DE3235916T1

DE3235916T1 - METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING A VALVE SEAT

Info

Publication number: DE3235916T1
Application number: DE19823235916
Authority: DE
Inventors: Minoru Saitama Hiroyasu; Koji Sayama Saitama Takahashi; Shigeru Yamagishi; Hideo Tokyo Yamashita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1981-03-07
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1983-12-01

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung eines Ventilsitzes.Method and device for machining a valve seat.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bearbeitung eines Ventilsitzes. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren und eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Ventilsitzes, bei dem eine sehr genaue Ausrichtung des Sitzes zur Bohrung für den Ventilschaft erforderlich ist, wie z.B. ein Ventilsitz im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine.The invention relates to a method and an apparatus for machining a valve seat. In particular, it relates to a method and a machine tool for machining a valve seat, in which a very precise alignment of the seat to the bore for the valve stem is required, such as a valve seat in the cylinder head of an internal combustion engine.

Im allgemeinen besteht - wie in Fig. ^li gezeigt - in einer Vierzylinder-Brennkraftmaschine die Ventilführung 120 aus Gußeisen, um den Schaft 111 eines Einlaß- bzw. Auslaßventils 110 zu führen und der Ventilsitz 13° ist a^^s Hartmetall, wie z.B. einer Sinterlegierung, hergestellt und in einer vorbestimmten Stellung im Zylinderkopf 100 angeordnet. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist der Ventilsitz I30 üblicherweise eine Sitzfläche auf, die aus einer Mündungsfläche 131, die als Rotationsfläche unter einem Kegelwinkel von 120 zur Achse 112 des Ventilschaftes 111 angeordnet ist, einer Kontaktfläche I32 für den Ventilkegel, die unter einem Kegelwinkel von 90 und einer inneren Fläche 133 besteht, die unter einem Kegelwinkel von 6Ö zum Ventilschaft 111 angeordnet ist. Es können auch Ventilsitze vorgesehen sein, bei denen die Sitzfläche nur eine Veiitilkontäktf lache 132 aufweist, die unter einem Kegelwinkel von 90 angeordnet ist. Wenn eine hohe Lüftdichtigkeit bei heftigen Stoßen und gegenüber hohen Gasdrücken gewährleistet sein muß, wie dies bei Einlaß- und Auslaßventilen im Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine der Fall ist, ist auf die Fertigbearbeitung der inneren Fläche der Bohrung eines solchen Ventilschaftes und der SitzflächeIn general there is - as shown in Fig. ^L i - in a four-cylinder internal combustion engine, the valve guide 120 made of cast iron to guide the shaft 111 of an inlet or outlet valve 110 and the valve seat 13 ° is a ^^ s hard metal, such as a sintered alloy, produced and arranged in a predetermined position in the cylinder head 100. As shown in Fig. 5, the valve seat I30 usually has a seat surface, which consists of an orifice surface 131, which is arranged as a surface of rotation at a cone angle of 120 to the axis 112 of the valve stem 111, a contact surface I32 for the valve cone, which is at a cone angle of 90 and an inner surface 133 which is disposed at a 60 taper angle to the valve stem 111. Valve seats can also be provided in which the seat surface has only one Veiitilkontäktf surface 132, which is arranged at a cone angle of 90 degrees. If a high level of air tightness must be guaranteed in the event of violent impacts and against high gas pressures, as is the case with inlet and outlet valves in the cylinder head of an internal combustion engine, the finishing of the inner surface of the bore of such a valve stem and the seat surface is essential

³^ eines solchen Ventilsitzes besondere Sorgfalt zu verwenden. Dies gilt insbesondere für eine exakte Rundheit ³ ^ to use such a valve seat with particular care. This is especially true for an exact roundness

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der Kegelfläche des Ventilsitzes und für die höchste Genauigkeit bei der Ausrichtung des Ventilsitzes zur Schaftbohrung im Laufe der Fertigbearbeitung des Ventilsitzes.the conical surface of the valve seat and for the highest Accuracy in the alignment of the valve seat to the shaft bore in the course of the finishing of the Valve seat.

Mit Rücksicht auf diese Anforderungen wurden bisher verschiedene Bearbeitungsmethoden angewendet, die sich im großen ganzen in folgende drei Verfahren klassifizieren lassen: With regard to these requirements, various processing methods have been used so far on the whole can be classified into the following three methods:

(l) Unter Benutzung eines Lehrenbohrwerks oder dergl. wird die Schaftbohrung mittels einer Reibahle fertig bearbeitet. Dann wird die Reibahle entfernt und durch ein Meßwerkzeug,wie z.B. eine Meßuhr, ersetzt. Die Messung wird unter Vorschub der Spindel durchgeführt, um die Schaftbohrung mit dem Ventilsitz auszurichten. Anschließend wird das Meßwerkzeug durch einen Senker ersetzt und der Ventilsitz wird durch den Senker bearbeitet.
Dieses Verfahren ist für Benutzung von Vielspindel·* maschinen ungeeignet und selbst bei der Bearbeitung mit einer Einspindelmaschine wird eine verhältnismäßig lange Zeit benötigt, weshalb die Produktivität gering ist. Eine Ersparnis an Arbeitszeit ist nicht erreichbar. Dies Verfahren wird daher nur bei kleinen Stückzahlen angewendet. Für mittlere und größe Stückzahlen ist es nicht geeignet.(l) Using a jig boring machine or the like. The shaft bore is finished by means of a reamer. The reamer is then removed and replaced with a measuring tool such as a dial gauge. The measurement is carried out with the spindle advancing to align the stem bore with the valve seat. The measuring tool is then replaced by a countersink and the valve seat is machined by the countersink.
This method is unsuitable for use with multi-spindle machines, and even when machining with a single-spindle machine, it takes a relatively long time, so that productivity is low. A saving in working time is not achievable. This method is therefore only used for small numbers of items. It is not suitable for medium and large quantities.

(2) Die Schaftbohrung wird in einem ersten Arbeitsgang auf einer besonderen Werkzeugmaschine geräumt. Dann wird ein Führungsschaft, der mit dem Senker aus einem Stück(2) The shaft bore is made in a first step cleared on a special machine tool. Then it will be a guide shaft that is made in one piece with the countersink

3.0·■■ besteht, in die geräumte Schaftführung eingesetzt und die konische Kontaktfläche für den Ventilsitz wird von Hand bearbeitet.3.0 · ■■ is inserted into the broached shaft guide and the conical contact surface for the valve seat is from Hand processed.

Bei diesem Verfahren muß zum Ansenken eines jeden Ventilsitzes eine Ausrichtung mit der Schaftbohrxirig vorgenom-With this method, each valve seat must be countersunk Alignment with the shaft drill performed

"° men werden. Infolgedessen wird, wenn der Ventilsitz aus verhältnismäßig weichem Material besteht, der Arbeitswirkungsgrad nicht besonders beeinflußt, bei hartem As a result, when the valve seat is off relatively soft material, which does not particularly affect work efficiency, with hard

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Sitznia torial wird jedoch eine erheblich längere Zeit benöti&t, und man muß davor die Mund flache und die innere !'Mäche des Ventilsitzes auf einer Werkzeugmaschine bearbeiten. Außerdem wird eventuell infolge der Bearbeitung von Hand der Bearbeitungsdruck nicht gleichmäßig ausgeübt, sodaß sowohl die Ausrichtung zur Schaftbohrung als auch die Rundheit des Sitzes nicht immer die erforderliche hohe Präzision aufweisen. Infolgedessen werden noch weitere Arbeitsgänge einschließlich eines Einlaufens des Ventils erforderlich.Sitznia torial is, however, a considerably longer time need, and before that one must shallow the mouth and the Machining the inner surface of the valve seat on a machine tool. In addition, as a result of the Machining by hand the machining pressure is not applied evenly, so that both the alignment to Shaft bore and the roundness of the seat are not always have the required high precision. As a result, other operations are included running-in of the valve is required.

(3) Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Zylinderkopf 200 mittels einer Vorrichtung auf einer Werkzeugmaschine in einer vorbestimmten Stellung aufgespannt. Dann werden eine'äußere Spindel 2?0, die einen Schneidkopf 25Ο trägt, an dessen Umfang ein Senkwerkzeug 240 befestigt ist und eine innere Spindel 280, an der ein Räumwerkzeug 260 befestigt ist, gemeinsam gegen den Zylinderkopf 200 vorgeschoben. Wenn sie vorbestimmte Stellungen erreicht haben, wird nur noch die innere Spindel 280 weiter vorgeschoben und dabei von der inneren Fläche des Schneidkopfes 250 gestützt, und die Führüngsbohrung der Ventilführung 220 wird durch das Räumwerkzeug 26ü fertig bearbeitet. Darauf wird die äußere Spindel 27Ο ein wenig vorwärts geschoben, um die Oberfläche des Ventilsitzes 23Ο zu bearbeiten. Dieses .Verfahren ist für mittlere und große Stückzahlen geeignet und wird gegenwärtig vornehmlich benutzt. Bei den beschriebenen Verfahren (1) und (2) wird der Senk-.(3) As shown in FIG. 6, a cylinder head 200 is by means of a device on a machine tool clamped in a predetermined position. Then an 'outer spindle 2? 0, which is a cutting head 25Ο carries, on the circumference of a countersinking tool 240 is attached and an inner spindle 280 to which a Broach 260 is attached, together against the Cylinder head 200 advanced. If they are predetermined Have reached positions, only the inner spindle 280 is advanced further and thereby from the inner one Surface of the cutting head 250 supported, and the guide bore the valve guide 220 is finished by the broach 26ü. Then the outer Spindle 27Ο pushed forward a little to machine the surface of valve seat 23Ο. This process is for medium and large quantities suitable and is currently primarily used. In the described method (1) and (2), the lowering.

^O arbeitsgang, selbst wenn eine kleine Abweichung der Ventilschaftführung von der genauen Sollage im Zylinderkopf auftritt,· d.h. wenn die Schaftführung nicht genau der Zeichnung entspricht, anschließend entsprechend dieser; Abweichung durchgeführt, d.h. in Ausrichtung mit der tatsächlichen Bohrung. Beim Verfahren (3) werden die Schaftführung und die Sitzfläche dagegen entsprechend vorbestimmten Abmessungen von Bezugsstellungen aus^ O operation even if a small deviation of the Valve stem guide occurs from the exact nominal position in the cylinder head, i.e. if the stem guide is not accurate corresponds to the drawing, then according to this; Deviation carried out, i.e. in alignment with the actual hole. In method (3), on the other hand, the shaft guide and the seat are made accordingly predetermined dimensions from reference positions

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bearbeitet ohne Rücksicht auf Abweichungen der Schaftbohrung vom Soll. Infolgedessen entsteht, wenn, die Bohrung für die Schaftführung nicht genau a us geführt wurde, keine Ungleichmäßigkeit in der Radialtoleranz, nämlich, die sogenannte Pickenabweichung, beim Räumen. Diese Dickenabweichung wirkt sich jedoch auf die Schneidkante des Räumwerkzeugs als ungleichmäßige, / der Schneidkraft in radialer Richtung entgegengesetzte Kraft aus, sodaß sich beim Vorschub der langen, schlanken Räumnadel nicht nur die Schrägstellung der Nadel, sondern auch die '-Exzentrizität gegenüber der vorbereiteten Bohrung vergrößert. Die exakte Konzentrizität zwischen der Führungsbohrung und dem Ventilsitz konnte daher bisher nur schwer erreicht werden..machined regardless of deviations in the shaft bore from the target. As a result, if the hole for the shaft guide was not made exactly out, there is no irregularity in the radial tolerance, namely, the so-called picking deviation, during broaching. However, this thickness deviation affects the cutting edge of the broaching tool as an uneven force / force that opposes the cutting force in the radial direction, so that when the long, slender broach is advanced, not only the inclination of the needle but also the eccentricity of the prepared hole increases . The exact concentricity between the guide bore and the valve seat could therefore only be achieved with great difficulty.

Ausserdem muß die entsprechende Werkzeugmaschine unbedingt eine doppelt koaxiale Spindelmaschine sein, weil die Räumnadel und der Senker unabhängig von einander vorgeschoben werden müssen. Infolgedessen muß der Durchmesser der äußeren Spindel größer sein und die Spindelanzahl einer Mehrspindelmaschine kann nur verhältnismäßig klein sein. Um daher ein solches Werkstück, wie besonders einen Zylinderkopf einer Mehrzylindermaschine mit einem hohen Wirkungsgrad zu bearbeiten, waren bisher* mehrere Bearbeitungsstationen erforderlich.In addition, the corresponding machine tool must must be a double coaxial spindle machine because the broach and the countersink must be advanced independently of each other. As a result, must the diameter of the outer spindle can be larger and the number of spindles of a multi-spindle machine can only be relatively small. Therefore, around such a workpiece, especially a cylinder head of a multi-cylinder machine Machining with a high degree of efficiency was previously * several machining stations necessary.

Um die vorstehend erlä,ii*rtertProl,)l0nie, die sich aus den konventionellen Werkzeugmaschinen und Fertigungsverfahren ergeben, zu lösen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung ■/30 ■■■■■■■ zu schaffen, um die Oberfläche eines Ventilsitzes inTo the above explained, ii * rtertProl,) l0nie, which result from the conventional machine tools and manufacturing processes to solve, the invention is the Object is based on a method and a device ■ / 30 ■■■■■■■ to create the surface of a valve seat in

einem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zu bearbeiten, die in höchst präziser Ausrichtung zur Führungsbohrung des Ventilschaftes steht und wobei eine optimale Rundheit der Sitzfläche bei optimaler Konzentri-•'3" zität zur Führungsbohrung erreicht wird.to machine a cylinder head of an internal combustion engine, which is in the most precise alignment to the guide bore of the valve stem and with an optimal roundness of the seat with optimal concentricity. to the guide hole is achieved.

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Außerdem soll das Verfahren und die Einrichtung sicherstellen, daß die Bohrung mit sehr engen Toleranzen bearbeitet werden kann, ohne daß die Räumnadel verläuft. Außerdem sollen die Arbeiten in einfacher Weise und mit einfachen Vorrichtungen und infolgedessen arbeitssparend und billig durchzuführen sein.In addition, the procedure and the facility should ensure that that the hole can be machined with very tight tolerances without the broach running. It should also work in a simple manner and with simple devices and consequently labor-saving and cheap to do.

Um diese Ziele zu erreichen, schlägt die Erfindung ein Verfahren der maschinellen Bearbeitung eines Ventilsitzes vor, das folgende Arbeitsgänge umfaßt: Ausrichten eines Werkstückes mit Ventilführung und Ventilsitz; Vorschub eines Leitgliedes, das kippbar geführt wird, sodaß sein vorderes Ende in die Führungsbohrung der Schaftführung eingreift; Vorschub des Leitgliedes, das sich entsprechend der Richtung der Schaftbohrung verbiegt, wenn es der Schaftbohrung folgt; Aufrechterhaltung der Lage des Leitgliedes, dadurch deiti sein rückwärtiger Teil festgehalten wird; Vorschub von mindestens einem gekröpften Werkzeug, koaxial mit dem Leitglied, wobei es gedreht !■ wird, um die Oberfläche des Ventilsitzes zu bearbeiten; Rückzug des Leitgliedes und des gekröpften Werkzeugs; Abnahme des Werkstücks.To achieve these goals, the invention proposes a method of machining a valve seat, comprising the following operations: aligning a workpiece with valve guide and valve seat; Advance of a guide member which is tiltably guided so that its front end engages in the guide bore of the shaft guide; Advancement of the guide member, which bends in accordance with the direction of the shaft bore when it follows the shaft bore; Maintenance of the location of the Leitgliedes, characterized deiti its rear part is held; Feed of at least one cranked tool, coaxially with the guide member, wherein it is rotated! ■ in order to machine the surface of the valve seat; Retraction of the guide member and the cranked tool; Acceptance of the workpiece.

Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren vorgeschlagen, um die Oberfläche eines Ventilsitzes maschinell in der vorstehend geschilderten Weise zu bearbeiten,The invention also proposes a method for machining the surface of a valve seat to process in the manner described above,

or ..■■·.·'■ ■ ■ ■ ■'.·.·■■■ . ' ·■ ■ ■ ■■ "^: or .. ■■ ·. · '■ ■ ■ ■ ■'. ·. · ■■■. '· ■ ■ ■ ■■ " ^:

wobei der biegsame Vorschub des Leitgliedes den Arbeitsschritt des Räumens der Fuhrungsbohrung einschließt. wherein the flexible advancement of the guide member includes the operation of reaming the guide bore.

Durch die Erfindung wird außerdem eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Ventilsitzes vorgeschlagen, die mindestens eine verschiebbare bzw. rückziehbare Spindel, ein Leitglied, das gegenüber der Spindel biegsam ist, ein Führungsglied, das das Leitglied während der Herstellung eines frein Raumes führt, ein Lager, das das Leitglied so trägt, daß es zum Lager ausgerichtet werdenThe invention also provides a machine tool proposed for machining the valve seat that at least one displaceable or retractable spindle, a guide member that is flexible with respect to the spindle, a guide member that guides the guide member during manufacture of a free space, a warehouse that Guide member carries so that it can be aligned with the bearing

35. ■■■'. -^: .' ■·■■. ■ , ■.. ■. ·■ ^: ■■ ;. :■ ■ ■ ■ ■ ■ . .■■■■ '35. ■■■ '. - ^:. ' ■ · ■■. ■, ■ .. ■. · ■ ^: ■■;. : ■ ■ ■ ■ ■ ■. . ■■■■ '

kann, Mitteln, um das Trageglied koaxial zum Lager zu halten und mindestens ein gekröpftes Werkzeug, das so angeordnet ist, daß es durch die Spindel koaxial mit dem Leitglied drehbar ist, aufweist.can, means to the support member coaxially to the bearing hold and at least one cranked tool which is arranged so that it is coaxial with the through the spindle Guide member is rotatable, has.

Durch die Erfindung wird ferner eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Ventilsitzes vorgeschlagen, in der das Leitglied ein Räurnglied aufweist· Nachstehend wird unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen:The invention also proposes a machine tool for machining a valve seat, in which the guide element has a clearing element. A preferred embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer bevorzugten Ausführung der Werkzexigmaschine vor Beginn der Arbeit;Fig. 1 is a side view, partly in section, of a preferred version of the Werkzexigmaschine Start of work;

Fig. 2 einen T_eilschnitt der Seitenansicht der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 während der Arbeit; Fig. 3 eine Ansicht entlang der Linie X--X in Fig. 1; Fig. V. einen Teilschnitt eines Teiles eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine; Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche einesFig. 2 shows a T _e ilschnitt the side view of the machine tool of Figure 1 during the work. Fig. 3 is a view taken along the line X-X in Fig. 1; Fig. V. shows a partial section of part of a cylinder head of an internal combustion engine; 5 is an enlarged view of the surface of a

Ventilsitzes aus dem Zylinderkopf nach Fig. k ·, Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil einer konventionel-. len Werkzeugmaschine.Valve seat from the cylinder head according to FIG. K, FIG. 6 shows a section through part of a conventional. len machine tool.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Zylinderkopf, der durch entsprechende Löcher auf einer Aufspannvorrichtung J einer Werkzeugmaschine befestigt ist. Eine erforderliche Anzahl von Ventilschaftführungen 2, um die Schäfte von Ein- bzw. Auslaßventilen zu halten, und eine entsprechende Anzahl von Ventilsitzen sind in vorbestimmten Stellungen im Zylinderkopf angeordnet. In den Zeichnungen ist jeweils nur ein Sitz gezeigt.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a cylinder head, which is fastened through corresponding holes on a jig J of a machine tool. A required number of valve stem guides 2, to hold the shafts of inlet and outlet valves, and a corresponding number of valve seats are arranged in predetermined positions in the cylinder head. Only one seat is shown in each of the drawings.

Das Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Reibahle, um die Führungsbohrung einer \^rentilführung fertig zu 'bearbeiten,Reference numeral 4 indicates a reamer to the guide bore a \ ^r entilführung ready to 'edit

und ihr hinteres Ende ist im zentralen Teil eines .35; ■ ■ . ■ ■. ·' ■■ .· . ' . . . 'and its rear end is in the central part of one .35; ■ ■. ■ ■. · '■■. ·. '. . . '

Werkzeughalter 5 angeordnet und · befestigt. Auf der äußeren Oberfläche des Mittelteils des WerkzeughaltersTool holder 5 arranged and fixed. On the outer surface of the central part of the tool holder

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sind --wie in ι¹!;·;. 3 gezeigt - Werkzeuge 5a mit mehreren Kanton wie Me.ssor oder Schneiflwerkzeuj;:e angeordnet, um die Oberfl riche des Ventilsitzes 3 zu bearbeiten. Die gekröpften Werkzeuge .5a sind so angeordnet, daß - wie z.B. in Fig. 3 - wenn das obere und untere Werkzeug, die Ventilkontaktfläche im Mittelteil des Sitzes, d.h. den Teil einer Köntaktf lache¹ 132 in Fig. 5 bearbeiten, dann entweder ein rechtes oder ein linkes Werkzeug eine Mündungsflache, d.h. den Teil, der Mündungsfläche I3I inare --as in ι ¹ !; · ;. 3 shown - tools 5a with several cantons such as Me.ssor or Schneiflwerkzeuj;: e arranged to process the surface of the valve seat 3. The cranked tools .5a are arranged so that - as in FIG. 3 - if the upper and lower tool, the valve contact surface in the middle part of the seat, ie the part of a surface area ¹ 132 in FIG. 5, then either work a right one or a left tool a mouth surface, ie the part of the mouth surface I3I in

IQ Fig.5, bearbeitet. Die anderen Werkzeuge bearbeiten eine innere Fläche 133 O^?ig. 5). Die Zahl der gekröpften Werkzeuge 5a braucht nicht auf die in Fig. 3 gezeigte Anzahl beschränkt zu sein; sie kann zweckmäßig gewählt werden. Wenn z.3. der Ventilsitz nur von der Kontaktfläche gebildet wird, dann kann ein einziges gekröpftes iierkzeug vorgesehen werden. IQ Fig. 5, edited. The other tools machine an inner surface 133 O ^? ig. 5). The number of cranked tools 5a need not be limited to the number shown in FIG. 3; it can be chosen appropriately. If e.g. 3. the valve seat is only formed by the contact surface, then a single cranked picking tool can be provided.

Ein gabelartiges Verbindungsstück 6 ist am hinteren Teil mit größerem Durchmesser des Werkzeughalters 5a vorgesehen. Es wird durch einen Stift oder dergl. an einem Ende eines Kardangelenks 7 gehalten. Das andere Ende des Kardangelenks 7 ist durch einen Stift oder dergl. mit einem Gabelstück Bb am vorderen Ende des Spindelkerns Ba verbunden, der auf eine Spindel 8 so aufgeschraubt ist, daß er axial verstellt werden kann. A fork-like connector 6 is provided on the larger-diameter rear part of the tool holder 5a. It is held at one end of a universal joint 7 by a pin or the like. The other end of the universal joint 7 is connected by a pin or the like. With a fork piece Bb at the front end of the spindle core Ba, which is screwed onto a spindle 8 so that it can be adjusted axially.

Die Spindel 8 1st so angeordnet, daß sie vor und zurück, d.h. in der Zeichnung auf einem 8-ett nach rechts oder links verschoben werden kann. Sie wird durch die Lager 9aund 9fr in einem Vielfachspindelkopf 10 gestützt. Der .Viel-fachspindei-kopf lö trägt eine Mehrzahl von Spindeln B, wobei ihre Zahl der 'Anzahl der Ventile entspricht. Das hintere Ende der Spindel 8 ist mit einer Antriebswelle D verbunden. Am vorderen Ende des Vielfach-' spindelkopf es 10 sind parallel zur Spindel 8 mehrere Füiirungsstangen 11 angeordnet, die gleitbar in einer Stützplatte 12 geführt werden. Die Führungsplatte 12 ist in ihrem Zentrum mit einer kreisrunden Öffnung 12aThe spindle 8 is arranged so that it can go back and forth, i.e. in the drawing on an 8-letter to the right or can be moved to the left. She is going through the camp 9a and 9fr supported in a multiple spindle head 10. The .multi-spindle head lö carries a plurality of Spindles B, their number corresponding to the number of valves. The rear end of the spindle 8 is connected to a drive shaft D. At the front end of the multiple ' spindle head 10 several guide rods 11 are arranged parallel to the spindle 8, which can be slid in a Support plate 12 are guided. The guide plate 12 is at its center with a circular opening 12a

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versehen. Eine Feder lla mit der benötigten Federhärte umwindet jede der Führungsstangen Hv Die Enden der Federn lla sind an der Frontseite des Vielspindelkopfes 10 bzw. an der Rückseite der Führungsplatte 12 verankert.Mistake. A nib lla with the required spring stiffness wraps around each of the guide rods Hv the ends of the Springs lla are on the front of the multi-spindle head 10 or anchored to the rear of the guide plate 12.

Wenn die Werkzeugmaschine außer Betrieb ist, befindet sich die Führungsplatte 12 am Ende der voll gestreckten Feder lla. In Figy 1 ist die Führungsplatte 12 aus der Ruhestellung in eine Stellung verschoben, in der sie sich kurz vor der Betriebsaufnahme befindet. In der Ruhe-.· stellung ist die Führungsplatte 12 zusammen mit dem Vielspindelkopf 10 nach rechts von der in Fig. 1 gezeigten Stellung verschoben. When the machine tool is out of order, the guide plate 12 is at the end of the fully extended Spring lla. In Figy 1, the guide plate 12 is from the Moved the rest position to a position in which it is shortly before the start of operation. In the silence-.· position is the guide plate 12 together with the Multi-spindle head 10 shifted to the right from the position shown in FIG.

Eine Führungsbuchse 13 ist in der zentralen Bohrung in der Führungsplatte 12 angeordnet. Im Zeitpunkt vor Aufnähme der maschinellen Bearbeitung befindet sich das hintere Ende mit dem größeren Durchmesser des Werkzeughalters 5 mit geringem Spiel innerhalb der.Führungs-A guide bushing 13 is arranged in the central bore in the guide plate 12. At the time before the recording Machining is the larger diameter rear end of the tool holder 5 with little play within the.

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Andererseits ist im zentralen Bereich an der Vorderseite der Führungsplatte 12 ein rohrförmiger Lagerhalter 14 vorgesehen, der in radialer Richtung .relativ' zur zentralen Öffnung 12a verschiebbar ist. Ein Flanschteil l4a des Lagerhalters Ik wird von einer Halteplatte 16 an der Vorderseite der Führungsplatte 12 gehalten. Der Flanschteil 1^a kann bei Bedarf durch Kolben 17a von mehreren Spannzylindern 17 festgesetzt werden. Andererseits ist ein äußerer Teil eines sich se3.bst.einsteilen-d.en Lagers 15 an der Innenseite eines vorderen Endteils des Lagerhalters Ik befestigt, dessen innere Fläche einen Innendurchmesser des sich selbst einstellenden Lagers bestimmt. Das Lager 15 ist so ausgebildet, daß die Aussenseite des hinteren Teils des Werkzeughalters 5 mit dem größeren Durchmesser darin gleitbar eingeführt werden kann.On the other hand, in the central area on the front side of the guide plate 12, a tubular bearing holder 14 is provided which can be displaced in the radial direction "relative" to the central opening 12a. A flange part 14a of the bearing holder Ik is held by a holding plate 16 on the front of the guide plate 12. The flange part 1 ^ a can be fixed by pistons 17a of several clamping cylinders 17 if necessary. On the other hand, an outer part of a self-adjusting bearing 15 is attached to the inside of a front end part of the bearing holder Ik , the inner surface of which determines an inner diameter of the self-adjusting bearing. The bearing 15 is designed so that the outside of the rear part of the tool holder 5 with the larger diameter can be slidably inserted therein.

In den Zeichnungen bezeichnet 18 einen .'.Führungshalt er, "[ der von dor Fliiche der Aiifspannvorrichtuu.p; i vorspringt... In the drawings, 18 is a 'guide stop he called, "[the dor of the curses Aiifspannvorrichtuu.p; i protrudes.

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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist der Vielspindelkopf 10 in seiner vorderen Stellung gezeigt. Die Führungsplatte 12 liegt an den Führungshaitern l8 an, und die Spitze der Räumnadel 4 befindet., sich kurz vor der Ventilschaftführung 2. Wenn der Vielspindelkopf 10 ^: vorgeschoben wird, wobei die Spixidel 8 gedreht wird, wird der Werkzeughalter 5₅ der die Räumnadel 4 trägt, vorgeschoben. Dabei wird die Räumnadel 4 durch die Führurtgsbuchse 13 geführt,und die Spitze der Räumnadel 4 tritt in die Führungsbohrung der Ventilschaftführung ein. Dabei ist es vorzuziehen, daß die Spitze der Räumnadel 4 so eingestellt wird, daß sie die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt. Dadurch wird die Einführung der Spitze der Räumnadel 4 in die Ventilsführung selbst dann erleichtert, wenn die Räumnadel etwas schwingt.In the state shown in Fig. 1, the multi-spindle head 10 is shown in its front position. The guide plate 12 rests on the guide holders 18, and the tip of the broach 4 is located just in front of the valve stem guide 2. When the multi-spindle head 10 ^{: is} advanced, with the spixid 8 being rotated, the tool holder 5 ₅ becomes the broach 4 carries, advanced. The broach 4 is guided through the guide belt bushing 13, and the tip of the broach 4 enters the guide bore of the valve stem guide. It is preferable that the tip of the broach 4 is adjusted so that it assumes the position shown in FIG. This facilitates the introduction of the tip of the broach 4 into the valve guide even if the broach swings a little.

Wenn der hintere Teil des Werkzeughalters 5 mit dem größeren Durchmesser entsprechend der Zeichnung beim Eintritt der Räumnadelspitze in die Führungsbohrung von, der Führungsbuchse 13 freikommt, dann folgt der Werkzeughalter 5, der die Räumnadel k trägt biegsam der Räumnadel 4, da er durch das Kardangelenk 7 biegsam mit der Spindel 8 verbunden ist. Selbst wenn ein geringfügiger Richtungsfehler in; der; Lage der Führungsbohrung j 2 für die Ventilspindel auftreten sollte, kann die Räumnadel 4 die innere Bohrungsflache fertig bearbeiten, indem sie sich exzentrisch bewegt und sich an die Bohrung einwandfrei anpaßt. Infolgedessen wird ein Verlaufen der Räumnadel nicht eintreten, da keine großen Kräfte auf die Räumnadel 4 in dieser Richtung einwirken, und die Bohrung kann mit einer ganz engen Toleranz fertig bearbeitet werden.If the rear part of the tool holder 5 with the larger diameter as shown in the drawing comes free of the guide bush 13 when the broach point enters the guide bore, then the tool holder 5, which carries the broach k , follows the broach 4 in a flexible manner, as it is supported by the cardan joint 7 is flexibly connected to the spindle 8. Even if there is a slight mistake in direction; the; Position of the guide bore j 2 for the valve spindle should occur, the broach 4 can finish machining the inner bore surface by moving eccentrically and adapting itself perfectly to the bore. As a result, the broach will not run, since no great forces act on the broach 4 in this direction, and the bore can be finished with a very tight tolerance.

Mit dem Vorschub der Räumnadel 4 tritt der hintere Teil des Werkzeughalters f> mit dem größeren Durchmesser inWith the advance of the broach 4, the rear part occurs of the tool holder f> with the larger diameter in

° das sich selbst einstellende Lager 15 ein und wird von diesem gestützt. Anschließende Schrägstellungen .und° the self-adjusting bearing 15 and is of supported this. Subsequent inclinations .and

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Lagen-Veränderungen in radialer Richtung des Werkzeughalters 5 beim weiteren Vorschub der Räumnadel 4 werden durch die Richtwirkung des sich selbst einstellenden Lagers 15 und durch feine Ausrichtungsbewegungen des Lagerhalters 14 gegenüber der Führungsplatte 12 aufgefangen. Dabei wird die Konzentrizität zwischen dem Werkzeughalter 5 und der Räumnadel 4 aufrecht erhalten und eine Verdrehung der Räumnadel 4 wird verhindert,Changes in position in the radial direction of the tool holder 5 as the broach 4 is advanced further by the directivity of the self-adjusting bearing 15 and by fine alignment movements of the Bearing holder 14 against the guide plate 12 caught. The concentricity between the The tool holder 5 and the broach 4 are maintained and the broach 4 is prevented from twisting,

Wenn die Räumnadel 4 soweit vorgeschoben ist, daß sie das Ende der Führungsbohrung der Vent'ilführung 2 erreicht hat, werden di© Spannzylinder 17 durch Zufuhr von Druckfluid betätigt, sodaß der Lagerhalter .14 durch die Kolben l?a in einer bestimmten Stellung relativ zur Führungsplatte 12 festgesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der hintere Teil des Werkzeughalters 5 mit dem größeren Durchmesser :. von dem sich selbst einstellenden Lager 15 gestützt und ist so mit höchster Genauigkeit gegenüber der Führungsbohrung der.Vent.ilführung 2 mit der Räumnadel 4 ausgerichtet. Andererseits befinden sich die Schneidkanten 5a des Werkzeughalters ganz in der Nähe des Ventilsitzes 3.When the broach 4 is advanced so far that it has reached the end of the guide bore of the valve guide 2, the clamping cylinder 17 is fed in actuated by pressure fluid, so that the bearing holder .14 by the piston l? a in a certain position relative to guide plate 12 is fixed. To this The rear part of the tool holder is 5 with the larger diameter:. from himself adjusting bearing 15 is supported and is so with highest Accuracy compared to the guide bore of the valve guide 2 aligned with broach 4. On the other hand, there are the cutting edges 5a of the tool holder very close to the valve seat 3.

In dieser Stellung werden, die Schneidkanten 5a bejLm weiteren Vorschub des Vielspindelkopfes 10 mit sich drehender Spindel 8 an der Sitzfläche des Ventilsitzes zur Anlage kommen und sie winkelrecht bearbeiten. In diesem Fall wirken die Werkzeughalter 5 und die Räumnadel 4 als Stützwelle für das gekröpfe Werkzeug 5a. Die Ventilführung 2 wirkt als Frontlader für die «rcskröopften Werkzeuge 5a, während das sich selbst einstellende Lager 15 als hinteres Lager dient, sodaß die gekröpfen Werkzeuge 5a an entgegengesetzten Enden gestützt werden. Die Reliktionskräfte des Schneiddrucks wirken sich auf den dazwischen liegenden Teil aus.In this position, the cutting edges 5a will come to rest on the seat surface of the valve seat when the multi-spindle head 10 continues to advance with the rotating spindle 8 and will machine them at right angles. In this case, the tool holder 5 and the broach 4 act as a support shaft for the cranked tool 5a. The valve guide 2 acts as a front loader for the cranked tools 5a, while the self-adjusting bearing 15 serves as a rear bearing so that the cranked tools 5a are supported at opposite ends. The relational forces of the cutting pressure affect the part in between.

Infolgedessen kann die Sitzfläche des Ventilsitzes 3 mit höchster Genauigkeit seiner Rundung und seiner Konzentrizität mit der Ventilführungsbohrung bearbeitet werden.As a result, the seat surface of the valve seat 3 machined with the highest accuracy of its roundness and its concentricity with the valve guide bore will.

Falls die Führungsbohrung der Ventilführung 2 im Zylinder kopf in einem vorhergehenden Arbeitsgang gefertigt wurde,, kann die Räumnadel k durch eine Leitstange (nicht gezeigt) gleicher Form und Größe wie die Räumnadel k ersetzt werden, wobei die gleichen Lagerfunktionen wie oben erläutert bei der maschinellen Bearbeitung der Sitzfläche erreicht werden.If the guide bore of the valve guide 2 in the cylinder head was made in a previous operation, the broach k can be replaced by a guide rod (not shown) of the same shape and size as the broach k , with the same bearing functions as explained above for machining the seat can be reached.

Darüber hinaus können die Werkzeughalter 5 und die Spindel 8 durch eine biegsame Welle anstatt des Kardangelenks mit einander verbunden werden. Auch in diesem Fall ist es möglich, die gleichen Ausrichtungsfunktionen wie oben bezüglich der Führungsbohrung zu erreichen.In addition, the tool holder 5 and the spindle 8 can by a flexible shaft instead of the universal joint be connected to each other. In this case, too, it is possible to use the same alignment functions as above with regard to the guide hole.

Wie aus Vorstehendem hervorgeht, können eine Räumnadel oder eine Leitstange in der Stellung der Führungsbohrung für die Ventilführung angeordnet werden. Bei Bearbeitung der Sitzfläche des Ventilsitzes wirken die Räumnadel oder die Leitstange als Stützwellen für die gekröpften Werkzeuge, die an beiden Seiten durch die Ventilführung und ein sich selbst einstellendes Lager gestützt werden, sodaß die Sitzfläche wirkungsvoll unter Einhaltung einer genauen Rundheit und höchster Konzentrizität relativ zur Schaftbphrung bearbeitet werden "' ■ 'kann.' ■' . ' ■ ■ ■· ■ ■ -' "'■:'■■'..■ . . ' : ■ ■ ■ Darüber hinaus kann eine Mündui\gsflache und eine innere Fläche gleichzeitig mit der Ventilkontaktfläche bearbeitet werden, da die Schriiiitreaktionskräfte voll aufgenommen werden, sodaß eine getrennte Bearbeitung dieser Flächen nicht erforderlich ist. Weiterhin braucht die Spindel, da das sich selbst einstellende Lager eine Radialkraft aufnimmt, nur Drehkiräfte und eine Schubkraft aufzunehmen, weswegen sie dünner ausgeführt werden kann. Außerdem erübrigt es sich, im Gegensatz zu konventionellen Werkzeugmaschinen, die Spindel als doppelte koaxiale Spindel auszuführen. Die Werkzeugmaschine kann daher erheblich kleiner ausgeführt werden.As can be seen from the above, a broach or a guide rod can be arranged in the position of the guide bore for the valve guide. When machining the seat surface of the valve seat, the broach or the guide rod act as support shafts for the cranked tools, which are supported on both sides by the valve guide and a self-adjusting bearing, so that the seat surface works effectively while maintaining precise roundness and maximum concentricity relative to the shaft bore can be edited "'■' can. ' ■ '.' ■ ■ ■ · ■ ■ - ' "' ■: '■■' .. ■. . ': ■ ■ ■ addition can be processed simultaneously with the valve contact surface of a Mündui \ gsflache and an inner surface, since the Schriiiitreaktionskräfte be fully received, a separate processing is not so these surfaces is required. Furthermore, since the self-adjusting bearing absorbs a radial force, the spindle only needs to absorb rotational forces and a thrust force, which is why it can be made thinner. In addition, in contrast to conventional machine tools, there is no need to design the spindle as a double coaxial spindle. The machine tool can therefore be made considerably smaller.

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Möglichkeiten der industriellen Verwendung:Industrial use options:

Der Ventilsitz kann nach der Erfindung mit genauer Rundheit bei Verwirklichung einer hohen Konzentrizität zur Ventilführungsbohrung in einfacher Weise und mit einfachen mechanischen Vorrichtungen hergestellt werden, Nach der Erfindung kann die maschinelle Bearbeitung eines Ventilsitzies im Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine, der eine besonders genaue Ausrichtung gegenüber der Ventilschaftführung erfordert, mit wenig Arbeitsstunden und niedrigen Lohnkosten bei Einhaltung strengster Fertigungstoleranzen durchgeführt werden.The valve seat can according to the invention with more precise Roundness with a high degree of concentricity for valve guide bore in a simple manner and with simple mechanical devices are produced, According to the invention, the machining of a valve seat in the cylinder head of an internal combustion engine, which requires a particularly precise alignment with respect to the valve stem guide, with little Working hours and low wage costs if adhered to strictest manufacturing tolerances are carried out.

Claims

Claims.

■ It / method of machining the surface a valve seat with the following steps:

Clamping a workpiece that has a valve stem guide and has the valve seat; Advance of a guide link under tiltable Guiding and introducing its tip into the valve

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further advance of the guide element, which is flexible in relation to the direction of a spindle of the valve stem guide follows;

Maintaining the position of the guide link Holding on to his rear part; Feed of at least one cranked, rotating Tool member coaxial with the guide member, whereby the cranked tool member the surface of the valve seat processed;

Retraction of the guide member and the cranked tool member; and
Unclamping the workpiece.

2. The method of claim 1, wherein the advancing step includes broaching the guide bore for the guide member.

3 · The method according to claim 1 or 2, wherein the retention the position of the guide member includes the coaxial mounting of the guide member.

4. The method of claim 1 or 2, wherein machining the valve seat surface includes chamfering and finishing a valve contact surface of the valve seat includes.

5 · Machine tool for performing the method according to the preceding claims, characterized , that

at least one advancing or retracting spindle (8), one that is flexible with respect to the spindle (8) Leading link (4), a leading link, do the leading link

(4) to lead while training a game; a bearing (15) ι in which the guide member (4) is mounted aligned with the bearing (15); Means (l6) to keep the bearing member (15) coaxial with the Le.itglied (4); and

at least one cranked tool member (5a) through the spindle (8) rotatable coaxially to the guide member (4) is provided.

6. Machine tool according to claim 5, characterized in that

the guide member (4) has a clearing device.

7 «Machine tool according to claim 6, characterized in that that

■ ^ the guide member (4) has a tool holder (5), which is integrally formed at the rear end of the guide member (4), the cranked tool member (50) on the outer circumference of the tool holder

(5) is attached.

8. Machine tool according to claim 7 »characterized in that the tool holder (5) by a universal joint (7) is connected to the spindle (8).

9. Machine tool according to claim 7 »thereby gekennzeicnet that the tool holder (5) by a flexible shaft is connected to the spindle (8). IQi machine tool according to Claim 5, characterized characterized in that the holding means comprises a plurality of printing cylinders

(17) outside of the bearing member

(1Λ) are arranged. 15th