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Schleifen der Außenfläche einseitig offener zylindrischer Hohlkörper
Die vorliegende Erfindung betrifft das Schleifen der Außenflächen von einseitig
offenen Hohlkörpern, wie z. B. Kolben von Verbrennungsmaschinen, in deren Innern
die Kolbenstange eingreift.
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Die Erfindung besteht darin, daß ohne besondere Mechanismen mit einfachen
Mitteln die Wirkung erreicht wird, daß die Fertigerzeugnisse teilweise eine ovale
äußere Gestalt erhalten. Das Verfahren findet besonders Anwendung zum Schleifen
von Kolben für Verbrennungsmaschinen, deren offenes Ende außen oval geformt sein
soll.
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In den Zeichnungen stellt Abb. x eine Ansicht der Vorrichtung zur
Ausübung des angemeldeten Verfahrens dar.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach Linie 2-2 gemäß Abb. z.
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Abb. 3 ist eine Unteransicht eines gemäß der Erfindung bearbeiteten
Kolbens.
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Abb. q. ist eine ähnliche Ansicht wie Abb. 3, aber für eine andere
Ausführungsform des Verfahrens.
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Abb. 5 ist ein Schnitt ähnlich wie in Abb. 2, zeigt aber das Schleifverfahren
an dem Kolben gemäß Abb. q..
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Abb. 6 ist eine der Abb. q. ähnliche Ansicht und zeigt das Ergebnis
des Schleifverfahrens. Beim Schliff der Außenflächen von bestimmten zylindrischen
Hohlkörpern ist es oft zweckmäßig, ihnen eine leicht ovale Form zu verleihen. 7..
B. kann es mit Rücksicht auf gewisse Wirkungen in Arbeitsstellung wünschenswert
erscheinen, den Mantel eines Automobilkolbens derart zu schleifen, daß das Äußere
des Mantels am offenen Ende eine leicht ovale Form erhält. Bisher konnte dieses
Ergebnis nur durch Schleifen mit Nockenscheiben (cam grinding), ein Verfahren, welches
mit Schwierigkeiten und großen Kosten verbunden ist, erreicht werden.
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Das neue Verfahren besteht darin, daß zuerst das offene Ende des zylindrischen
Hohlkörpers in eine ovale Form ausgedehnt und dann das Schleifen in der üblichen
Weise so ausgeführt wird, daß die äußere Fläche des ausgedehnten Zylinders vollkommen
zylindrisch wird. Nach dem Schleifen wird die Dehnvorrichtung entfernt, und infolge
ihrer Elastizität federt dann die Trommel mit ihren Wandungen in ihre spannungslose
Lage zurück. Diejenigen Teile, welche beim Dehnen über den Umfang des Zylinders
oder Normalkreises hinaustreten und infolgedessen beim Schleifen mehr abgeschliffen
werden als die übrigen Teile, treten nach dem Zurückfedern etwas hinter den normalen
Umfangskreis zurück, so daß die Trommel dadurch an ihrem offenen Ende eine ovale
äußere Form erhält, die nach dem geschlossenen Ende zu in die genaue Zylinderform
übergeht.
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Die Zeichnungen stellen die Anwendung des erfindungsgemäßen Schleifverfahrens
auf Kolben für Verbrennungsmaschinen dar. Auf dem Schleifmaschinentisch
io
wird die Treib- oder Zentrierungsscheibe ri auf ihrem zentralen Zapfen vom Träger
12 gehalten und auf irgendeine zweckmäßige Weise gedreht. Die konisch ausgebildete
Scheibe ii ist etwas oval geformt. Die Größe der Abweichung vom Kreisumfang richtet
sich nach den jeweiligen Umständen, z. B. beträgt sie in einigen Fällen etwa 0,0075
cm. Ein Zentrierungsbolzen (Körnerspitze) 13 ist im Träger 1q. auf dem Tische io
gelagert, und zwar in axialer Richtung federnd. Ein Stift 15 ragt aus der Scheibe
ix hervor, um das zu bearbeitende Werkstück bei ihrer Drehung mitzunehmen.
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Der Kolben besteht aus einem Kopf 16, einem Mantel 17 und an entgegengesetzten
Seiten vorgesehenen Augen 18 zur Lagerung des Querzapfens an der Kolbenstange. Bei
dem Ausführungsbeispiel soll der Mantel außen derart geschliffen werden, daß der
äußere Durchmesser des Kolbens in der Axialebene A-A durch die Lageraugenachse bzw.
Zapfenachse, nach dem äußeren Mantelende zunehmend, kleiner wird als der Durchmesser
des zugehörigen Zylinders bzw. des normalen Kreises (s. Abb. 3). Zu diesem Zweck
legt man das offene Ende des Kolbens derart auf die ovale Treibscheibe ii, daß die
längere oder Hauptachse des Scheibenovals in die Axialebene A-A durch die Lageraugen
fällt. Wird dann die Scheibe ii eingetrieben, so paßt sich der Mantel ii der ovalen
Gestalt der Scheibe an, sein Durchmesser in Richtung A-A wird größer und in der
senkrecht dazu liegenden Richtung entsprechend kleiner. Von dem normalen Kreis gemäß
der punktierten Linie in Abb. 2 weicht er dann so ab, wie es die ovale Form gemäß
der ausgezogenen Linie in Abb. 2 zeigt. Der federnde Körner 13 greift dabei in eine
am Kolbenkopf vorgesehene konische Aussparung i9 ein; der von seiner Feder ausgeübte
Druck ist groß genug, um den Kolben in seiner gedehnten Lage auf der Scheibe ii
zu halten. Der Mitnehmerstift 15 greift in eine entsprechende Bohrung in den Innenteilen
des Kolbens ein und verhindert dadurch ein Verdrehen des Kolbens auf der Scheibe
ii. Dann erfolgt das Schleifen mit den üblichen Schleifwerkzeugen, bis die Umfläche
des gedehnten Kolbens eine genaue zylindrische Form erhalten hat. Wird nach Beendigung
des Schleifens der Kolben von der Treibscheibe ii entfernt, dann federt die Mantelwand
in ihre spannungslose Lage zurück, und dabei erhält sie außen die gewünschte ovale
Gestalt mit dem kleinsten Durchmesser in der Richtung A-A des Kolbens gemäß Abb.
3. Diese Abbildung zeigt also in der ausgezogenen Linie, wie der Kolbendurchmesser
in der Ebene durch die Lageraugenachse kleiner ist als der des Normalkreises und
der Umfang hinter dem des normalen, punktiert gezeichneten Kreises an diesen Stellen
zurücktritt, während er im dazu senkrechten Schnitt mit ihm zusammenfällt.
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Abb. q., 5 und 6 zeigen eine andere Art des grundsätzlich gleichen
Schleifverfahrens, durch welches ein ähnliches Ergebnis erzielt wird. Hier wird
der außen zylindrische Trommelmantel 17 innen nach einem Oval 22 am offenen Ende
ausgebildet, das nach innen schwach konisch verläuft. Die kurze Achse des Ovals
liegt in der Axialebene durch die Lageraugenachse A -A, in der also die Wandstärke
größer ist (Abb. q.).
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Die konische Treibscheibe 2o gemäß diesem abgeänderten Verfahren ist
nicht oval, sondern rund. Wenn diese Scheibe 2o nun in die ovale Öffnung 22 gedrückt
ist, wobei die allgemeineAnordnung ähnlich wie in Abb. i ist, so paßt sich das innere
Oval der Treibscheibe an und wird in die runde Form ausgedehnt, wob ei die stärkeren
Mantelwandungen in der Achse A-A über den Normalkreis hinaustreten, evtl. die schwächeren
in der dazu senkrechten Ebene etwas zurücktreten. Doch kann dies durch starke Dehnung
auch vermieden werden. Der letztere Fall ist in der Abb. 5 dargestellt. Die punktierte
Linie 21 zeigt den Normalkreis, die ausgezogene Linie den deformierten Mantel.
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Der Kolben wird nun wieder außen so lange geschliffen, bis die Außenfläche
genau zylindrisch ist. Dabei wird von den Wänden in der Achse A-A mehr Rohstoff
abgeschliffen werden als an der dazu senkrechten Achse.
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Wird der Kolben von der Treibscheibe ii entfernt, dann nimmt die innere
Peripherie der Wandung 17 zurückfedernd ihre ursprüngliche Form wieder an, d. h.
die in der Achse A -A liegenden Wandteile treten hinter den punktierten Kreis zurück
(Abb. 6), und der Mantel nimmt außen ovale Form an. Die Wandstärke der Trommel
17 kann dann überall gleich sein.
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Zum besseren Verständnis sind die Abweichungen der ovalen Formen von
der kreisrunden Form in einem etwas übertriebenen Maßstabe in den Zeichnungen dargestellt.
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Die ovale Form beim fertigen Kolben ist, wie ersichtlich, am größten
am Ende des Kolbens, während sie nach innen zu allmählich abnimmt.
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Auf die geschilderte Weise wird in einem einfachen und praktischen
Verfahren ohne Ovalwerke o. dgl. die gewünschte Wirkung erreicht. Es kann auch bei
anderen ähnlichen Gegenständen das Verfahren Anwendung finden.