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Präzisionsschleifmaschine Diese Erfindung betrifft Präzisionsschleifmaschinen
und setzt sich zum Ziel, einfache, genaue und zuverlässige Schleifmaschinen zum
Präzisionsschleifen von, Teilen zu schaffen, welche eine genau geschliffene kreisförmige
Mantelfläche haben, die genau konzentrisch zu einem Schaft oder anderen zylindrischen
Körper eines solchen Teils liegt. Obwohl die Erfindung sich in ihrer Anwendung nicht
darauf beschränkt, so ist sie in der Hauptsache dafür vorgesehen, die Herstellung
von Maschinen für das genaue Schleifen von Ventilnadeln von Dieseleinspritzpumpen,
Einspritzdüsen und für das Schleifen der Läppwerkzeuge für das. Einsschleifen der
Ventilsitze solcher Pumpen und Düsen nach Abnutzung zu ermöglichen.
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Die jetzt üblichen weit verbreiteten Dieseleinspritzpumpen und Einspritzdüsen
besitzen Nadelventile, deren Sitze einen Sitzwinkel haben müssen, welcher einen
um einen Bruchteil verschiedenen Winkel von dem der Nadelspitze hat (z. B. o,5°).
Beispielsweise ist es üblich, bei Einspritznadelventilen den Winkel der Nadel mit
6o° herzustellen, während der Ventilsitz einen Winkel von 5.9,5° aufweist, wobei
der Unterschied von o,50 vorgesehen ist, um den erforderlichen schmalen ringartigen
Kontakt zu gewährleisten. Auf Grund dieses
Winkelunterschiedes,
so klein er auch ist, ist es nicht möglich; die Nadel unmittelbar auf den Sitz einzuschleifen,
wie es z. B. bei den Tellerventilen von Verbrennungskraftmaschinen gemacht wird.
Es ist deshalb üblich, die Sitze nach Abnutzung mit einem Läppwerkzeug auf den genauen
Sitzwinkel einzuschleifen. Auf Grund der geforderten hohen Genauigkeit, insbesondere
wegen des hohen Konzentrizitätsgrades, der zwischen dem konischen Ende und dem Schaft
eines solchen Läppwerkzeuges vorhanden sein muß, bedeutet das Schleifen solcher
Läppwerkzeuge ein schwieriges Problem, welches bislang nur mit komplizierten teuren
Spezialschleifmaschinen durchgeführt werden konnte. Auch die Nadeln selbst müssen
nach Abnutzung nachgeschliffen werden, und hier ist ebenrfalls eine große Genauigkeit.
erforderlich, die die Verwendung von Spezialschleifmaschinen bedingt. Tatsächlich
war es im allgemeinen bislang nicht möglich, die Nadeln von Dieseleinspritzpumpen
nachzuschleifen oder die Läppwerkzeuge für das Einschleifen der Einspritzpumpenventilsi,tze
zufriedenstgllend mittels normal erreichbarer Schleifmaschinen herzustellen, wenn
Abnutzung in Pumpen von Dieselmotoren, welche in entlegenen Teilen der Welt oder
in ländlichen Gegenden in Gebrauch sind, stattgefunden hat. Es war im allgemeinen
notwendig, die Nadeln. und die Sitze zu ersetzen und die abgenutzten Teile an die
Hersteller zum Nachschleifen zu schicken. Die vorliegende Erfindung versucht, diesen
schwerwiegenden Nachteil dadurch zu überwinden, daß sie Vorrichtungen vorsieht,
wodurch Läppwerkzeuge und Nadeln genau und leicht auf Maschinen geschliffen werden
können, welche im wesentlichen aus mehr oder weniger genormten- Schleifmaschinen
bestehen, die in den meisten gut ausgerüsteten Garagen zu finden sind, wobei nur
eine verhältnismäßig einfache und billige Abänderung erforderlich ist.
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Gemäß dieser Erfindung besteht eine Maschine, um an einem Werkstück
ein Stück mit kreisförmigem Querschnitt zu einem zweiten Stück mit kreisförmigem
Querschnitt genau konzentrisch zu schleifen, aus einem mit einer Nut versehenen
gehärteten Block. In dieser Nut liegt das erwähnte zweite kreisrunde Stück des Werkstückes,
während das erste Stück von der Schleifscheibe bearbeitet wird, wobei mittels Friktion
das Teil in die Nut gepreßt und in Drehung versetzt wird. Vorzugsweise hat die Nut
im Block V-Querschnitt.
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Eine bevorzugte Form der Präzisionsschleifmaschine gemäß dieser Erfindung
besteht aus einer durch einen Motor angetriebenen Schmirgel- oder anderen Schleifscheibe,
aus. einem Werkzeughalter, welcher den gehärteten, genuteten Block trägt, welcher
den Schaft des zu :schleifenden Werkstückes aufnehmen kann, und aus einem schwenkbaren
Arbeitskopf, der so ausgebildet ist, daß er eine mit einer Gummi- oder gummiähnlichen
Scheibe oder Rad versehene Welle - aufnehmen und antreiben kann, welcher in der
Lage ist, den Schaft des Werkstückes in den Block zu pressen und gleichzeitig in
Drehurig zu verrsetzen. Die Wirkung der Anordnung ist wie folgt: Das zu schleifende
Werkstück wird gegen die Schleifschreibe gehalten und während des Schleifvorganges
durch Reibradantrieb am Schaft in Drehung versetzt.
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Vorzugsweise besitzt der Werkstückhalter eine Winkelverstellbarkeit,
so daß der Winkel, unter welchem das Werkstück gegen; die Schleifscheibe gehalten
wird, nach Wunsch verstellt werden kann.
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Vorzugsweise ist der Werkstückhalter mit einem Anschlag versehen,
welcher verstellbar sein kann, um die Lage des Werkstückes in. Längsrichtung festzulegen.
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Um zu vermeiden, daß nach langem Gebrauch - die Maschine ihre Genauigkeit
dadurch verliert, daß auf der Oberfläche des Anschlages sich durch Abnutzung Grübchen
bilden, wird vorgezogen, den erwähnten Anschlag mit einer möglichst großen. Stirnfläche
zu versehen und drehbar auf den dafür vorgesehenen Träger anzuordnen, -so daß, wenn
ein Teil der erwähnten Anschlagfläche abgenutzt ist, der Anschlag in eine neue Stellung
gedreht werden kann, wodurch ein, noch nicht benutzter Teil der Anschlagfläche in
Anspruch genommen wird.
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Vorzugsweise ist der Werkstückhalter so ausgebildet, daß: er ein Diamantwerkzeug
zum Abziehen der Schleifscheibe aufnehmen kann.
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Die Einfachheit, mit welcher vorhandene Schleifmaschinen gemäß der
Erfindung abgeändert werden können, ist nicht der geringste der praktischen Vorteile
dieser Erfindung. In der folgenden Beschreibung wird eine bevorzugte Vorrichtung
angegeben, welche in vorhandene Schleifmaschinen eingebaut werden kann.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i ist ein Aufriß, Fig. 2 ein Teil des Grundrisses,; Fig. 3 zeigt
einen Schnitt des stufenlosen Antriebes des Spannfutters und Fig. q. eine ausführliche
Zeichnung; des Anschlages und des Werksbückhalters.
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Bezugnehmend auf die Zeichnung besteht die darin: dargestellte Maschine
aus einem Motor i, welcher eine Schmirgelscheibe :2 antreibt, die eine waagerechte
Welle 3 hat. Die Schmirgelschreibe und der Motor sind als Einheit auf der Grundplatte
q. angeordnet. Über diese Grundplatte können sie mittels einer gewöhnlichen Spindel,
die durch die Kurbel 5 angetrieben wird, bewegt werden. Ebenfalls auf dieser Grundplatte
ist ein, schwenkbarer Arbeitskopf 6 angeordnet, welcher das Spannfutter 7 trägt.
Das Spannfutter wird von dem erwähnten Motor über die biegsame Welle 8 angetrieben.
Dieser Antrieb enthält ein umkehrbares, stufenlos regelbares Getriebe, welches aus
zwei parallel zueinander liegenden Reibrädern 9, io und aus einem dritten Reibrad
i i besteht, welches von dem Motor angetrieben wird und zwischen den beiden Rädern
und rechtwinklig zu ihnen angeordnet ist. Der Antrieb in, der einen oder anderen
Drehrichtung wird dadurch herbeigeführt, daß der Rand des dritten Rades i i gegen
die Stirnfläche des einen, oder des anderen der ersten Räder 9 und io gebracht wird,
wobei eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Antriebes
durch
die Bewegung des, dritten Rades i i senkrecht über die Stirnfläche des Rades, mit
welchem es in Berührung steht, hervorgerufen wird. Die Umkehr des Antriebes und
die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses wird durch den Handgriff 12 hervorgerufen,
wobei der erste Vorgang durch Schnvenkung in die eine oder andere Richtung und der
letzte durch Verschieben nach oben oder untern hervorgerufen wird. Der schwenkbare
Kopf ist so angeordnet, daß er um eine senkrechte Achse geschwenkt und in einer
beliebigen Winkelstellung durch irgendein bekanntes Mittel, z. B. eine einfache
Spannklammer, welche durch den Handgriff 13 betätigt wird, festgespannt werden kann.
Der Schwenkkopf ist auch so angeordnet, daß er inLängsrichtung, bezogen auf die
Grundplatte, durch eine Spindel oder andere Längsverstellung, welche durch die Kurbel
14. betätigt wird, verstellt werden kann.
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Die soweit beschriebene Maschine ist bekannt und auf dem Markt. Wenn
eine solche Maschine für das Präzisionsschleifen z. B. einer Einspritzdüsennadel
oder eines Sitzläppwerkzeuges durch Einspannen des Schaftes des Läppwerkzeuges oder
der Nadel in das Spannfutter benutzt werden soll, wobei die verschiedenen vorgesehenen
Verstellmöglichkeiten gebraucht werden, um die erforderliche Konizität zu schleifen,
wird sich; im allgemeinen, wenn nicht sogar immer zeigen., daß der erforderliche
hohe Genauigkeitsgrad nicht erreicht werden kann. Dies ist hauptsächlich dadurch.
bedingt, daß der Konzen, trizitätsgrad zwischen dem geschliffenen. konischen Ende
des Läppwerkzeuges und dessen: Schaft größer sein muß als er durch einfaches Halten
des Schaftes mehr oder weniger tief im Spannfutter und durch Schleifen des konischen
Endes erreicht werden kann.
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Um nun solche bekannten Maschinen an das Arbeitsverfahren entsprechend
der Erfindung anzupassen, ist ein Werkzeughalber 15 vorgesehen., welcher auf dem
Träger 15a sitzt, der lösbar in einer genau vorbestimmten Stellung auf dem Schlitten
611 des Arbeitskopfes befestigt ist. In der dargestellten Maschine kann der Schlitten
in der Ebene von, Abb. i durch die übliche Kurbel 14 in einer Richtung senkrecht
zu der Bewegung der Schmirgelscheibeneinh.eit mit Hilfe der Kurbel 5 bewegt werden.
Wie später gezeigt wird, wird so die Schnittiefe durch die Kurbel 5 eingestellt,
während der Vorschub des Werkstückes durch die Kurbel 14 gegeben ist. Der Werks.tückhalter
15 ist schwenkbar um die senkrechte Achse 16 angeordnet, wobei er in jeder gewünschten
Winkelstellung zu einer senkrechten Achse einstellbar und festspannbar ist. Der
Werkstückhalter ist zwischen der Schleifscheibe und dem Spannfutter angeordnet und
sitzt seitlich neben der Verbindungslinie Mitte Schleifscheibe - Mitte Spannfutter
7. Auf dem Werkzeughalter ist ein gehärteter, mit einer V-Nut versehener Block 17
befestigt. Die V-Nut ist horizontal und die Spitze der Nut liegt: in einer Ebene
mit den Achsen der Schleifscheibe und des Spannfutters. Der Werkstückhalter mit
dem mit einer V-Nut versehenen Block ist eine der beiden Hauptzusatzeinrichtungen,
welche erforderlich sind, um die Erfindung zu verwirklichen. Die zweite Zusatzeinrichtung
besteht aus der steifen Welle ig, welche an ihrem einen Ende eine Gummi-oder gummiähnliche
Scheibe oder Rad 2o trägt, deren Kanten, wie dargestellt, abgerundet sind.
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Im Gebrauch: wird die Welle i9 vom Spannfutter 7 gehalten. Um die
Maschine zum Schleifen einer Nadel oder eines Ventilsitzläppwerkzeuges zu verwenden,
wird, z. B. wie in Abb. 2 dargestellt, dessen Schaft 22 in Längsrichtung in die
V- Nut des Blockes des Werkzeughalters eingelegt. Der Werkzeughalter ist so eingestellt,
daß das zu schleifende konische Ende 23 im richtigen Winkel an die Schleifscheibe
herangebracht wird. Die erforderliche Lage des Läppwerkzeuges oder der Nadel in
der V-Nut in Längsrichtung wird eingestellt und der Schwenkkopf derart eingeschwenkt,
daß das Gummirad 20 den Schaft 22 berührt. Vorzugsweise ist der Werkstückhalter
mit einem Anschlag 2q., welcher einstellbar sein möge, versehen, welcher von dem
von, der Schleifscheibe wegzeigenden Ende der Nadel oder des Läppwerkzeuges berührt
wird, wodurch die Längslage von Läppwerkzeug oder Nadel festgelegt wird. Wenn der
Motor läuft, wird die Schleifscheibe angetrieben:; weiterhin wird das Läppwerkzeug
oder die Nadel in der V-Nut durch den Reibradantrieb des Rades 2o gedreht. Durch
die Abrundung des Rades wird das Gummirad einen befriedigenden Antrieb über einen
weiten Winkelbereich ermöglichen.
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Vorzugsweise wird der Werkzeughalter in der. Nähe des V-Nut-Blockes,
jedoch in Richtung der Schleifscheibe mit einer Bohrung versehen.. Diese Bohrung
ist für die Aufnahme eines Halters für ein Diamantwerkzeug vorgesehen, welcher die
Schmirgelscheibe nach Gebrauch abziehen soll.
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Bedingt durch die Tatsache, daß der Schaft des Werkstückes zum großen
Teil, in. manchen Fällen vollständig, gegen die gehärtete V-Nut des Blockes gepreß-t
wird und dadurch, daß er während des Schleifvorganges gedreht wird, wird ein hoher
Grad von Genauigkeit und Konzentrizität erreicht.
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Irgendeine der vorgesehenen: Verstellmöglichkeiten kann natürlich
mit passenden Feinei.nstellskalen versehen `verden, wie es ini der Feinmechanik
üblich ist.
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Die Form des Anschlages, wie sie abgebildet ist, ist eine vorgezogene
Form, weil sie eine Verstellbarkeit zum Ausschalten des Verschleißes ermöglicht.
Wie zu ersehen ist, hat der Anschlag eine zylindrische Form und eine gehärtete Stirnfläche
24.a. Der Anschlag wird durch ein Tragstück derart am Block gehalten, daß er in
der Mittelebene der V-Nut liegt. Dieses Tragstück ist mit einer Bohrung 26 versehen,
dessen Achse parallel oder fast parallel zum Boden der V-Nut ist, wobei es bei 27
von seiner äußersten Kante bis zur Bohrung geschlitzt ist.
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Eine Spannschraube 28 od. dgl. wird am äußeren Ende des Tragstückes
angebracht, um die beiden freien Enden zu beiden Seiten. des Schlitzes nach Art
einer Rohrschelle zusammenzuziehen. Der Anschlag 24. wird in die Bohrung 26 so eingesteckt,
daß seine gehärtete Stirnfläche zum Werkstück weist. Es ist ohne weiteres einzusehen,
daß durch Lösen der Schraube 28 die Lage des Anschlages in Längsrichtung
im
Tragarm verstellt werden kann. Weiterhin kann der Anschlag auch um seine eigens
Achse gedreht werden. Die Stirnfläche 24.a ist groß im Verhältnis zu den in. der
Maschine zu schleifenden Nadeln oder Läppwerkzeugen. Die ganze Anordnung ermöglicht
eine leichte Einstellung des Anschlages, so daß, das hintere Ende des zu schleifenden
Läppwerkzeuges oder der Nadel außermittig gegen die gehärtete Stirnfläche 24a stößt.
Es ist also einfach, den Anschlag in die Lage zu verstellen und. festzuspannen,
in welcher er genau seine Funktion erfüllt. Wenn, nach einer gewissen Schleifzeit
die gehärtete Fläche 24a eine nicht mehr zulässige Abnutzung auf dem kleinen Fläches:tück,
wo es mit dem Werkstück in Berührung gekommen ist, zeigt, kann die Spannschraube
28 gelöst und der Anschlag eo weit gedreht werden, daß ein anderer Teil der Fläche
zum Tragen kommt, worauf die, Spannschraube wiederangezogen werden kann.