbar sind. Dabei
ist bei der vorliegenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 vorgesehen, dass diese mit ihren Ausrichtelementen 12 und 13 und
den entsprechend zugeordneten Zentrierringen 34 und 35 wahlweise
entweder mit den beiden Einsenkungen 72 und 73 oder
mit den beiden Einsenkungen 74 und 75 des Zylinderkopfes 60 in
Eingriff bringbar sind.
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Wird
die Vorrichtung 1 mit den Einsenkungen 72 und 73 in
Eingriff gebracht und anschließend die beiden Spannmuttern 22 und 23 angezogen,
so erfolgt ein Einziehen der Spannscheiben 16 und 17 mit ihren
konischen Mantelflächen 18 und 19 in
die Zentrierringe 34 und 35, so dass diese radial
erweitert werden und somit ein präziser Sitz der Vorrichtung 1 mit
ihrer Führungsplatte 2 am Zylinderkopf bewirkt wird.
Aufgrund der Zugrichtung in Richtung des Pfeiles 38 aus 1 wird
auch gleichzeitig eine Art Verspannung der Führungsplatte 2 gegen
den Zylinderkopf 60 erreicht, so dass die in 1 dargestellten Montage schrauben 47 und 48 nicht
zwingend notwendig sind, jedoch als zusätzliches Haltemittel
und Fixiermittel eingesetzt werden können. In diesem angesetzten
Zustand an den beiden Einsenkungen 72 und 73 erfolgt
nach dem Spannen der Zentrierringe 34 und 35 automatisch
eine Ausrichtung der beiden Führungsbohrungen 49 und 50 auf
die im Umfangsbereich der beiden Einsenkungen 72 und 73 angeordneten
Aufnahmebohrungen 76 und 77.
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In
gleicher Art und Weise kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung 1 auch mit den Einsenkungen 78 und 79 des
Zylinderkopfes 60 in Eingriff gebracht werden, so dass
dementsprechend bei korrektem Sitz der Führungsplatte 2 am
Zylinderkopf 60 die beiden Führungsbohrungen 49 und 50 koaxial
zu den beiden Aufnahmebohrungen 78 und 79 des
Zylinderkopfes 60 ausgerichtet werden.
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Das
Ansetzen der Vorrichtung 1 aus den 1 bis 3 am
Zylinderkopf 60 aus 4 ist schematisch
in den Zeichnungsfiguren 5 bis 7 dargestellt.
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Aus
der Darstellung der 5 ist erkennbar, dass in dem
gezeigten montierten Zustand der Vorrichtung 1 die beiden
Ausrichtelemente 12 und 13 mit ihren Lagerzapfen 14 und 15 in
den zugehörigen Lagerbohrungen 8 und 9 der
Führungsplatte 2 aufgenommen sind. Die beiden
Spannmuttern 22 und 23 sind entsprechend auf die
oberseitig nur wenig überstehenden Montagegewinde 20 und 21 aufgeschraubt.
Zwischen den beiden Spannmuttern 22 und 23 und
der Führungsplatte 2 sind die U-Scheiben 24 und 25 angeordnet.
Im Abstand zur unteren Stützfläche 7 der
Führungsplatte 2 sind die beiden Spannscheiben 16 und 17 angeordnet.
Auf diese aufgesetzt sind die beiden Zentrierringe 34 und 35, welche
unterseitig in dem in 5 dargestellten unverspannten Zustand ”lose” an
der unteren Stützfläche 7 der Führungsplatte 2 anliegen.
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In
diesem unverspannten Zustand der Spannringe 34 und 35 sind
diese mit Spiel in die Einsenkungen 74 und 75 der
beiden Ansaugkanäle 64 und 65 einsetzbar.
Die axiale Länge der beiden Zentrierringe 34 und 35 ist
dabei so bemessen, dass die Zentrierringe 34 und 35 im
in die beiden Einsenkungen 74 und 75 eingesetzten
Zustand nicht deren Grundfläche berühren können.
Beim Einsetzen der Vorrichtung 1 in die Einsenkungen 74 und 75 des
Zylinderkopfes 60 gelangt die Führungsplatte 2 mit
ihrer unteren Stützfläche 7 mit der oberen
Anlagefläche 61 des Zylinderkopfes in Kontakt.
Diesen Zustand zeigt 6.
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Aus 6 ist
ersichtlich, dass in dem dargestellten unverspannten Zustand der
Zentrierringe 34 und 35, diese beiden Zentrierringe 34 und 35 zu
den entsprechend zugeordneten Einsenkungen 74 und 75 der
Ansaugkanäle 64 und 65 des Zylinderkopfes 60 erkennbar
ein radiales Spiel aufweisen. Des Weiteren liegen die beiden Spannmuttern 22 und 23 oberseitig
auf den U-Scheiben 24 und 25 auf, welche wiederum
eben auf der Führungsplatte 2 aufliegen.
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Durch
entsprechendes Anziehen der beiden Spannmuttern 22 und 23 wird
nun jeder Lagerzapfen 14 bzw. 15 in Richtung des
Pfeiles 38 gezogen, so dass die Spannscheiben 16 und 17 in
die Zentrierringe 34 und 35 eingezogen werden.
Während dieses Einziehens werden die beiden Zentrierringe 34 und 35 gleichmäßig
radial gespannt bzw. gedehnt, so dass diese nach einem entsprechenden
Spannweg flächig und vollständig umlaufend in
den zugeordneten Einsenkungen 74 und 75 des Zylinderkopfes 60 anliegen,
wie dies aus 7 ersichtlich ist. Aufgrund der
Spannbewegung in Richtung des Pfeiles 38 wird auch gleichzeitig
ein Verspannen der Führungsplatte 2 mit seiner
unteren Stützfläche 7 gegen die obere Anlagefläche 61 des
Zylinderkopfes 60 bewirkt.
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Es
wird deutlich, dass durch diesen Spannvorgang die Führungsplatte 2 äußerst
präzise auf dem Zylinderkopf 60 bzw. auf dessen
oberer Anlagefläche 61 positionierbar und ausrichtbar
ist. Mit dieser Ausrichtung der Führungsplatte 2 werden
somit automatisch, sofern die Vorrichtung 1, wie in den 5 bis 7 dargestellt,
mit den Einsenkungen 74 und 75 des Zylinderkopfes 60 in
Eingriff gebracht wird, die Führungsbohrungen 49 und 50 automatisch
auf die Aufnahmebohrungen 78 und 79 des Zylinderkopfes 60 aus 4 ausgerichtet.
Anschließend können, wie aus dem Stand der Technik
bekannt, die diversen Bohrungsbearbeitungswerkzeuge zur Überarbeitung sowohl
des Innengewindes der Aufnahmebohrungen 78 und 79 sowie
der bei Glühkerzen vorgesehenen weiteren Bohrungsabschnitte
eingesetzt werden.
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Wird
die Vorrichtung 1 mit ihren Ausrichtelementen 12 und 13 hingegen
mit den beiden Einsenkungen 72 und 73 des Zylinderkopfes 60 aus 4 in
Eingriff gebracht und die Zentrierringe 34 und 35 in den
Einsenkungen 72 und 73 verspannt, so erfolgt zwangsläufig
und automatisch eine Ausrichtung der Führungsbohrungen 49 und 50 auf
die beiden Aufnahmebohrungen 76 und 77 des Zylinderkopfes 60, so
dass auch hier anschließend die benötigten Bohrungsbearbeitungswerkzeuge
einsetzbar sind.
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Zur
Verdeutlichung zeigt hier 8 nochmals
eine perspektivische Teilansicht des Zylinderkopfes 60 aus 4,
an welchem die Vorrichtung 1 feststehend montiert ist.
Es ist erkennbar, dass die beiden Ausrichtelemente 12 und 13 mit
ihren Zentrierringen 34 und 35 präzise
positioniert in den Einsenkungen 74 und 75 aufgenommen
sind. Die Führungsplatte 2 liegt dabei flächig
mit ihrer unteren Stützfläche 7 auf der äußeren
Anlagefläche 61 des Zylinderkopfes 60 auf.
Dabei wird die Führungsplatte 2 durch die beiden
Ausrichtelemente 12 und 13 präzise positioniert
und feststehend am Zylinderkopf 60 gehalten. Zusätzlich
können noch die beiden aus 1 ersichtlichen
Montageschrauben 47 und 48 eingesetzt werden,
um beim anschließenden Bearbeitungsvorgang der Aufnahmebohrungen 78 und 79 (in 8 nicht
erkennbar) ein ”Verrutschen” der Führungsplatte 2 gegenüber
dem Zylinderkopf 60 sicher zu verhindern. Weiter ist aus 8 der
geneigte Verlauf der Führungsbohrungen 49 und 50 erkennbar. Auch
ist für die Führungsbohrung 49 die teilweise umlaufende
Anschlagsfläche 58 des Einsenkungsabschnittes 53 erkennbar.
Die Ausgestaltung der Führungsbohrung 50 ist beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel identisch gewählt.
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Auch
kann, wie bereits in 3 beschrieben, die Zentrierbuchse 55 in
die Führungsbohrung 49 oder auch in die Führungsbohrung 50 eingesetzt
werden, was letztendlich von der Ausgestaltung des entsprechend
zu verwendenden ”Bohrwerkzeuges” abhängig
ist.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist
diese mit ihrer Führungsplatte 2 wahlweise mit
den beiden Einsenkungen 72 und 73 oder mit den
beiden Einsen kungen 74 und 75 des Zylinderkopfes 60 aus 4 in
Eingriff bringbar. Damit können mit einer ”Aufspannung” der
Vorrichtung 1 am Zylinderkopf 60 wahlweise die
beiden Aufnahmebohrungen 76 und 77 oder die beiden
Aufnahmebohrungen 78 und 79 des Zylinderkopfes 60 aus 4 gleichzeitig
bearbeitet werden.
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Je
nach Ausgestaltung der Bearbeitungswerkzeuge kann auch die aus 3 ersichtliche
Zentrierbuchse 55 eingesetzt sein.
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Es
ist erkennbar, dass aufgrund der speziellen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 und deren Anpassung an die Formgebung und Ausgestaltung
des Zylinderkopfes 60 entsprechende Bearbeitungswerkzeuge
präzise auf die zu bearbeitenden Aufnahmebohrungen 76, 77 bzw. 78, 79 ausrichtbar
sind. Aufgrund der beweglichen Aufnahme der beiden Ausrichtelemente 12 und 13 mit
ihren Zentrierringen 34 und 35 ist in einfacher
Weise ein äußerst präzises Ansetzen der
Vorrichtung 1 an einem Zylinderkopf 60 durchführbar.
Durch anschließendes Anziehen der Spannmuttern 22 und 23 und dem
damit verbundenen Aufspreizen der Zentrierringe 34 und 35 wird
ein festsitzender Halt der Führungsplatte 2 am
Zylinderkopf 60 bewirkt.
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Beim
dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei Ausrichtelemente 12 und 13 an
der Führungsplatte 2 vorgesehen. Es ist jedoch
auch vorstellbar, dass die Führungsplatte 2 nur
halb so groß ausgebildet ist und nur eines der Ausrichtelemente 12 oder 13 aufweist.
Bei einer solche Ausgestaltung erfolgt eine Ausrichtung bzw. präzise
Positionierung der Führungsplatte 2 durch dieses
eine Ausrichtelement 12 oder 13, wobei zur genauen
Winkelposi tionierung dann entsprechend eine der Montageschrauben 47 oder 48 dienen
kann.
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Einer
solche Ausgestaltung ist jedoch nur dann der Vorzug zu geben, wenn
auch die entsprechenden Gewindebohrungen 66 bis 71 mit
entsprechender Präzision im Zylinderkopf 60 angeordnet sind.
Dabei ist die Montageschraube 47 oder 48 vorzugsweise
als Zylinderschraube ausgebildet, die einen zylindrischen Schaftabschnitt
im Bereich ihres jeweiligen Schraubenkopfes aufweisen, über
welchen die entsprechend vereinfachte Führungsplatte 2 dann
präzise über eine der entsprechenden Durchgangsbohrungen 41, 42, 43, 44, 45 oder 46 ausrichtbar
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202005008241 [0004]
- - DE 202005008241 U1 [0008]
- - DE 202007011551 U1 [0009, 0009, 0009]