DE2620716C3

DE2620716C3 - Lathe for facing a reference surface on the edge of the bottom of a light metal cast piston

Info

Publication number: DE2620716C3
Application number: DE19762620716
Authority: DE
Inventors: Walter 6927 Bad Rappenau Scherzer
Original assignee: Karl Schmidt 7107 Neckarsulm De GmbH; Karl Schmidt 7107 Neckarsulm GmbH
Current assignee: Kolbenschmidt AG
Priority date: 1976-05-11
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE2620716B2; DE2620716A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine zum Plandrehen einer Bezugsfläche am Rand des Bodens eines Leichtmetallgußkolbens für das Runddrehen einer Ringnut in die Außenumfangsfläche eines in der Nähe des Kolbenbodens konzentrisch zur Längsachse des Kolbens mit eingegossenen Rings,mit einem selbsttätig parallel und quer zur Längsachs? der Werkstückspindel verfahrbaren Kreuzschlitten für ein uuf ihm befestigtes Drehwerkzeug.The invention relates to a lathe for facing a reference surface on the edge of the ground a light metal cast piston for turning an annular groove in the outer circumferential surface of a nearby one of the piston crown concentric to the longitudinal axis of the piston with a cast-in ring, with an automatic parallel and transverse to the longitudinal axis? the workpiece spindle movable compound slide for one attached to it Turning tool.

Für Anwendungsfälfe, in denen ein besonders starker Verschleißangriff der Ringnuten zu erwarten ist, ist im Leichtmetallgußkolben, vorzugsweise im Bereich der ersten Ringnute, ein Ring, in den die Ringnute eingestochen wird, eingegossen. Dieser Ring besteht in der Regel aus austenitischem Gußeisen, das einen ähnlich hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten wie die Leichtmetallkolbenlegierung aufweist, so daß die Neigung des Ringes zum Lockerwerden vermindert wird. Darüber hinaus ist es möglich, den Ring beim Gießen des Leichtmetallkolbens mit dem Kolbenkörper mit Hilfe besonderer Verfahren über eine intermetallische Zwischenschicht zu verbinden.For applications in which a particularly strong wear attack on the ring grooves is to be expected, im Cast light metal piston, preferably in the area of the first annular groove, a ring in which the annular groove is pierced, poured. This ring is usually made of austenitic cast iron, the one has similar high thermal expansion coefficients as the light metal piston alloy, so that the The tendency of the ring to become loose is reduced. In addition, it is possible to use the ring when Casting the light metal piston with the piston body with the help of special processes to connect via an intermetallic intermediate layer.

Die Weiterentwicklung der Otto- und Diesel-Motoren zu immer höheren Leistungen führt zwangsläufig auch zu steigenden Anforderungen an Konstruktion und Qualität der Leichtmetallgußkolben. Diese Anforderungen können nicht mehr allein vom Werkstoff und von der Gießtechnik erfüllt werden, sondern stellen an die spanende Formgebung in bezug auf Maßhaltigkeit und Oberflächengüte höchste Ansprüche, wobei insbesondere auch an das maßgenaue Einsiechen der Nute in den eingegossenen Ring höchste Ansprüche gestellt werden. Vor dem Einstechen der Nute wird am Rand des Kolbenbodens eine Bezugsebene durch Plandrehen hergestellt, die gewährleisten soll, daß die Nute zeichnungsgerecht unter Einhaltung der notwendigen Ferigungstoleranzen eingestochen werden kann. Das Plandrehen dieser am Rand des Kolbenbodens befindlichen Bezugsebene geschah nun bisher in der Weise, daß die Mittellinie des eingegossenen Rings an zwei Stellen visuell bestimmt und anschließend der .SchneidstahlThe further development of gasoline and diesel engines inevitably leads to ever higher performance also to increasing demands on the design and quality of the light metal cast pistons. These requirements can no longer depend solely on the material and by the casting technology are met, but put on the cutting shaping in terms of dimensional accuracy and The highest demands are made on the surface quality, with particular emphasis on the dimensionally accurate creeping into the groove cast ring the highest demands are made. Before the groove is pierced, the edge of the Piston crown made a reference plane by facing, which should ensure that the groove can be pierced in accordance with the drawing in compliance with the necessary manufacturing tolerances. That Facing this reference plane located on the edge of the piston head has now been done in such a way that the center line of the cast ring is visually determined in two places and then the cutting steel entsprechend der vorgegebenen Abstände zwischen der Mittellinie des Ringträgers und der Bezugsebene am Kolbenboden eingestellt wurde. Dieser Vorgang wiederholte sich praktisch bei jedem Kolben, da es der Gießtechnik nicht möglich ist, den Ring in genau senkrechter Querlage zur Längsachse des Kolbens einzugießen, da sich der Ring beim Gießvorgang verschiebt und im fertiggegossenen Kolben damit eine mehr oder weniger geneigte Lage einnimmt Abgesehenaccording to the specified distances between the center line of the ring carrier and the reference plane on Piston crown has been adjusted. This process was repeated for practically every piston, since it was the Casting technique is not possible, the ring in an exactly perpendicular position transverse to the longitudinal axis of the piston pour in, as the ring shifts during the casting process and thus a assumes a more or less inclined position apart davon, daß die visuelle Bestimmung der Mittellinie mit einem beachtlichen Zeitaufwand verbunden ist, ist es dabei aber auch nicht möglich, die Nute auf dem gesamten Umfang exakt mittig entlang der Mittellinie des eingegossenen Rings einzustechen, da die Mittellinieof the fact that the visual determination of the center line is associated with a considerable expenditure of time, it is but also not possible, the groove over the entire circumference exactly in the middle along the center line of the cast ring, as the center line nur an zwei Stellen gemessen und der daraus gebildete Mittelwert als Lage der Mittellinie angenommen wird.measured only in two places and the one formed from it Mean is assumed to be the position of the center line.

Da die in den eingegossenen Ring einzustechende Nute aber wieder in einer zur Kolbenlängsachre exakt senkrechten Ebene liegen muß, stellt sich als mit demSince the groove to be pierced into the cast ring is exactly in one direction to the piston longitudinal axis must lie in the vertical plane, turns out to be with the Anmeldungsgegenstand zu lösende Aufgabe das Problem, für das Einstechen der Nute in den eingegossenen Ring am Kolbenboden eine Bezugsfläche zu schaffen, die in einem fest vorgegebenen Abstand zur mittleren Lage des eingegossenen Rings in Längsrichtung desSubject of the application to be solved the problem for the grooving of the groove in the cast Ring on the piston crown to create a reference surface that is at a fixed predetermined distance from the middle Position of the cast ring in the longitudinal direction of the Kolbens angeordnet ist, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Schräglage des eingegossenen Rings maximal nur so großist, daß die einzustechende Nute an keiner Stelle aus dem Ring herausläuft bzw. nach dem Einstechen der Nute am eingegossenen Ring ringshePiston is arranged, provided that the inclined position of the cast ring is at most only so large that the groove to be pierced does not run out of the ring at any point or after the Piercing of the groove on the cast ring all around rum seitlich eine bestimmte Mindestwandstärke ge währleistet istaround the side a certain minimum wall thickness ge is guaranteed

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß auf dem Kreuzschlitten im festen Abstand neben dem Drehwerkzeug ein aus zwei getrennt angeordneten undThe solution to this problem is that on the cross slide at a fixed distance next to the Turning tool one of two separately arranged and elektrisch zu einer Brücke zusammengeschalteten Meßspulen bestehender Tastkopf angeordnet und quer zur Werkstückspindelachse verschiebbar ist wobei ein Meßverstärker vorgesehen ist der bei Nullabgleich der Meßbrücke den Längsvorschub df? Kreuzschlittenselectrically interconnected to form a bridge Measuring coils arranged probe head and is displaceable transversely to the workpiece spindle axis, with a A measuring amplifier is provided which, when the measuring bridge is adjusted to zero, the longitudinal feed df? Cross slide abschaltet und daß mit dem Meßverstärker einturns off and that with the measuring amplifier on elektrisches und auf bestimmte Grenzwerte bezüglichelectrical and related to certain limit values der maximal zulässigen Schräglage des eingegossenenthe maximum permissible inclination of the cast

Ringes einstellbares Prüfgerät verbunden ist.Ring adjustable tester is connected. Der mit der erfindungsgemäß gestalteten Drehma-With the lathe designed according to the invention

schine erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der Abstand zwischen der mittleren Lage des eingegossenen Ringes in bezug auf die Kolbenlängsachse und der am Rand des Kolbenbodens angebrachten Bezugsfläche auf dem gesamten Umfang des KolbensThe advantage achieved by machine is in particular that the distance between the central position of the cast ring with respect to the piston longitudinal axis and attached to the edge of the piston crown Reference surface on the entire circumference of the piston konstant ist.is constant.

Die erfindungsgemäß gestaltete Drehmaschine ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert: In der Grundstellung ist der mit einem eingegossenenThe lathe designed according to the invention is shown by way of example in the drawing and is explained in more detail below: In the basic position is the one with a cast Ring 1 versehene Leichtmetallgußkolben 2 zwischen dem Spindelflansch 3 und der Reitstockspitze 4 der Drehmaschine eingespannt. Auf dem Kreuzschlitten 5 ist in einem definierten Abstand von dem die Bezugsfläche am Kolbenboden herstellenden Dreh-Ring 1 provided light metal cast piston 2 between the spindle flange 3 and the tailstock tip 4 of the lathe clamped. On the cross slide 5 is at a defined distance from the turning point producing the reference surface on the piston crown

W) werkzeug 6 ein Wegaufnehmer bzw. Tastkopf 9 angeordnet, dessen zwei Meßspulen 7, 8 zu einer elektrischen Brücke zusammengeschaltet sind. Der Kreuzschlitten 5 ist in Querrichtung über einen Hydraulikzylinder 11 und in Längsrichtung über einenW) tool 6 a displacement transducer or probe 9 arranged, the two measuring coils 7, 8 are interconnected to form an electrical bridge. Of the Cross slide 5 is in the transverse direction via a hydraulic cylinder 11 and in the longitudinal direction via a

M Hydraulikzylinder 12 verschiebbar, während der Tastkopf 9 über einen Hydraulikzylinder 10 zu- bzw. rückstellbar ist. Zum Feststellen der mittleren Lage des eingegosse-M hydraulic cylinder 12 displaceable, while the probe head 9 is closed or closed via a hydraulic cylinder 10. is resettable. To determine the middle position of the poured

nen Rings 1 in bezug auf die Kolbenlängsacbse wird zunächst der Tastkopf 9 ober den Hydraulikzylinder 10 zugestellt und dann der Kreuzschlitten 5 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 12 parallel zur Kolbenlängs- bzw. Werkstückspindelachse 3' verfahren, bis der Nullabgleich der Brücke eingetreten, d, h. die mittlere Lage des eingegossenen Rings 1 in bezug auf die Kolbenlängsachse ermittelt ist. Ober einen eingebauten Meßverstärker wird dann der zu Beginn des Abtastvorgangs eingeschaltete automatische Längsvorschub des Kreuzschlittens 5 abgeschaltet. Danach wird bei sich drehendem Kolben 2 mit Hilfe des gespeicherten Meßwertes für die mittlere Lage des eingegossenen Rings 1 die tatsächliche Lage des Rings 1 festgestellt Mit dem Meßverstärker ist ein elektrisches und auf bestimmte Grenzwerte bezüglich der maximal zulässigen Schräglage des eingegossenen Rings einstellbares Maximum/Minimum-Spejchergerät mit eingebautem Grenzwertschalte'· verbunden, so daß bei Überschreiten des GrenzwertesNEN ring 1 with respect to the piston longitudinal axis is first of all the probe head 9 above the hydraulic cylinder 10 and then the cross slide 5 with the aid of the hydraulic cylinder 12 parallel to the piston longitudinal or Move workpiece spindle axis 3 'until the bridge is zeroed, i.e. the middle position of the cast ring 1 is determined with respect to the piston longitudinal axis. Via a built-in measuring amplifier The automatic longitudinal feed of the compound slide, which is switched on at the beginning of the scanning process, is then activated 5 switched off. Then with the rotating piston 2 with the help of the stored measured value for the middle position of the cast ring 1 the actual position of the ring 1 determined with the measuring amplifier is an electrical and to certain limit values with regard to the maximum permissible inclination of the encapsulated ring adjustable maximum / minimum memory device connected to built-in limit switch so that when the limit value is exceeded

■-, der Schräglage des eingegossenen Rings 1 ein Alarmsignal gegeben wird und damit bereits Kolben mit unzulässig großer Schräglage des eingegossenen Rings 1 vorab ausgesondert werden können. Anschließend wird bei den Kolben 2, bei denen der Grenzwert der■ -, an alarm signal is given to the inclined position of the cast-in ring 1 and thus the piston with it Inadmissibly large inclination of the cast ring 1 can be separated out in advance. Afterward is used for piston 2, where the limit value of

ίο maximal zulässigen Schräglage des eingegossenen Rings 1 nicht überschritten ist, die Bezugsebene am Rand des Kolbenbodens spanend dadurch angebracht, daß mit Hilfe des Hydraulikzylinders 11 der Kreuzschlitten 5 und damit auch das Drehwerkzeug 6 zugestellt werden.ίο maximum permissible inclination of the cast Ring 1 is not exceeded, the reference plane is attached to the edge of the piston crown by cutting, that with the help of the hydraulic cylinder 11 of the compound slide 5 and thus also the turning tool 6 can be delivered.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Drehmaschine zum Plandrehen einer Bezugsfläche am Rand des Bodens eines Leichtmetallgußkolbens für das Runddrehen einer Ringnut in die Außenumfangsfläche eines in der Nähe des Kolbenbodens konzentrisch zur Längsachse des Kolbens mit eingegossenen Rings, mit einem selbsttätig parallel und quer zur Längsachse der Werkstückspindel verfahrbaren Kreuzschlitten für ein auf ihm befestigtes Drehwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kreuzschlitten (5) in festem Abstand neben dem Drehwerkzeug (6) ein aus zwei getrennt angeordneten und elektrisch zu einer Brücke zusammengeschalteten Meßspulen (7, 8) bestehender Tastkopf (9) angeordnet und quer zur Werkstückspindelachse (3') verschiebbar ist, daß ein Meßverstärker vorgesehen ist, der bei Nullabgleich der Meßbrücke den Längsvorschub des Kreuzscblittens (5) abschaltet, und daß mit dem Meßverstärker ein elektrisches und auf bestimmte Grenzwerte bezüglich der maximal zulässigen Schräglage des Rings (1) einstellbares Prüfgerät verbunden istLathe for facing a reference surface on the edge of the bottom of a light metal cast piston for turning an annular groove in the Outer peripheral surface of one in the vicinity of the piston crown concentric to the longitudinal axis of the piston with cast-in ring, with a cross slide that can be moved automatically parallel and transversely to the longitudinal axis of the workpiece spindle for one on it fixed turning tool, characterized in that on the compound slide (5) in fixed distance next to the turning tool (6) one of two separately arranged and electrically closed a bridge interconnected measuring coils (7, 8) existing probe head (9) and arranged transversely to Workpiece spindle axis (3 ') can be displaced so that a measuring amplifier is provided which, when zeroing the measuring bridge switches off the longitudinal feed of the Kreuzscblittens (5), and that with the measuring amplifier an electrical one and to certain limit values with regard to the maximum permissible inclination of the Ring (1) adjustable test device is connected