DE9105865U1

DE9105865U1 - Machine for surface grinding of sealing surfaces on cylinder heads and engine blocks of combustion engines

Info

Publication number: DE9105865U1
Application number: DE9105865U
Authority: DE
Original assignee: Ludwig Hunger Werkzeug- und Maschinenfabrik 8000 Muenchen De GmbH
Current assignee: Ludwig Hunger Werkzeug- und Maschinenfabrik 8000 Muenchen De GmbH
Priority date: 1991-05-11
Filing date: 1991-05-11
Publication date: 1991-08-14
Anticipated expiration: 2001-05-12

Description

Anmelder: Ludwig HungerApplicant: Ludwig Hunger

Werkzeug- und Maschinenfabrik GmbH
Gräfelfingerstr. 176
8000 - München 70Tool and Machine Factory GmbH
Gräfelfingerstr. 176
8000 - Munich 70

BeschreibungDescription

Maschine zum Planschleifen der Dichtflächen an Zylinderköpfen und MotorblöckenMachine for surface grinding of sealing surfaces on cylinder heads and engine blocks

von Verbrennungsmotorenof combustion engines

Stand der TechnikState of the art

Zum Planschleifen der Dichtflächen an Zylinderköpfen und Motorblöcken von Verbrennungsmotoren werden Maschinen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art verwendet, bei denen als Schleifwerkzeug eine Segmentschleifscheibe vorgesehen ist, die um eine senkrecht zum Maschinentisch verlaufende Drehachse umläuft. Die die Segmentschleifscheibe tragende Schleifspindel ist über dem Maschinentisch am Querarm eines Maschinenständers angeordnet. Die Vorschubbewegung erfolgt durch Verschwenken des Querarms oder durch Verfahren des Maschinentisches.For surface grinding of the sealing surfaces on cylinder heads and engine blocks of internal combustion engines, machines of the type specified in the preamble of claim 1 are used, in which a segment grinding wheel is provided as the grinding tool, which rotates around an axis of rotation running perpendicular to the machine table. The grinding spindle carrying the segment grinding wheel is arranged above the machine table on the cross arm of a machine stand. The feed movement takes place by pivoting the cross arm or by moving the machine table.

Da die Segmentschleifscheibe mit dem Zylinderkopf bzw. Motorblock über dessen gesamte Breite in Eingriff kommt, also die Berührungsfläche zwischen Schleifwerkzeung und Werkstück verhältnismäßig groß ist, müssen die Schleifspindel und der Schleifspindelantrieb entsprechend groß dimensioniert werden. Beim Planschleifen der in modernen Verbrennungsmotoren eingesetzten Zylinderköpfe aus Aluminiumlegierung ist die Standzeit der Segmentschleifscheibe begrenzt, da die Aluminiumlegierung die Schleifsegmente verhältnismäßig rasch verstopft und daher häufig abgerichtet werden muß. Bei den herkömlichen Zylinderkopf-Planschleifmaschinen kann daher an der Segmentschleifscheibe ein Fräswerkzeug angebracht werden, mit dem Zylinderköpfe aus Aluminiumlegierung plangefräst werden können. Da zum Fräsen eine niedrigere Schnittgeschwindigkeit erforderlich ist, muß die Drehzahl des Antriebsmotors umschaltbar sein.Since the segment grinding wheel engages with the cylinder head or engine block over its entire width, meaning that the contact area between the grinding tool and the workpiece is relatively large, the grinding spindle and the grinding spindle drive must be dimensioned accordingly. When surface grinding the aluminum alloy cylinder heads used in modern combustion engines, the service life of the segment grinding wheel is limited, since the aluminum alloy clogs the grinding segments relatively quickly and therefore has to be dressed frequently. In conventional cylinder head surface grinding machines, a milling tool can therefore be attached to the segment grinding wheel, with which cylinder heads made of aluminum alloy can be surface milled. Since a lower cutting speed is required for milling, the speed of the drive motor must be switchable.

AufgabeTask

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte Maschine zu schaffen, mit der die Dichtflächen an den Zylinderköpfen und Motorblöcken, insbesondere die Dichtflächen aus Aluminiumlegierung, innerhalb kurzer Zeit mit hoher Genauigkeit plangeschliffen werden können.The invention specified in claim 1 is based on the object of creating a compact machine with which the sealing surfaces on the cylinder heads and engine blocks, in particular the sealing surfaces made of aluminum alloy, can be ground flat within a short time with high precision.

VorteileAdvantages

Da bei der Maschine nach der Erfindung die Berührungsfläche zwischen Schleifband und Werkstück sich im wesentlichen auf eine Linie beschränkt, ist lediglich eine verhältnismäßig geringe Antriebsleistung erforderlich, so daß die Maschine sehr kompakt gebaut werden kann. Trotzdem erzielt man eine hohe Zerspanleistung verbunden mit einer ausgezeichneten Oberflächengüte. Da vom Schleifband die Schleifkörner gleichmäßig mit ihren Spitzen nach oben stehen, wird vom Werkstück ein gleichmäßiger Span abgetragen und der Spanabtrag wird aufgrund der Linienberührung sofort weggeschleudert und kann daher die Zwischenräume zwischen Schleifkörner nicht zuschmieren. Die Zeit zum Überschleifen einer Dichtfläche verringert sich auf wenige Minuten. Da das Schleifband nicht abgerichtet werden muß und eine hohe Standzeit besitzt, verringern sich auch die Nebenzeiten. Die Lagerung der Schleifwalze in einem den Maschinentisch überspannenden portalartigen Gestell sorgt für einen einwandfreien Rundlauf des Schleifbandes. Mit der Maschine nach der Erfindung können somit Dichtflächen aus Aluminiumlegierungen wirtschaftlich plangeschliffen werden, insbesondere auch solche mit eingesetzten Vorkammern aus Stahl.Since the contact surface between the grinding belt and the workpiece is essentially limited to a line in the machine according to the invention, only a relatively low drive power is required, so that the machine can be built very compactly. Despite this, a high cutting performance is achieved combined with an excellent surface quality. Since the grinding grains on the grinding belt are evenly positioned with their tips facing upwards, a uniform chip is removed from the workpiece and the chip is immediately thrown away due to the line contact and therefore cannot clog the gaps between the grinding grains. The time required to grind a sealing surface is reduced to a few minutes. Since the grinding belt does not have to be dressed and has a long service life, the idle times are also reduced. The bearing of the grinding roller in a portal-like frame spanning the machine table ensures that the grinding belt runs perfectly true. The machine according to the invention can thus economically grind sealing surfaces made of aluminum alloys, especially those with inserted steel pre-chambers.

Weiterbildungen der ErfindungFurther developments of the invention

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Der Kurzhub-Oszillationsantrieb nach Anspruch 2 ergibt ein besonders vorteilhaftes Schliffbild.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims. The short-stroke oscillation drive according to claim 2 results in a particularly advantageous grinding pattern.

Die Verfahrbarkeit des die Schleifwalze enthaltenten Gestell entlang seitlich am Maschinentisch vorgesehenen Linearführungen nach Anspruch 3 ermöglicht eine kurze Bauweise und eine leichtgängiges Verfahren des Gestells von Hand. Die Ausgestaltung des Gestells nach Anspruch 4 ermöglicht eine ausbalancierte Lagerung der Schleifwalze samt Antrieb über dem Maschinentisch und zugleich eine leichtgängige Zustellbewegung.The ability of the frame containing the grinding roller to move along linear guides provided on the side of the machine table according to claim 3 enables a short construction and smooth movement of the frame by hand. The design of the frame according to claim 4 enables balanced storage of the grinding roller including drive above the machine table and at the same time a smooth feed movement.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 ermöglicht eine feinfühlige Zustellbewegung, da das Zustellhandrad entsprechend groß dimensioniert werden kann. Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 ergibt eine aufgrund der Kugelbüchsen ein exakte reibungsarme Führung des Gestells.The design according to claim 5 enables a sensitive feed movement, since the feed handwheel can be dimensioned accordingly. The design according to claim 6 results in an exact, low-friction guide of the frame due to the ball bushings.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 gewährleistet eine einwandfreie Befestigung des Schleifbandes. Durch die in die Schleifwalze eingelassene Klemmleiste bleibt die Rotationssymetrie erhalten, so daß keine Unwucht entsteht.The design according to claim 6 ensures that the sanding belt is properly secured. The clamping strip embedded in the sanding roller maintains the rotational symmetry so that no imbalance occurs.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung gezeigt. In der Zeichnung ist mit 1 der Maschinentisch bezeichnet, der von der Deckplatte des Maschinensockels 2 gebildet wird. In Längsrichtung des Maschinentisches sind seitlichAn embodiment of the invention is shown in the drawing. In the drawing, 1 designates the machine table, which is formed by the cover plate of the machine base 2. In the longitudinal direction of the machine table,

Linearführungen in Form von Führungswellen 3 angebracht. Der zwischen den Führungswellen 3 verbleibenden Arbeitsraum nimmt das mit 4 bezeichnete Werkstück, bespielsweise einen Zylinderkopf auf. Das Werkstück wird mit Hilfe von nich näher dargestellten Spannmitteln am Maschinentisch aufgespannt. Auf den Führungswellen 3 ruht ein Gestell 5, das den Maschinentisch 1 portalartig überspannt. Das quaderförmige Gestell 5 umfaßt vier vertikale Säulen 6, die paarweise über den Führungswellen 3 angeordnet und am oberen Ende an einer rechteckigen Deckplatte 7 befestigt sind. Am unteren Ende jeder Säule 6 ist ein Gehäuseblock 8 vorgesehen, der eine Kugelführungsbüche enthält, die auf der entsprechenden Führungswelle sitzt. Die von den Führungswellen und den Kugelbüchsen gebildeten Linearführungen ermöglichen eine leichtgängige Verschiebebewegung des Gestells 5 in Längsrichtung des Maschinentischs. Das quaderförmige Gestell ist normalerweise rundum mit einer Blechabdeckung versehen, die in der Zeichnung weggelassen ist.Linear guides in the form of guide shafts 3 are attached. The work space remaining between the guide shafts 3 accommodates the workpiece designated 4, for example a cylinder head. The workpiece is clamped to the machine table using clamping devices not shown in detail. A frame 5 rests on the guide shafts 3 and spans the machine table 1 like a portal. The cuboid frame 5 comprises four vertical columns 6, which are arranged in pairs above the guide shafts 3 and are attached at the upper end to a rectangular cover plate 7. At the lower end of each column 6 there is a housing block 8, which contains a ball guide bushing that sits on the corresponding guide shaft. The linear guides formed by the guide shafts and the ball bushings enable the frame 5 to move smoothly in the longitudinal direction of the machine table. The cuboid frame is normally provided with a sheet metal cover all around, which is omitted in the drawing.

Zwischen der Deckplatte 7 und den Gehäuseblöcken 8 ist im Gestell eine Tragplatte vorgesehen, die auf den Säulen 6 verschiebbar geführt ist. Unterhalb der Tragplatte befindet sich die Schleifwalze 10, die sich quer zur Längsrichtung über den Maschinentisch erstreckt und deren Drehachse in Lagerböcken 11 gelagert ist, die von der Unterseite der Tragplatte nach unten abstehen. Der Antriebsmotor 12 für die Schleifwalze 10 ist auf der Oberseite der Tragplatte 9 angeordnet. Der Antrieb der Scheifwalze 10 erfolgt über einen Riementrieb.Between the cover plate 7 and the housing blocks 8, a support plate is provided in the frame, which is guided so that it can move on the columns 6. Below the support plate is the grinding roller 10, which extends across the machine table transversely to the longitudinal direction and whose axis of rotation is mounted in bearing blocks 11 that protrude downwards from the underside of the support plate. The drive motor 12 for the grinding roller 10 is arranged on the top side of the support plate 9. The grinding roller 10 is driven by a belt drive.

Die Tragplatte 9 hängt an einer Gewindespindel 13, die in der Deckplatte 7 gelagert ist und durch ein oberhalb der Deckplatte angeordnetes Handrad 14 betätigbar ist. Die Schleifwalze 10 kann somit durch Verdrehen des Handrads 14 zum Werkstück zugestellt werden. Am Handrad ist eine breit gespreizte Zustellskala vorgesehen.The support plate 9 hangs on a threaded spindle 13, which is mounted in the cover plate 7 and can be operated by a handwheel 14 arranged above the cover plate. The grinding roller 10 can thus be fed to the workpiece by turning the handwheel 14. A wide feed scale is provided on the handwheel.

Die Schleifwalze 10 ist vorzugsweise axial verschiebar gelagert, so daß sie mit Hilfe eines Kurzhub-Oszillierantriebs hin und her bewegt werden kann. Zweckmäßigerweise ist ein elektro-mechanischer Oszillierantrieb vorgesehen, dessen auf der Tragplatte 9 angeordneter Antriebsmotor 15 über einen Exzentertrieb die Schleifwalze axial hin und her bewegt.The grinding roller 10 is preferably mounted so that it can be moved axially so that it can be moved back and forth with the help of a short-stroke oscillating drive. An electro-mechanical oscillating drive is expediently provided, the drive motor 15 of which, arranged on the support plate 9, moves the grinding roller axially back and forth via an eccentric drive.

Auf der Umfangsfläche der Schleifwalze 10 ist ein Schleifband 16 angebracht. Zum Festspannen des Schleifbandes auf der Schleifwalze dient vorzugsweise eine nicht näher dargestellte Klemmleiste, in die zunächst die Enden eines vorkonfektionierten Schleifbandes eingespannt werden, worauf die Klemmleiste in einer in der Umfangsfläche derA sanding belt 16 is attached to the peripheral surface of the sanding roller 10. A clamping bar (not shown in detail) is preferably used to clamp the sanding belt onto the sanding roller, into which the ends of a prefabricated sanding belt are first clamped, whereupon the clamping bar is inserted into a recess in the peripheral surface of the

Schleifwalze vorgesehenen Nut mit Schrauben befestigt wird. Beim Anziehen der Schrauben wird die Klemmleiste in die Nut gezwängt und dadurch das Schleifband um die Umfangsfläche der Schleifwalze gespannt. Da die Klemmleiste der Nut angepaßt ist und aus dem gleichen Material wie die Schleifwalze besteht, verursacht diese Art der Befestigung keinerlei Unwucht.The clamping bar is fastened with screws into the groove provided for the grinding roller. When the screws are tightened, the clamping bar is forced into the groove and the grinding belt is thereby stretched around the peripheral surface of the grinding roller. Since the clamping bar is adapted to the groove and is made of the same material as the grinding roller, this type of fastening does not cause any imbalance.

Die Schleifwalze wird vorzugsweise aus einer harten Aluminiumlegierung gefertigt. Zur Erzielung eines geringen Walzengewichts wird die Schleifwalze aus einem Hohlzylinder hergestellt, der an beiden Enden durch Abschlußscheiben geschlossen ist, die auf der Drehachse sitzen. Die Breite der Schleifwalze ist in jedem Falle so bemessen, daß die Dichfläche des zu bearbeitenden Werkstücks über die gesamte Breite überschliffen werden kann.The grinding roller is preferably made of a hard aluminum alloy. To achieve a low roller weight, the grinding roller is made of a hollow cylinder that is closed at both ends by cover plates that sit on the rotation axis. The width of the grinding roller is always dimensioned so that the sealing surface of the workpiece to be processed can be ground over the entire width.

Auf mindestens einer Seite der Schleifwalze ist eine mit entsprechenden Austrittsöffnungen versehenene Kühlmittelzuleitung an der Tragplatte befestigt, so daß die Schleifstelle stets mit Kühlmittel beaufschlagt werden kann, das eine im Maschinensockel untergebrachte Kühlmitteleinrichtung liefert.On at least one side of the grinding roller, a coolant supply line with corresponding outlet openings is attached to the support plate so that the grinding point can always be supplied with coolant, which is supplied by a coolant device housed in the machine base.

Claims

Applicant: Ludwig Hunger Werkzeug- und Maschinenfabrik GmbH Gräfelfingerstr. 176 8000 - Munich 70 Protection claims

1. Machine for surface grinding of sealing surfaces on cylinder heads and engine blocks of internal combustion engines, in which the workpiece to be ground is clamped on a machine table and ground with a grinding tool that can be moved towards the workpiece, which can be set in a circular motion around its axis of rotation by a motor and whose grinding area is larger than the width of the workpiece surface to be ground, whereby the workpiece surface can be machined across its entire width during the feed movement in the longitudinal direction of the machine table,

characterized by

that the grinding tool is designed as a grinding roller (10), on the peripheral surface of which a grinding belt (16) is fastened, and the grinding roller with the axis of rotation lying transversely to the machine table (1) is mounted vertically displaceably in a frame (5) which spans the machine table like a portal.

2. Machine according to claim 1, characterized in that the grinding roller (10) is mounted so as to be axially displaceable and can be moved axially back and forth by a short-stroke oscillating drive.

3. Machine according to claim 1 or 2, characterized in that the frame (5) can be moved on linear guides (3) arranged laterally on the stationary machine table (1).

4. Machine according to one of claims 1 - 3, characterized in that the frame (5) has four vertical columns (6) arranged in a rectangular cross-section, on which a support plate (9) is guided so as to be vertically displaceable, from the underside of which the bearing blocks (11) for the grinding roller (10) protrude and on the top of which the drive motor (12) for the grinding roller is mounted.

5. Machine according to claim 4, characterized in that the support plate (9) is suspended on a threaded spindle (13) which projects downwards from a cover plate (7) arranged at the upper end of the columns (6) and on which a feed handwheel (14) mounted above the cover plate is provided.

6. Machine according to claims 3 and 4, characterized in that a guide shaft (3) is mounted along each side of the machine table (1), two ball bushings are provided on each guide shaft, each of which is housed in a housing block (8) on which one of the frame columns (6) rests.

7. Machine according to one of claims 1 - 6, characterized in that the grinding belt (16) is stretched around the grinding roller (10) by means of a clamping strip which is screwed into an axially extending groove provided in the grinding roller.