DE653050C - Ventilsitzschleifmaschine - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Ventilsitzschleifmaschine.

Es ist an sich bekannt, beim Schleifen von Hand das Schleifwerkzeug bzw. ein einzuschleifendes Ventil ab und zu von dem Ventilsitz abzuheben, um eine gleichmäßige Verteilung der Schleif masse zwischen den schleifenden Flächen zu erzielen und zu vermeiden, daß die aufeinanderschleifenden Flächen rissig werden. Durch dieses Anlüften wird eine ganz besonders vorteilhafte Schleifwirkung erzielt. Weiter sind auch Ventilschleifmaschinen mit einer zwangsläufigen Anlüftbewegung bekannt. In ihrer bisherigen Ausführung haben diese Maschinen jedoch den Nachteil, daß das Anlüften sich durchaus regelmäßig immer an denselben Stellen wiederholt und im übrigen die Antriebswelle die Anlüftbewegung der Werkzeugspindel bzw. des Schleifwerkzeuges oder des einzuschleifenden Ventils mitmachen muß.

Der Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile der bisherigen Maschinen zu beseitigen, d. h. eine Maschine zu schaffen, bei der das Anlüften vollkommen unregelmäßig vor sich geht. Wenn das Anlüften nicht wie bei den bekannten Maschinen gesetzmäßig, sondern zeitlich vollkommen unregelmäßig vor sich geht und die Antriebswelle an der Anlüftbewegung der Werkzeugspindel unmittelbar nicht mehr beteiligt ist, wird eine bessere Schleifwirkung erzielt. Auch für die Handhabung der Maschine selbst ist es sehr von Vorteil, wenn die Antriebswelle den Anlüftbewegungen nicht unmittelbar Folge zu leisten braucht. Die Anlüftbewegung mußte bei den bekannten Maschinen durchaus regelmäßig bzw. gesetzmäßig erfolgen, weil von zwei der Anlüftbewegung dienenden Hubscheiben die eine auf der Maschine und die andere auf der Spindel ortsfest angeordnet wurde. Es ergab sich nun die Aufgabe, die Anlüftbewegung der Werkzeugspindel in bezug auf deren Drehgeschwindigkeit zeitlich vollkommen unregelmäßig und selbsttätig veränderlich zu gestalten. Die Lösung ist erfindungsgemäß höchst einfach, indem wenigstens eine der Hubscheiben oder auch beide Hubscheiben sowohl relativ zu ihrem Widerlager als auch relativ zur Spindel drehbar angeordnet werden und die Reibung zwischen den beiden Hubscheiben z. B. durch einen Wälzkörperlaufring bis auf. ein Geringstmaß herabgesetzt wird. Weiterhin kennzeichnet sich die Erfindung* noch dadurch, daß Antriebswelle und Werkzeugspindel axial federnd nachgiebig miteinander verbunden sind.

Maschinen mit nur relativ zueinander, nicht aber relativ zu ihren Widerlagern drehbaren Hubscheiben haben auch den Nachteil, daß

"das Schleifwerkzeug bzw. das einzuschleifende Ventil auf den Ventilsitz mehr oder weniger stark hämmernd wirkt. Um auch diesen Nachteil zu beseitigen, ist das Schleifwerkzeug mit der Werkzeugspindel, wie aft sich bekannt, durch eine Gelenkkupplung ver-J bunden, welche nicht nur erlaubt, das Schleif-* werkzeug von der Werkzeugspindel abzuziehen, sondern im Betrieb auch beide Teile

xo (Werkzeugspindel und Schleifwerkzeug) dermaßen fest zusammenhalt, daß das Schleifwerkzeug nicht nur der Drehbewegung, sondern auch der Anlüftbewegung der Werkzeugspindel folgen kann, ohne jedoch auf den Ventilsitz irgendwie hämmernd zu wirken. Während der Drehung der Werkzeugspindel ergibt sich in dem Gelenk infolge der Mitnahme des Schleifwerkzeuges eine gewisse Reibung, der in bezug auf die Schleif wirkung des Werkzeuges eine ganz besondere Bedeutung zukommt, insofern, als das Werkzeug infolge des zwischen beiden Teilen des Gelenkes axial möglichen Schlupfes nicht mehr gezwungen ist, bei der Anlüftbewegung den ganzen Hub der Werkzeugspindel mitzumachen, sondern im Gegenteil eben durch die zwischen beiden Teilen des Gelenkes erzeugte Reibung nur so weit angehoben wird, daß in der Berührung zwischen dem Schleifwerkzeug, und dem zu schleifenden Ventilsitz eine Veränderung, wie gewünscht, vor sich geht (um ein Rissigwerden der zu schleifenden Flächen zu verhüten), aber-von einem Hämmern des Schleifwerkzeuges auf den Ventilsitz jetzt keine Rede mehr sein kann.

Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels ergeben. Es stellen dar:

Fig. ι die für die Erfindung wichtigen Teile der Maschine im senkrechten Schnitt. Indes sind einige Teile, u. a. auch der auf dem zu schleifenden Ventilsitz ruhende Stein, in Ansicht veranschaulicht,

+5 Fig. 2 die Maschine ohne die Schleifspindel und das Schleifwerkzeug,

Fig. 3 einen Maschinenteil, und zwar zwei Ringe mit schrägen Laufflächen und dazwischen angeordneten Wälzkörpern.

In sämtlichen Figuren sind einander gleiche bzw. gleichwertige Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Mit der hier beispielsweise dargestellten Bauart ist eine von Hand tragbare kraftangetriebene Maschine 1 geschaffen, die zweckmäßigerweise mit einem Handgriff 2 und an diesem Handgriff mit einem Schalter oder irgendeiner Vorrichtung 3 versehen ist, um den Betrieb der Maschine beherrschen zu_ können. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll diese Maschine elektrisch angetrieben werden. Deshalb ist in einem mit einem Handgriff 2 versehenen Gehäuse 5 ein Elektro-.„.motor 4 eingebaut. Dieser Motor 4 soll vorteilhaft ein Universalmotor sein, und zwar ■.?£& sogenannter Schnelläufer mit 10000 bis .^"_:«2ooo Umdrehungen in der Minute. Indes ?*s"ind diese Umdrehungszahlen ebenso wie die Art des Motors für die eigentliche Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung. Im Zusammenhang hiermit sei jedenfalls gesagt, daß zum Antrieb des Schleifsteins auch noch andere Möglichkeiten zur Verfugung stehen. Die Ankerwelle 6 des Motors 4 sitzt in in einem Fortsatz 8 des Motorträgers oder Gehäuses 5 untergebrachten Lagern 7. Zur Kühlung des Motors dient ein Ventilator 9.

In der hier dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Anker- und Motorwelle 6 an ihrem dem Motor abgekehrten Ende 11 mit einer zylindrischen Öffnung 12 und im Boden dieser Öffnung 12 mit einem Schlitz 14 versehen. Die Werkzeugspindel 15 sitzt in am unteren Ende des Gehäusefortsatzes 8 vorgesehenen Gleitlagern genau axial 8g zur Ankerwelle 6 des Motors. An ihrem oberen Ende ist die Werkzeugspindel 15 mit einem in die Öffnung 12 der Ankerwelle 6 einsteckbaren und in dieser Öffnung teleskopartig verschiebbaren Zapfen 17 versehen. Die Verbindung, der zufolge die Werkzeugspindel 15 sich mit der Motorwelle 6 gemeinsam drehen muß, ist vermittels einer in den Schlitz

14 eingreifenden Zunge 18 hergestellt. Unter dem in der Öffnung 12 teleskopartig verschiebbaren Zapfen 17 der Werkzeugspindel

15 ist die Werkzeugspindel mit einem Gewinde und auf diesem Gewinde mit Schraubenmuttern 19 versehen. Unter den Schraubenmuttern 19 sitzt eine Scheibe 20, und ioo unterhalb dieser Scheibe ist die Werkzeugspindel geschultert, d. h. im Durchmesser etwas stärker ausgeführt als oberhalb -der Scheibe. Unmittelbar unter der Scheibe 10 befinden sich zwei Ringe 21, 22 mit schrägen Laufflächen, zwischen denen * Wälzkörper,

z. B. Kugeln 24, angeordnet sind, die vermittels eines Käfigs oder Ringes 25 zusammengehalten werden.

Die Scheibe 20 liegt mit ihrer Unterseite "0 gegen den oberen Schrägring 21 und der untere Ring 22 gegen die Oberseite 28 des Gehäusefortsatzes 8 bzw. gegen die obere Stirnfläche des darin befindlichen Lagers 16.

Die Ringe 21 und 22 sind mitsamt den Kugeln 24 und. dem Kugellaufring 25 besonders deutlich in Fig. 3 dargestellt. Diese Ringe haben Laufflächen, die vorzugsweise von einer Seite bis zur diametral entgegengesetzten Seite gatlz allmählich schräg abfallen. Der Höhenunterschied der beiden diametral einander entgegengesetzten Seiten eines jeden

65S050

Ringes beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel an den stärksten und schwächsten Stellen der Ringe ungefähr 0,4 mm. Diese Ringe 21, 22 dienen als Hubscheiben, deren Wirkungsweise weiter unten beschrieben wird. Um das untere Ende der Welle 6 ist eine Schraubenfeder 13 angeordnet, die mit ihrem einen Ende sich gegen das Lager 7 und mit ihrem anderen Ende gegen die Mutter 19 ίο stützt. Das Bestreben dieser Feder geht immer dahin, die Spindel 15 mitsamt dem oberen Schrägring 21 .nach unten zu drücken; also wird der Schrägring 21 immer mit den Kugeln 24 'in Berührung gehalten, während wiederum die Kugeln immer mit dem unteren Schrägring 22 in Berührung gehalten werden. Die Werkzeugspindel 15 ist in ihrem Lager 16 sowohl drehbar als auch längs verschiebbar. Die Werkzeugspindel 15 ist an ihrem unteren Ende mit einem kugeligen Körper 29 versehen. Dieser kugelige Körper 29 stellt einen Teil einer Kupplung dar, welche vorzugsweise so beschaffen sein soll, daß sie sich leicht auseinandernehmen und ebenso leicht auch wieder zusammensetzen läßt.

In der hier dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die Form des kugeligen Körpers 29 nicht genau gleich der einer Kugel. Der kugelige Körper 29 hat vielmehr eine sechseckige Ouerschnittsform bzw. sechs von oben nach unten verlaufende und sich nach oben und unten verjüngende Flächen 30. Die Einzelheiten dieser Bauart sind an sich nicht weiter von Bedeutung. Der kugelige Körper 29 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, mit der Werkzeugspindel 15 durch ein Schaft- oder Halsstück 31 verringerten Durchmessers verbunden. Der äußere Teil der Kupplung besteht aus einer sechseckigen Muffe 33. Diese sechseckige Muffe 33 sitzt auf dem oberen Ende der mit 34 bezeichneten Schleif- oder Hohlspindel, an welcher unten der Schleifstein 35 befestigt ist. Wie der Zeichnung zu entnehmen, ist diese Schleif- oder Hohlspindel 34 mit kreisförmigen, radial stehenden Rippen 36 versehen. Diese Rippen sollen helfen, die beim Schleifen entwickelte Wärme abzuführen und somit die Schleifspindel, den Schleifstein und insbesondere den mit dem Schleifstein bearbeiteten Ventilsitz kühlzuhalten.

Zum Schleifen oder Fertigbearbeiten des

Ventilsitzes wird das Ventil aus seinem Sitz herausgenommen und ein Führungsstift 27 in die Ventil Stangenführung eingesetzt. Der über den Ventilsitz hinausstehende Teil 37 des FührungsStiftes ist in die zentrale Bohrung 38 der Hohlspindel 34 genau eingepaßt, so daß Hohlspindel 34 und Schleifscheibe 35 sich beim Schleifen auf dem Führungsstift frei auf und ab und relativ zu demselben auch frei drehen können. Die Schleifscheibe wird auf diese Weise zur Ventil Stangenführung genau zentrisch gehalten.

Zum' Nacharbeiten oder Schleifen von Ventilsitzen wird die Schleifscheibe 35 auf der Schleif- oder Hohlspindel 34 befestigt. •Dann wird die Schleifscheibe mitsamt der Schleif- oder Hohlspindel auf den Führungsstift gesteckt, und zwar so weit, bis die Schleif- scheibe auf dem Ventilsitz 39- liegt. Alsdann wird der Antrieb mittels der Kugel 29 mit der sechseckigen Muffe 33 in Eingriff gebracht. Die Maschine 1 selbst wird zum Führungsstift ungefähr axial gehalten, und mit einem Druck auf den Schalter 3 wird der Motor in Betrieb gesetzt. Dabei wird die Schleifscheibe mit dem zu schleifenden Sitz durch das Gewicht der Maschine und weiterhin gefühlsmäßig noch durch einen auf die Maschine von Hand ausgeübten Druck nachgiebig mit dem zu schleifenden Sitz in Berührung gehalten. Für eine nachgiebige Berührung mit der zu schleifenden Ventilsitzfläche sorgt die Feder 13, durch welche auch die Ringe 21 und 22 mit den Kugeln 24 in Berührung gehalten werden. Der obere Schrägring 21 hat an sich das Bestreben, sich mitsamt der Werkzeugspindel 15 und der auf der Unterseite der Mutter 19 anliegenden Scheibe 20 zu drehen. Der Schrägring 21 kann aber auch auf der Welle 15 befestigt werden, so daß er sich mit der Welle 15 gemeinsam, also mit der Umdrehungsgeschwindigkeit der Motorwelle drehen muß. Der untere Schrägring 22, der auf der Fläche 28 des Gehäuses ruht, hat dahingegen das Bestreben, im Stillstand zu verharren. Da jedoch der untere Ring 22 an sich frei drehbar ist, wird er sich in der Drehrichtung der Welle ebenfalls bewegen, jedoch mit ganz erheblich geringerer Geschwindigkeit und mehr oder weniger unregelmäßig. Umgekehrt könnte auch der Ring 22 mit der Fläche 28 undrehbar verbunden und der Ring 21 frei drehbar angeordnet werden.

Infolge der so zustande kommenden relativen Bewegung der Ringe 21, 22 und der durch die Abschrägung der Ringlaufflächen bedingten Daumenwirkung erfährt die Werkzeugspindel 15 eine ganz -geringe axiale Aufundab'= bewegung, und zwar mit einer mehr oder weniger unregelmäßigen Geschwindigkeit. In der Verbindung zwischen Werkzeugspindel und Schleif- oder Hohlwelle 34 entsteht beim Umlauf des Werkzeuges zwischen dem kugeli- ;en Körper 29 und der Muffe 33 eine gewisse Reibung, so daß an der Aufundabbewegung der Werkzeugspindel auch die Schleifscheibe elbst mit teilnehmen muß, d. h. entsprechend der Aufundabbewegung der Werkzeugspindel wird auch die Schleifscheibe gegenüber dem Ventilsitz auf und ab bewegt. Die

Feder und die allmähliche Bewegung der Schrägringe verhindern, daß die Maschine bzw. der Stein auf deni zu schleifenden Ventilsitz hämmert.

Das Abheben des Steines von der zu schleifenden Ventilsitzfläche hat den Erfolg, daß die vom Stein und Ventilsitz abgeschliffenen Teilchen freigegeben und durch die Drehung des Steines sowohl vom Stein selbst als auch

to vom Sitz nach außen abgeschleudert werden. Auf diese Weise werden die schleifende Fläche und die zu schleifende Fläche rein gehalten, so daß es zu Ansammlungen von Schleifrückständen nicht kommen kann.

Wenngleich die hier dargestellte Bauart vornehmlich zum Schleifen besonders eingesetzter harter Ventilsitze geschaffen worden ist, so kann dieses Werkzeug auch benutzt werden, um Ventilsitze zu schleifen, die unmittelbar in dem Guß eines Zylinderblockes oder Zylinderkopfes eingearbeitet sind.

Die infolge der Reibung zwischen der Schleifscheibe und dem Sitz erzeugte Wärme wird durch die an der Schleifspindel 34 vorgesehenen Rippen 36 abgeführt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   I. Ventilsitzschleifmaschine mit Anlüf tbewegung der Werkzeugspindel durch zwei relativ zueinander verdrehbare Hubscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlüf tbewegung der Werkzeugspindel (15) in bezug auf deren Drehgeschwindigkeit zeitlich vollkommen unregelmäßig und " selbsttätig veränderlich gestaltet ist, indem wenigstens eine der Hubscheiben oder auch beide Hubscheiben (21, 22) sowohl relativ zu ihrem Widerlager (20 bzw. 28) als auch relativ zur Spindel (15) drehbar angeordnet sind und die Reibung zwischen den beiden Hubscheiben z. B. durch einen Wälzkörperlaufring bis auf ein Geringstmaß herabgesetzt ist.
2. 2. Ventilsitzschleifmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebswelle (6) und W⁷erkzeugspindel (15) durch eine axial zwischengeschaltete Feder (13) nachgiebig miteinander verbunden sind.
3. 3. Ventilsitzschleifmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubscheiben (21, 22) auf ihren Widerlagern (20, 28) reibend drehbar sind.
4. 4. Ventilsitzschleifmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander zugekehrten Seiten der Hubscheiben (21, 22) gleichmäßig abgeschrägt sind.
5. 5. Ventilsitzschleifmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifwerkzeug mit der Werkzeugspindel (15), wie an sich begannt, durch eine Gelenkkupplung (30, 33) verbunden ist, welche erlaubt, das Schleifwerkzeug von der Werkzeugspindel abzuziehen, j edoch durch die im Betrieb entstehende Haftreibung beide Teile dermaßen zusammenhalt, daß der eine Teil (Schleifwerkzeug) von dem anderen Teil (Werkzeugspindel) sowohl bei der Drehbewegung a.ls auch bei der Anlüf tbewegung mitgenommen werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen ·