DE3117287A1

DE3117287A1 - Vorrichtung zur bearbeitung einer ebenen seitenflaeche eines kolbenrings

Info

Publication number: DE3117287A1
Application number: DE19813117287
Authority: DE
Inventors: Masahiko Kashiwazaki Niigata Wada
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1980-05-02
Filing date: 1981-04-30
Publication date: 1982-03-11
Also published as: US4406192A; JPS56160701U; DE3117287C2; JPS6029362Y2

Description

Vorrichtung zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche eines Kolbenrings

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer ebenen bzw. planaren Seitenfläche eines Kolbenrings und insbesondere auf eine Vorrichtung zur Bildung einer Unterschneidung auf einer ebenen Seitenfläche eines Kolbenrings durch Hin- und Herbewegung einer Schneideinrichtung in Axialrichtung des Kolbenrings.

Kolbenringe werden beispielsweise in Verbrennungsmotoren für Automobile verwendet und in Nuten der Kolben eingesetzt, so daß sie gegen die Zylinderwände der Verbrennungsmotoren gedrückt werden. Der konventionelle Kolbenring besitzt einen Spalt, v/o die gegenüberliegenden Stirnflächen des geteilten Rings aufeinander treffen. Zur Verbesserung der Dichtwirkung und zum Glabstreifen ist der Kolbenring weiter mit einem unterschnittenen Abschnitt versehen, der auf einem der parallelen ebenen Seitenflächen ausgebildet ist und sich radial nach außen öffnet. Der unterschnittene Abschnitt erstreckt sich in Umfangsrichtung und endet benachbart den gegenüberliegenden Stirnflächen des geteilten Rings.

Wie aus den Figuren 1 und 2 hervorgeht,- wird nach dem Stand der Technik zur Herstellung eines unterschnittenen Abschnitts auf einer Seitenfläche eines Kolbenrings ein Kolbenring (2) gegen ein sich drehendes Fräswerkzeug.(1) bewegt, wie es durch Pfeil A verdeutlicht ist, und wird der Kolbenring (2) gedreht, υ.ΐη die Seitenfläche des Rings mit dem Fräswerkzeug (1) zu bearbeiten (Pfeil C) und eine Unterschneidung (3) zu bilden. Danach wird der Kolbenring (2) in die Ausgangsstellung zurück-

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bewegt, wie durch Pfeil B dargestellt ist. Im allgemeinen weist die Unterschneidung (3) eine Tiefe 1, und eine Breite 1„ auf, welche größer als die Tiefe I₁ ist. Wenn die Unterschneidung hergestellt werden soll, wird das drehende Fräswerkzeug (1) zuerst in Kontakt mit einer Außenfläche des Kolbenrings (2) gebracht und schneidet das Fräswerkzeug die Außenfläche aufgrund der Radialbewegung des Kolbenrings (2) gegenüber dem Fräswerkzeug (1) bis die vorbestimmte Breite I₂ erzielt worden ist. Da allerdings die Breite I₂ groß ist, ist auch der kontinuierliche Schneidbetrieb des Fräswerkzeugs (1) groß, so daß die Lebensdauer des Werkzeugs entsprechend verkürzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche eines Kolbenrings von der Axialrichtung des Rings her zu schaffen, um eine Unterschneidung herzustellen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche des Kolbenrings zu schaffen, welche eine Nockeneinrichtung aufweist, um die Seitenfläche des Kolbenrings mit einem Schneidwerkzeug zu bearbeiten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den weiteren Ansprüchen angegeben sind.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel· der Erfindung anhand der Zeichnung eriäutert. Darin zeigen

Fig. 1 eine Schemadarsteilung einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung einer Unterschneidung auf einer Seitenfläche eines Kolbenrings,

Fig. 2 eine Schemadarstellung eines Teils der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

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Fig. 3 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der
Erfindung zur Herstellung einer Unterschneidung auf einer Seitenfläche eines Kolbenrings,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Schneidwerkzeughalter, wie er in der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung
verwendet wird, sowie

Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der Nockeneinrichtung, wie sie bei der in
Fig. 3 dargestellten Vorrichtung verwendet wird.

Die Vorrichtung 5 zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche
eines Kolbenrings 2, um eine Unterschneidung 3 herzustellen, umfaßt, wie aus Fig. 3 hervorgeht, einen gegenüber einem
feststehenden Sockelteil 6 verschiebbaren Spindelstock 7 und eine Hauptwelle 11, welche derart drehbar in einer Bohrung
des Spindelstocks 7 angeordnet ist, daß jeweils ein hinterer und vorderer Abschnitt der Welle außerhalb des Spindelstocks 7 angeordnet sind. Eine Stirnfläche des Spindelstocks 7 befindet sich in direktem Kontakt mit einer Nockenfläche 10
einer ersten Nockeneinrichtung 9 und wirkt mit dieser Fläche zusammen, so daß bei Betätigung der ersten Nockeneinrichtung 9 durch einen Motor 8 der Spindelstock 7 entlang des feststehenden Sockelteils 6 hin- und herbewegbar ist. Die Hauptwelle 11 wird über einen Motor 12 gedreht und weist einen
ringförmigen Abschnitt 13 auf, in welchem über eine geeignete Lagereinrichtung ein Schneidwerkzeughalter 14 aufgenommen ist.

Der Schneidwerkzeughalter 14 ist mit einem ringförmigen
Flansch 31 und an einem Ende mit einer Rolle 17 versehen.
Zwischen der Seitenfläche des ringförmigen Abschnitts 13 der Hauptwelle 11 und dem Ringflansch 31 ist eine Feder 16 angeordnet, wodurch der Schneidwerkzeughalter 14 in die Richtung weg von dem zu bearbeitenden Kolbenring 2 gedrückt wird. Die Rolle 17, welche auf den Schneidwerkzeughalter 14 drehbar gelagert ist, befindet sich in einem direkten Kontakt mit einer

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Nockenfläche 19 einer zweiten Nockeneinrichtung 18, da sie der Vorspannkraft der Feder 16 ausgesetzt ist. Die zweite Nockeneinrichtung 18 ist starr an der Seitenfläche des Spindelstocks 7 befestigt. Somit kann der Schneidwerkzeughalter 14 gemäß der Ausbildung der Nockenfläche 19 bei Drehung der Hauptwelle 7 in Axialrichtung hin- und herbewegt werden. Der Schneidwerkzeughalter 14 ist an einem Ende mit einem Schneidwerkzeug 15 versehen.

Zur Halterung des zu bearbeitenden Kolbenrings 2 dient in der Vorrichtung eine axialjbewegbare Stange 20, welche sich durch eine zentrale Bohrung der Hauptwelle 11 erstreckt. Die Stange 20 wirkt an einem Ende mit einer Nockenfläche 21 der ersten Nockeneinrichtung 9 zusammen und trifft auf dem anderen Ende auf den Kolbenring 2 auf.

In einem Abstand gegenüber dem ringförmigen Abschnitt 13 der Hauptwelle 11 ist ein hohler Ringhalter 22 angeordnet, in welchem eine Anzahl von Kolbenringen 2 untergebracht ist. Diese im Ringhalter 22 untergebrachten Ringe 2 sind zwischen der Stange 20 und einer Schubstange 23 angeordnet, welche mittels eines Zylinders 24 axial bewegbar ist.

Die Kolbenringe 2, welche mit der Unterschneidung 3 versehen werden sollen, werden von einer Ringzuführeinrichtung 25 in den Ringhalter 22 übergeben und die bearbeiteten Kolbenringe 2 werden unter Ausnutzung der Schwerkraft über eine Rinne 26 zu einem Ringhalter 27 geführt.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, sind die Achsen der Kolbenringe 2 im Ringhalter 22 mit der Achse der Hauptwelle 7 ausgerichtet. Vorzugsweise ist der Ringhalter 22 an seiner Innenfläche mit einer Führung 29 versehen, wie aus Fig. 4 hervorgeht, so daß die Kolbenringe 2 entlang der Führung 29 geführt werden, indem die Führung 29 in einen Spalt 28 zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen des geteilten Rings greift. Hierdurch sind die Spalte 28 der Kolbenringe 2 miteinander ausgerichtet.

Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß das am Ringhalter 22 befestigte Schneidwerkzeug 15 Zutritt zur planaren bzw. ebenen Seitenfläche des Kolbenrings von dessen Axialrichtung her hat. Wenn die Hauptwelle 11 gedreht und das Schneidwerkzeug 15 aufgrund der zweiten Nockeneinrichtung 18 vorwärts bewegt wird, wird die ebene Seitenfläche des Kolbenrings 2 mit dem Schneidwerkzeug 15 bearbeitet, um die Unterschneidung 3 und Stege 30 in der Nähe des Spalts 28 zu bilden, welcher durch die gegenüberliegenden Stirnflächen des geteilten Rings gebildet wird. Die Stege 30 sind in einfacher Weise dadurch gebildet, daß das Schneidwerkzeug 15 aufgrund der Nockenfläche 19 der zweiten Nockeneinrichtung 18 nach Maßgabe von Fig. 4 nach links bewegt wird.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Vorrichtung 5 erläutert. Die von der Zuführeinrichtung 25 zum Ringhalter 22 geführten Kolbenringe 2 sind zwischen der Stange 20 und der Schubstange 23 angeordnet und werden im Ringhalter 22 aufgrund des Zylinders 24 gehalten. Die von der Innenwand des Ringhalters 22 in den Spalt 28 der zu bearbeitenden Kolbenringe 2 vorstehende Führung 29 trägt dazu bei, daß die vorbestimmte Position der Kolbenringe 2 im Ringhalter 22 eingenommen wird. Der Motor 12 wird zur Drehung der Hauptwelle 11 betätigt. Die Drehung der Hauptwelle 11 bewirkt die Axialbewegung des Schneidwerkzeughalters 14 nach links und nach rechts entsprechend des Profils der Nockenfläche 19 der zweiten Nockeneinrichtung 18. Andererseits werden bei Betätigung des Motors 8 der Spindelstock 7 und die Stange 20 durch Dre-> hung der ersten Nockeneinrichtung 9 axial hin- und herbewegt. Der Kreislauf des Spindelstocks 7 und der Stange 20 ist in Fig. 5 dargestellt. Wenn der Spindelstock 7 entlang des Sokkelteils 6 gegen den im Ringhalter 22 gehaltenen Kolbenring zusammen mit dem Schneidwerkzeughaltef 14 bewegt wird, wird die planare bzw. ebene Seitenfläche des Kolbenrings 2 durch das Schneidwerkzeug 15 zur Bildung der Unterschneidung 3 bearbeitet. Der Steg 30 wird auf der ebenen Seitenfläche des Kolbenrings 2 belassen, weil das Schneidwerkzeug 15 in eine

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Position zurückgezogen wird, wo es sich aufgrund der zweiten Nockeneinrichtung 19 nicht in Kontakt mit dem Kolbenring 2 befindet.

Das Schneidwerkzeug 15 gelangt von der Axialrichtung des Kolbenrings her zu dessen ebener Seitenfläche und bildet auf dieser die ünterschneidung 3 mit der Tiefe 1-.Die einzuarbeitende Tiefe 1. ist geringer als das Maß I₂ (siehe Fig. 2). Demzufolge kann der Schneidvorgang wirksam ausgeführt werden. Nach Bildung der Unterschneidung 3 und des Stegs 30 auf dem Kolbenring 2 wird der mit der Unterschneidung und den Stegen 30 ausgebildete Kolbenring 2 über die Rinne 26 zum Ringhalter 27 durch die Rückwärtsbewegung des Spindelstocks 7 aufgrund der Nockeneinrichtung 9 und der Vorwärtsbewegung der Schubstange 23 aufgrund der Betätigung des Zylinders 24 geführt. Der nächste zu bearbeitende Kolbenring 2 wird in die Arbeitsstellung bewegt und durch die Stange 20 und die Schubstange 23 gehalten.

Nach Maßgabe der Erfindung wird das Schneidwerkzeug gegen den Kolbenring von der Axialrichtung her durch die Nockeneinrichtung bewegt, so daß die Unterschneidung des Kolbenrings in einfacher Weise ausgeführt und die Eindringtiefe des Schneidwerkzeugs verringert wird.

Bezugszeichenliste

1	Fräswerkzeug
2	Kolbenring
3	Unterschneidung
5	Vorrichtung
6	Sockelteil
7	Spindelstock
8	Motor
9	Nockeneinrichtung
10	Nockenfläche
11	Hauptwelle
12	Motor
13	Abschnitt
14	Schneidwerkzeughalter
15	Schneidwerkzeug
16	Feder
17	Rolle
18	Nockeneinrichtung
19	Nockenfläche
20	Stange
21	Nockenfläche
22	Ringhalter
23	Schubstange
24	Zylinder
25	Ringzufuhreinrichtung
26	Rinne
27	Ringhalter
28	Spalt
29	Führung
30	Steg
31	Ringflansch

Leerseite

Claims

PAT E N TA N WA LT E

KLAUS D. KIRSCHNER WOLFGANG GROSSE

DIPL.-PHYSIKER

KABÜSHIKI KAISHA RIKEN Tokyo, Japan

DIPL.-INGENIEUR

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HERZOG-WILHELM-STR. 17 D-8 MÜNCHEN 2

IHR ZElCHFM

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UNSERZEICHEN: OUR REFERENCE-

DATUM: 30. April 1981

Vorrichtung zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche eines Kolbenrings

Ansprüche

/ 1. j Vorrichtung zur Bearbeitung einer ebenen Seitenfläche eines Kolbenrings, gekennzeichnet durch einen mittels einer ersten Nockeneinrichtung (9) axial bewegbaren Spindelstock (7), eine im Spindelstock drehbar gelagerte Hauptwelle (11),einen an der Hauptwelle (11) befestigten und an einem Ende mit einem Schneidwerkzeug (15) ausgerüsteten Schneidwerkzeughalter (14), eine zweite Nok-Keneinrichtung (18) zur axialen Hin- und Herbewegung des Schneidwerkzeughalters, eine Einrichtung zum Halten der Kolbenringe (2) in einem Ringhalter (22) sowie durch eine Einrichtung (25, 26) zum Zuführen der Kolbenringe (2) in den Ringhalter und zum Abführen der Kolbenringe aus dem Ringhalter, wobei das Schneidwerkzeug (15) derart angeordnet ist, daß es auf eine ebene Seitenfläche des Kolbenrings (2) im Ringhalter (22) von dessen Axialrichtung her wirkt, wenn der Spindelstock (7) aufgrund der ersten Nockeneinrichtung (9) vorwärts bewegt und der Schneidwerkzeughalter

gegen den zu bearbeitenden Kolbenring (2) aufgrund der zweiten Nockeneinrichtung (18) bewegt wird, wodurch das Schneidwerkzeug (15) auf der Seitenfläche des Kolbenrings bei Drehung der Hauptwelle (11) eine Unterschneidung (3) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hauptwelle (11) in einer zentralen Bohrung des Spindelstocks (7) erstreckt und einen ausserhalb des Spindelstocks angeordneten aufgeweiteten Abschnitt (13) zur Aufnahme des Schncidwerkzeughalters (14) aufweist, daß die zweite Nockeneinrichtung (18) eine am Spindelstock (7) festgelegte Nockenfläche (19) und einen am Schneidwerkzeughalter drehbar befestigten Mitnehmer aufweist, welcher durch eine Feder (16) gegen die Nockenfläche (19) gedruckt ist, so daß der Mitnehmer sich in direktem Kontakt mit der Nockenfläche (19) der zweiten Nockeneinrichtung (18) befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringhalteeinrichtung eine Stange (20) und eine Schubstange (23) aufweist, welche koaxial und einander gegenüberliegend angeordnet sind, daß die erste Nockeneinrichtung (9) eine erste Nockenfläche (10), eine zweite Nockenfläche (21), einen ersten am Spindelstock (7) befestigten und mit der ersten Nockenfläche (10) zusammenwirkenden Mitnehmer sowie einen zweiten an der Stange (20) befestigten und mit der zweiten Nockenfläche (21) zusammenwirkenden Mitnehmer aufweist, so daß der Spindelstock (7) und die Stange (20) bei Drehung beider Nockenflachen (10, 21) der ersten Nockeneinrichtung

(9) in Längsrichtung hin- und herbewegbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenfläche (19) der zweiten Nockeneinrichtung (18) ein Profil zur Bildung von Stegen (30) in der Nähe eines durch gegenüberliegende Stirnflächen des geteilten Rings (2) gebildeten Spalts (28) aufweist.