EP0500827A1 - Vorrichtung zur bestimmung und kontrolle des vorschubs an einem ventilsitz-bearbeitungsgerät - Google Patents

Vorrichtung zur bestimmung und kontrolle des vorschubs an einem ventilsitz-bearbeitungsgerät

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Publication number
EP0500827A1
EP0500827A1 EP91913846A EP91913846A EP0500827A1 EP 0500827 A1 EP0500827 A1 EP 0500827A1 EP 91913846 A EP91913846 A EP 91913846A EP 91913846 A EP91913846 A EP 91913846A EP 0500827 A1 EP0500827 A1 EP 0500827A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spindle
guide sleeve
sleeve
axial
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91913846A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Italo Minelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minelli AG
Original Assignee
Minelli AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Minelli AG filed Critical Minelli AG
Publication of EP0500827A1 publication Critical patent/EP0500827A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
    • B23C3/02—Milling surfaces of revolution
    • B23C3/05—Finishing valves or valve seats
    • B23C3/051—Reconditioning of valve seats
    • B23C3/053—Reconditioning of valve seats having means for guiding the tool carrying spindle
    • B23C3/055—Reconditioning of valve seats having means for guiding the tool carrying spindle for engines

Definitions

  • Valve seat processing devices are used to unscrew the valve seat rings on cylinder heads of internal combustion engines, so that these seats can be replaced by new valve seat rings which are used after cooling and are given a press fit by the subsequent heating.
  • such devices are used to rework valve seats on cylinder heads in order to achieve their exact fit for the valves or to restore them in the course of revision work.
  • Valve seat processing devices of this type have a swivel ball that can be clamped to the device, through the center of which a guide sleeve runs, in which a spindle that also acts as a guide mandrel is rotatably mounted.
  • the spindle carries a chuck below the guide sleeve, in which a turning tool can be clamped at an oblique angle to the spindle axis.
  • This rotary steel has for turning the Ven ⁇ tilsitzringe a cutting edge, for finishing the Valve seats in the valve seat rings preferably three cutting edges which are at certain angles to one another.
  • the spindle is inserted from the side of the valve seat into the valve guide of the valve seat to be machined and is optimally centered therein, for which purpose some devices are equipped with an automatic centering device.
  • the swivel position of the guide mandrel or of the spindle is secured by the swivel ball being clamped in the device.
  • the machining is now carried out by rotating the guide mandrel or the spindle with the turning steel and slowly lowering it in the swivel ball bearing.
  • the turning can be done by hand or by means of a mechanical, electrical, hydraulic or pneumatic drive means.
  • valve seat machining devices have the disadvantage that the machining depth can only be determined with difficulty and is very difficult to maintain from seat to seat. Help is provided, for example, by making a mark on the guide mandrel or on the spindle, which is then observed during machining and is allowed to move downwards by a predetermined amount. Because the feed must thereby be actively monitored and, on the other hand, it is technically possible to exceed the desired feed dimension, this method is fraught with uncertainties. Especially when several valve seats of the same cylinder head must be replaced, there is a risk that is not turned off by one unit ⁇ royal feed Mass. The used afterwards Valve seat rings or the valve seats rotated and reworked therein then vary in height from valve seat to valve seat.
  • a device for determining and controlling the feed on a valve seat machining device which has a clampable, all-round pivotable swivel ball with a guide sleeve in which a spindle acting as a guide pin is rotatably and axially displaceably mounted , wherein below the guide sleeve, a chuck is provided, in which is clamped at an oblique angle to the spindle axis a turning tool, characterized by at Füh ⁇ approximately sleeve moveably held means which the spindle carry axially displaceable and adjusting means for determining and limiting the axial displaceability of the spindle in the direction of feed relative to the guide sleeve.
  • the device therefore enables a reliable determination of the feed, at the same time defining a stop which ensures that the desired feed dimension cannot be overrun. Thanks to this device, several valve seats can be machined with exactly the same feed dimension, so that all combustion chambers experience exactly the same volume increase during machining and do not result in volumes that vary slightly so far. Such varying combustion chamber volumes otherwise have a disadvantageous effect, in particular in modern engines with high compressions and at the same time a small cubic capacity. If the total combustion chamber volume is not allowed to be increased overall, the cylinder head can be ground down by an amount that can be calculated according to the cylinder diameter and the valve diameter of the valves belonging to the machined seats to compensate for the increase in volume.
  • FIG. 1 The valve seat processing device placed on an overturned cylinder head with the device according to the invention seen from the side before the valve seat processing;
  • Figure 2 The device according to the invention on the valve seat processing device in a partial section along the axis of the spindle.
  • FIG. 1 shows the elements of a valve seat processing device that are essential for understanding the invention.
  • a device generally has a housing 27 through which the guide mandrel or the spindle 26 extends.
  • the spindle 26 is rotatably mounted in a guide sleeve 1 and can be axially displaced therein over a certain range.
  • the guide sleeve 1 passes in the interior of the housing 27 centrally through a swivel ball held there between two clamping rings.
  • the spindle 26 can be rotated, displaced vertically and pivoted in relation to the housing 27 in all directions over a certain range.
  • the spindle 26 has a chuck 28 with a fastening screw 29, in which a turning tool 30 can be clamped at an oblique angle to the axis of the spindle 26.
  • the height of the housing 27 is seated on a bearing block (not shown) belonging to the device, which in turn has a magnet for 31.
  • the cylinder head 33 to be machined is first overturned, so that the valve openings come to rest on top.
  • the cylinder head 33 is clamped in this position on a processing station.
  • the magnetic chuck 32 is clamped onto the cylinder head 33 in such a position with the cylinder head 33 that its surface assumes an identical position relative to each valve opening.
  • valve seat processing device is now placed with its magnetic foot 31 on the magnetic clamping plate 32 with respect to the valve opening to be processed, its spindle 26 acting as a guide mandrel being inserted into the valve guide 34.
  • the height of the turning tool 30 is adjusted by means of the adjusting screw 35 such that it comes to lie approximately one millimeter above the surface to be machined, as shown in FIG. 1.
  • the spindle 26 is now centered in the valve guide 34.
  • the play of the deliberately somewhat smaller dome is measured electronically over two intersecting directions and the mandrel is then moved into the calculated centering position by means of servomotors.
  • centering is carried out by selecting a dome that is as free of play as possible.
  • the guide sleeve 1 is clamped in the device by the clamping rings of the swivel ball clamping the latter and thus holding the guide sleeve 1 firmly in place. In this situation the device is in fi gur 1 shown.
  • the size of the feed can now be determined, which also defines the end of the feed.
  • the device has the device according to the invention for determining and checking the feed, which sits above the housing 27 of the device on the spindle, which at the same time acts as a guide pin.
  • a scale 36 belongs to this device, which is attached to a thickening of the guide sleeve 1.
  • the lower end of the thickening has a radially outwardly projecting edge 37, the upper side of which is intended to act as a stop.
  • a vernier ring 6 with a scale which is engraved along its outer circumference is placed over the thickening.
  • a setting sleeve 5 designed as a coupling sleeve with a knurled grip circumference is slipped over the vernier ring 6 and rotating therewith, and the feed nut 7, which can be rotated relative to the setting sleeve 5, can be seen above this setting sleeve 5.
  • the feed nut 7 which can be rotated relative to the setting sleeve 5
  • the feed nut 7 can be clamped with the adjusting sleeve 5.
  • the feed nut 7 is rotated, as a result of which the spindle lowers. It is rotated until the turning tool 30 touches the surface to be machined on the spindle 26. This is the reference position of the turning tool 30.
  • the adjusting sleeve 5 After loosening the retaining screws 15, the adjusting sleeve 5 is rotated, as a result of which the vernier ring 6 moves in the axial direction while rotating.
  • a desired feed dimension can be set by reading from the lower edge of the ring 6 on the scale 36 on the thickening of the guide sleeve 1.
  • the circumference of the vernier ring 6 has a scale from 1 to 100, the vernier ring 6 moving in the axial direction by one millimeter during a full revolution. The axial position can therefore be determined to within a hundredth of a millimeter.
  • a valve seat for a valve seat ring with a thickness of 5.2 mm is to be turned out, this dimension of 5.2 mm must be set on the scale 36.
  • the machining can now begin by turning the spindle 26 with the turning tool 30 as a spindle and the machining operation is continued with the turning tool 30 until the vernier ring 6 at the top of the lower edge 37 of the thickening finds a stop on the guide sleeve 1. If one does not know the thickness of a valve seat ring to be fitted, After the turning tool 30 is in contact with the surface to be machined and the feed device is presented as in FIG.
  • the outside of the valve seat ring simply contacts the thickening 1 of the guide sleeve 1 between the upper side of the lower edge 37 and the lower edge of the vernier ring 6 are held.
  • the adjusting screw 5 is then turned until the valve seat ring is clamped between the lower edge of the vernier ring 6 and the upper side of the lower edge 37 of the thickening 1 of the guide sleeve 1.
  • the retaining screws 15 are tightened and the valve seat ring is pulled out of the jam.
  • the correct size is now set and fixed.
  • FIG. 2 shows the interior of the feed device in a partial section along the axis of the spindle 26.
  • the spindle 26 passes through the housing 27 of the processing device. It is rotatably and axially displaceably mounted in a guide sleeve 1.
  • This guide sleeve 1 is firmly seated in the swivel ball 17, which is mounted between two clamping rings 18, 19 and can be clamped between them.
  • an O-ring 20 is inserted into the inside of the guide sleeve 1 so that the lubricant does not run out and no dust can penetrate between the spindle 26 and the guide sleeve 1.
  • the swivel ball 17 can be braced against the upper housing plate by turning the clamping ring 14, the upper clamping ring 19 then being pressed against the bottom.
  • the actual device for determining and checking the feed begins towards the top with a thickening 1 of the guide sleeve 1, which has an edge 37 at the lower end.
  • the upper end of the guide sleeve 1 is given by the upper end of the thickening.
  • this thickening has a thread on the outside, onto which a threaded sleeve 3 with an internal and external thread is screwed.
  • On the top of the guide sleeve there are several axial blind holes 38 into which standard compression springs 21 are inserted.
  • These standard compression springs 21 act on a threaded ring 2, which is screwed into the inside of the threaded sleeve 3 from above. This threaded ring 2 is secured against rotation with respect to the guide sleeve 1 by means of an axial bolt which cannot be seen.
  • the purpose of these standard compression springs 21 is to avoid any play in the threaded connection between the guide sleeve 1 and the threaded sleeve 3, in that the thread is always under spring load. At the point to the right of the section of the threaded ring 2 in FIG.
  • the spindle is tapered to a smaller diameter and an adapter 12 in the form of a sleeve sits on its upper end, which is screwed onto the spindle 26 by means of a hexagon screw 16.
  • a screw 39 is screwed into the adapter 12, which rests on a chamfered point 40 of the spindle 26, whereby the torque can be transmitted from the adapter to the spindle 26.
  • the adapter has a radially projecting cam 13 on its outside, which in turn serves to transmit the torque from a drive means to the adapter 12.
  • the feed nut 7, which is knurled on the outside, is screwed onto the threaded sleeve 3 from above and secured thereon by means of a special glue.
  • an intermediate ring 10 is also clamped, which serves for the axial transmission of force to the spindle 26.
  • Axial bearings in the form of axial needle cages 22 are arranged above and below the intermediate ring 10. The lower one lies on the axial disk 23, which in turn rests on a shoulder formed by a taper on the spindle 26 and rotates with it.
  • the axial bearing above the intermediate ring 10 is acted upon by an axial disk 24 which closes at the top and also rotates with the spindle 26 and on which finally there is a resilient cover disk 11 and a compensating disk 25, so that the axial bearings 22 because of the fastening of the adapter 12 by means of the screw 16 are always loaded by a spring force.
  • the thread acts between the threaded sleeve 3 and the guide sleeve 1 when the guide sleeve 1 is tensioned, as a result of which the feed nut 7 with all the parts connected to it moves downward, for example.
  • the spindle 26 does not have to rotate.
  • the adjusting sleeve 5 is designed as a union sleeve and hangs with its upper inner edge in the secant grooves on the outer circumference of a plurality of bushes 8 distributed over the circumference, which in turn are axially attached by means of cylinder retaining screws 15 with a hexagon socket on the underside the feed nut 7 hang.
  • cylinder retaining screws 15 By tightening the cylinder retaining screws 15 using an Allen key, the bushes 8 are pulled in the axial direction against the feed nut 7, as a result of which the adjusting sleeve 5 is clamped against the feed nut 7.
  • the adjusting sleeve 5 is also provided with knurling.
  • a fastening ring 4 is screwed onto the outside of the threaded sleeve 3, from which a pin 41 protrudes in the radial direction at the top.
  • This pin .1 protrudes into a groove (not shown) which runs axially in the inside of the adjusting sleeve 5. If the adjusting sleeve 5 is rotated in the released state, it takes the pin 41 and thus the fastening ring 4 with it, which moves correspondingly up or down as a result of the thread connection with the threaded sleeve 3 relative to that and the guide sleeve 1.
  • a vernier ring 6 is screwed onto the threaded sleeve 3, which is secured in its rotational position relative to the fastening ring 4 by a grub screw passing radially through the fastening ring 4, which acts on the vernier ring 6 from the outside.
  • This grub screw is used to reset the scales during assembly.
  • the vernier ring 6 has a scale from 1 to 100, which extends around its circumference.
  • the external thread of the threaded sleeve 3 has such a pitch that one revolution of the vernier ring 6 rotating with it makes a feed of one millimeter. In the axial direction, a millimeter scale is then attached to the thickening 1 of the guide sleeve 1, which can be read at the lower edge of the vernier ring 6.
  • the adjusting sleeve 5 When the screws 15 are loosened, the adjusting sleeve 5 is rotated, which thereby maintains its vertical position, but takes along the fastening ring 4 via the pin 41, which moves because of the threaded connection with the threaded sleeve 3 upwards or downwards relative to the latter.
  • the nonius ring 6 is fastened to the fastening ring 4, which therefore also rotates and is correspondingly moved up or down.
  • the vernier ring 6 can be adjusted by turning the adjusting sleeve 5.
  • the distance between its lower edge and the top of the edge 37 on the thickening 1 of the guide sleeve defines the extent of the possible downward feed. This measure can be read from the thickening 1 using the scale attached there.
  • the vernier ring 6 has a scale of 1 to 100 around its circumference and a full revolution makes a vertical movement of one millimeter, the feed dimension can be adjusted to a hundredth of a millimeter. Finally, at the end of the adjustment work for the feed, the cylinder retaining screws 15 are tightened, after which the valve seat processing device is ready for processing.

Landscapes

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Description

Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle des Vorschubs an einem Ventilsitz-Bearbeitunσsgerät
Ventilsitz-Bearbeitungsgeräte dienen zum Ausdrehen der Ventilsitzringe an Zylinderköpfen von Verbrennungsmotoren, damit diese Sitze durch neue Ventilsitzringe ersetzt werden können, die nach einer Abkühlung eingesetzt werden und durch die anschliessende Erwärmung einen Presεitz erhalten. Andrer¬ seits dienen solche Geräte zur Nachbearbeitung von Ventilsit¬ zen an Zylinderköpfen, um deren Passgenauigkeit für die Ven¬ tile zu erreichen oder im Zuge von Revisionsarbeiten wieder herzustellen. Solche Ventilsitz-Bearbeitungsgeräte weisen eine zum Gerät verspannbare Schwenkkugel, durch deren Zentrum eine Führungshülse verläuft, in der eine gleichzeitig als Führungsdorn wirkende Spindel drehbar gelagert ist. Bei ent¬ spannter Schwenkkugel ist der Führungdorn mit Führungshülse und Schwenkkugel bezüglich des Gerätes allseitig schwenkbar. Die Spindel trägt unterhalb der Führungshülse ein Spannfut¬ ter, in dem schiefwinklig zur Spindelachse ein Drehstahl ein¬ spannbar ist. Dieser Drehstahl weist zum Ausdrehen der Ven¬ tilsitzringe eine Schneidkante auf, zur Nachbearbeitung der Ventilsitze in den Ventilsitzringen vorzugsweise drei in be¬ stimmten Winkeln zueinander stehende Schneidkanten. Die Spin¬ del wird von der Seite des Ventilsitzes her in die Ventilfüh¬ rung des zu bearbeitenden Ventilsitzes eingeführt und wird darin optimal zentriert, wozu einige Geiäte mit einer automa¬ tischen Zentriervorrichtung ausgerüstet sind. Sobald die Zen¬ trierung abgeschlossen ist, wird die Schwenklage des Füh- rungsdorns beziehungsweise der Spindel gesichert, indem die Schwenkkugel im Gerät verspannt wird. Die Bearbeitung erfolgt nun, indem der Führungsdorn oder die Spindel mit dem Dreh¬ stahl in Drehung versetzt und in der Schwenkkugel-Lagerung langsam abgesenkt wird. Das Drehen kann von Hand oder mittels eines mechanischen, elektrischen, hydraulischen oder pneuma¬ tischen Antriebsmittels erfolgen.
Herkömmliche Ventilsitz-Bearbeitungsgeräte weisen den Nach¬ teil auf, dass die Bearbeitungstiefe nur schwierig bestimmbar ist und von Sitz zu Sitz sehr schwierig einzuhalten ist. Man behilft sich zum Beispiel, indem am Führungsdorn beziehungs¬ weise an der Spindel eine Markierung angebracht wird, die dann beim Bearbeiten beobachtet wird und sich um ein vorbe¬ stimmtes Mass nach abwärts bewegen darf. Weil der Vorschub dadurch aktiv überwacht werden muss und es andrerseits tech¬ nisch möglich ist, das gewünschte Vorschubmass zu überschrei¬ ten, ist diese Methode mit Unsicherheiten behaftet. Vorallem, wenn mehrere Ventilsitze des gleichen Zylinderkopfes erneuert werden müssen, besteht die Gefahr, dass nicht um ein einheit¬ liches Vorschubmass abgedreht wird. Die hernach eingesetzen Ventilsitzringe oder die in sie gedrehten und nachbearbeite¬ ten Ventilsitze variieren dann in ihrer Höhe von Ventilsitz zu Ventilsitz. Das beeinflusst das Brennkammervolumen der entsprechenden Zylinder und deren Kompressionswerte. Je klei¬ ner das Brennvolumen und je höher die vorgegebenen Kom¬ pressionswerte sind, umso gravierender wirkt sich der abso¬ lute Fehler einer Ventilsitzhöhe aus. Ein unrunder Leerlauf des Motors und allgemein unterschiedliche Beanspruchungen der Motorteile in den einzelnen Zylindern sind die Folge.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle des Vorschubs an ei¬ nem Ventilsitz-Bearbeitungsgerät zu schaffen, welche diese Nachteile vermeidet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Er¬ findung, eine solche Vorrichtung zu schaffen, mittels der es möglich ist, das Mass des Vorschubs genau vorzubestimmten und dessen Ende so zu definieren, dass es im Zuge der Bearbeitung nicht überschreitbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst von einer Vorrichtung zur Bestim¬ mung und Kontrolle des Vorschubs an einem Ventilsitz-Bearbei¬ tungsgerät, das eine verspannbare, allseitig schwenkbare Schwenkkugel mit Führungshülse aufweist, in der eine als Füh¬ rungsdorn wirkende Spindel drehbar und axial verschiebbar ge¬ lagert ist, wobei unterhalb der Führungshülse ein Spannfutter vorhanden ist, in das schiefwinklig zur Spindelachse ein Drehstahl einspannbar ist, gekennzeichnet durch an der Füh¬ rungshülse beweglich gehaltene Mittel, welche die Spindel axial verschiebbar tragen sowie Einstellmittel zum Bestimmen und Begrenzen der axialen Verschiebbarkeit der Spindel in Vorschubrichtung gegenüber der Führungshülse.
Die Vorrichtung ermöglicht daher ein sicheres Bestimmen des Vorschubes, wobei gleichzeitig ein Anschlag festgelegt wird, der sicherstellt, dass das gewünschte Vorschubmass nicht überfahren werden kann. Dank dieser Vorrichtung können meh¬ rere Ventilsitze mit exakt demselben Vorschubmass bearbeitet werden, sodass bei der Bearbeitung alle Brennkammern die ge¬ nau gleiche Volumenvergrösserung erfahren und nicht wie bis¬ her leicht varierende Voluminas die Folge sind. Solche variierenden Brennkammervoluminas wirken sich sonst insbeson¬ dere bei modernen Motoren mit hohen Kompressionen bei gleich¬ zeitig geringem Hubraum nachteilig aus. Dürfen die Brennkammervolumen darüberh ..aus insgesamt nicht vergrössert werden, so kann der Zylinderkopf um ein Mass abgeschliffen werden, das entsprechend dem Zylinderdurchmesser und dem Ven¬ tildurchmesser der zu den bearbeiteten Sitzen gehörigen Ven¬ tile zur Kompensation der Volumenvergrösserung berechnet wer¬ den kann.
In den Zeichnungen wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert dargestellt, in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und die Funktion der einzelnen Teile erklärt. Es zeigt :
Figur 1 : Das auf einen gestürzten Zylinderkopf aufge¬ setzte Ventilsitz-Bearbeitungsgerät mit der erfindungsgemässen Vorrichtung von der Seite her gesehen vor der Ventilsitz-Bearbeitung;
Figur 2 : Die erfindungsgemässe Vorrichtung am Ventil¬ sitz-Bearbeitungsgerät in einem Teilschnitt längs der Achse der Spindel.
Die Figur 1 zeigt die zum Verständnis der Erfindung wesentli¬ chen Elemente eines Ventilsitz-Bearbeitungsgerätes. Ein sol¬ ches Gerät hat im allgemeinen ein Gehäuse 27, durch das der Führungsdorn oder die Spindel 26 verläuft. Die Spindel 26 ist in einer Führungshülse 1 drehbar gelagert und darin über einen gewissen Bereich axial verschiebbar. Die Führungshülse 1 geht im Inneren des Gehäuses 27 mittig durch eine dort zwi¬ schen zwei Klemmringen verspannbar gehaltene Schwenkkugel. Die Spindel 26 ist durch diese Lagerung drehbar, vertikal verschiebbar und in bezug auf das Gehäuse 27 in allen Rich¬ tungen über einen gewissen Bereich schwenkbar. Unterhalb der Führungshülse 1 weist die Spindel 26 ein Spannfutter 28 mit einer Befestigungsschraube 29 auf, in welches ein Drehstahl 30 schiefwinklig zur Achse der Spindel 26 einspannbar ist. Das Gehäuse 27 sitzt höhenverstellbar auf einem nicht darge¬ stellten, zum Gerät gehörigen Lagerbock, welcher seinerseits einen Magne fuεs 31 aufweist. Zur Vornahme einer Bearbeitung wird erst der zu bearbeitende Zylinderkopf 33 gestürzt, so- dass die Ventilöffnungen oben zu liegen kommen. Auf einem Bearbeitungsplatz wird der Zylinderkopf 33 in dieser Lage verspannt. Danach wird die Magnetspannplatte 32 in ber g auf den Zylinderkopf 33 in einer solchen Lage mit dem Zylin¬ derkopf 33 verspannt, dass ihre Oberfläche relativ zu jeder Ventilöffnung eine identische Lage einnimmt. Nun wird das Ventilsitz-Bearbeitungsgerät gegenüber der zu bearbeitenden Ventilöffnung mit seinem Magnetfuss 31 auf die Magnetspann¬ platte 32 aufgesetzt, wobei seine als Führungsdorn wirkende Spindel 26 in die Ventilführung 34 eingeführt wird. Mittels der Stellschraube 35 wird die Höhe des Drehstahls 30 so ein¬ gestellt, dass er etwa einen Millimeter über der zu bearbei¬ tenden Fläche zu liegen kommt, wie das in der Figur 1 gezeigt ist. Durch Schliessen eines Stromkreises wird der Magentfuss
31 mittels Magnetkraft unverrückbar auf der Magnetspannplatte
32 festgehalten. Jetzt wird die Spindel 26 in der Ventilfüh¬ rung 34 zentriert. Bei Geräten mit einer automatischen Zentriervorrichtung wird das Spiel des bewusst etwas kleiner gewählten Doms über zwei sich kreuzende Richtungen elektro¬ nisch vermessen und der Dorn wird dann mittels Servomotoren in die errechnete Zentrierposition gefahren. Bei Geräten ohne automatische Zentriervorrichtung erfolgt eine Zentrierung durch die Wahl eines möglichst spielfrei passenden Doms. Nach erfolgter Zentrierung wird die Führungshülse 1 im Gerät verspannt, indem die Klemmringe der Schwenkkugel diese festklemmen und die Führungshülse 1 so in ihrer Lage unver¬ rückbar festhalten. In dieser Situation ist das Gerät in Fi- gur 1 dargestellt. Bevor die Bearbeitung in Angriff genommen wird, kann jetzt das Mass des Vorschubes festgelegt werden, womit gleichzeitig das Ende des Vorschubes definiert wird. Hierzu weist das Gerät die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle des Vorschubs auf, die oberhalb des Gehäuses 27 des Gerät auf der Spindel sitzt, welche ja gleichzeitig als Führungsdorn wirkt. Von aussen gesehen ge¬ hört zu dieser Vorrichtung eine Skala 36, die auf einer Ver¬ dickung der Führungshülse 1 angebracht ist. Das untere Ende der Verdickung weist einen radial nach aussen abstehenden Rand 37 auf, dessen Oberseite als Anschlag zu wirken bestimmt ist. Ueber die Verdickung gestülpt ist ein Noniusring 6 mit einer Skala, die längs seines äusseren Umfanges eingraviert ist. Ueber den Noniusring 6 und mit diesem mitdrehend ist eine als Ueberwurfhülse gestaltete Einstellmuffe 5 mit gerän¬ deltem Griff-Umfang gestülpt, und über dieser Einstellmuffe 5 ist die Vorschubmutter 7 zu erkennen, die gegenüber der Einstellmuffe 5 verdrehbar ist. Schliesslich erkennt man noch eine der auf der Oberseite der Vorschubmutter 7 um deren Um¬ fang verteilt angeordneten, axial wirkenden Zylinder- Haiteschrauben 15 mit Innensechskant, mittels derer die Vor¬ schubmutter 7 mit der Einstellmuffe 5 verspannbar ist. Auf dem oberen Ende der Spindel 26 sitzt schliesslich ein Adapter 12 mit seitlichem Nocken 13, über den eine Antriebshülse mit Axial-Innennut gestülpt werden kann, um die als Führungsdorn wirkende Spindel für die Bearbeitung in Drehung zu versetzen. Im folgenden wird die Bedienung der Vorrichtung erläutert, wonach dann anhand von Figur 2 deren technischer Aufbau er¬ läutert wird. Von in der Figur 1 gezeigten Lage ausgehend wird die Vorschubmutter 7 gedreht, wodurch sich die Spindel absenkt. Sie wird soweit gedreht, bis der Drehstahl 30 an der Spindel 26 die zu bearbeitende Fläche berührt. Dieses ist die Referenzposition des Drehstahls 30. Nach dem Lösen der Hal¬ teschrauben 15 wird die Einstellmuffe 5 verdreht, wodurch der Noniusring 6 unter Mitdrehung sich in axialer Richtung be¬ wegt. Durch Ablesung am unteren Rand des Noniuεrings 6 an der Skala 36 auf der Verdickung der Führungshülse 1 kann ein ge¬ wünschtes Vorschubmass eingestellt werden. Der Noniusring 6 hat über seinen Umfang eine Skala von 1 bis 100, wobei sich der Noniusring 6 bei einer vollen Umdrehung um einen Milli¬ meter in axialer Richtung bewegt. Die axiale Position kann daher auf einen Hundertstel-Millimeter genau bestimmt werden. Wenn das Vorschubmass eingestellt ist, werden die Hal¬ teschrauben 15 festgezogen, sodass die Vorschubmutter 7 mit der Einstellschraube 5 verspannt wird. Soll bespielsweise ein Ventilsitz für einen Ventilεitzring der Dicke 5,2 mm ausge¬ dreht werden, so muss eben dieses Mass von 5,2 mm an der Skala 36 eingestellt werden. Die Bearbeitung kann jetzt beginnen, indem die Spindel 26 mit dem Drehstahl 30 als Spin¬ del in Drehung versetzt wird und die spanabhebende Bearbei¬ tung mit dem Drehstahl 30 fortgesetzt wird, bis der Nonius¬ ring 6 an der Oberseite des unteren Randes 37 der Verdickung an der Führungshülse 1 einen Anschlag findet. Weiss man die Dicke eines einzupasεenden Ventilεitzringes nicht, so kann, nachdem der Drehstahl 30 auf der zu bearbeitenden Fläche an¬ steht und die Vorschub-Vorrichtung sich wie in Figur 1 prä¬ sentiert, der Ventilsitzring einfach mit seiner Aussenseite an die Verdickung 1 der Führungshülse 1 zwischen der Ober¬ seite des unteren Randes 37 und dem unteren Rand des Noni- usrings 6 gehalten werden. Hernach wird die Einstellschraube 5 gedreht, bis der Ventilsitzring zwischen dem unteren Rand des Noniusrings 6 und der Oberseite des unteren Randes 37 der Verdickung 1 der Führungshülse 1 eingeklemmt wird. Dann wer¬ den die Halteschrauben 15 festgezogen und der Ventilsitzring aus der Verklemmung gezogen. Damit ist das richtige Mass eingestellt und fixiert.
Die Figur 2 zeigt das Innenleben der Vorschub-Vorrichtung in einem Teilschnitt längs der Achse der Spindel 26. Wie er¬ sichtlich durchsetzt die Spindel 26 das Gehäuse 27 des Bear¬ beitungsgerätes. Sie ist in einer Führungshülse 1 dreh- und axial verschiebbar gelagert. Diese Führungshülse 1 sitzt fest in der Schwenkkugel 17, welche zwischen zwei Klemmringen 18,19 gelagert und zwischen diesen verspannbar ist. Unten ist in die Innenseite der Führungshülse 1 ein O-Ring 20 einge¬ legt, damit das Schmiermittel nicht ausläuft und kein Staub zwischen Spindel 26 und Führungshülse 1 eindringen kann. Die Schwenkkugel 17 kann mittels Verdrehen des Spannringes 14 ge¬ genüber der oberen Gehäuseplatte verspannt werden, wobei dann der obere Klemmring 19 gegen unten gepresst wird. Die eigent¬ liche Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle des Vorschubs beginnt gegen oben mit einer Verdickung 1 der Führungshülse 1, die am unteren Ende einen Rand 37 aufweist. Das obere Ende der Führungshülse 1 ist durch das obere Ende der Verdickung gegeben. Im oberen Bereich weist diese Verdickung aussen ein Gewinde auf, auf das eine Gewindehülse 3 mit Innen- und Aus¬ sengewinde aufgeschraubt ist. Auf der Oberseite der Führungs¬ hülse sind mehrere axiale Sacklöcher 38 vorhanden ist, in die Normdruckfedern 21 eingelegt sind. Diese Normdruckfedern 21 beaufschlagen einen Gewindering 2, welcher von oben in das Innere der Gewindehülse 3 eingeschraubt ist. Mittels eines nicht einsehbaren Axialbolzens ist dieser Gewindering 2 ge¬ genüber der Führungshülse 1 gegen Verdrehung gesichert. Der Sinn dieser Normdruckfedern 21 ist es, ein allfälliges Spiel in der Gewindeverbindung zwischen Führungshülse 1 und Gewin¬ dehülse 3 zu vermeiden, indem das Gewinde stets unter Feder¬ belastung steht. An der Stelle rechts neben dem Schnitt des Gewinderinges 2 in der Figur 2 ist die Spindel auf einen kleineren Durchmesser verjüngt und auf ihrem oberen Ende sitzt ein Adapter 12 in Form einer Hülse, der auf der Spindel 26 mittels einer Sechskantschraube 16 festgeschraubt ist. Ra¬ dial in den Adapter 12 ist eine Schraube 39 eingeschraubt, die auf einer angefasten stelle 40 der Spindel 26 ruht, wo¬ durch das Drehmoment vom Adapter auf die Spindel 26 übertrag¬ bar ist. Der Adapter weist auf seiner Aussenseite einen ra¬ dial abstehenden Nocken 13 auf, der wiederum zur Uebertragung des Drehmomentes von einem Antriebsmittel auf den Adapter 12 dient. Von oben auf die Gewindehülse 3 aufgeschraubt und mit¬ tels eines speziellen Leimes darauf gesichert ist die Vor¬ schubmutter 7, die aussen mit einer Rändelung versehen ist. Zwischen ihr und der Gewindehülse 3 ist ausserdem ein Zwi¬ schenring 10 festgeklemmt, der zur axialen Kraftübertragung auf die Spindel 26 dient. Ober- und unterhalb des Zwischen¬ rings 10 sind Axiallager in Form von Axial-Nadelkäfigen 22 angeordnet. Das untere liegt auf der Axialscheibe 23, welche ihrerseits auf einer durch eine Verjüngung an der Spindel 26 gebildeten Schulter aufliegt und mit dieser mitdreht. Das Axiallager oberhalb des Zwischenrings 10 wird von einer oben abschliessenden, ebenfalls mit der Spindel 26 mitdrehenden Axialscheibe 24 beaufschlagt, auf der schliesslich eine fe¬ dernde Abdeckscheibe 11 und eine Ausgleichsscheibe 25 liegen, sodass die Axiallager 22 wegen der Befestigung des Adapters 12 mittels der Schraube 16 stets von einer Federkraft bela¬ stet sind. Wird die Vorschubmutter 7 verdreht, so wirkt bei verspannter Führungshülse 1 daε Gewinde zwischen der Gewinde¬ hülse 3 und der Führungshülse 1, wodurch sich die Vorschub¬ mutter 7 mit all den mit ihr verbundenen Teilen zum Beispiel abwärts bewegt. Mit Ausnahme der Führungshülse 1 bewegen sich in diesem Fall alle Teile der Vorrichtung abwärts. Die Spin¬ del 26 muss aber nicht mitdrehen. Die Einstellmuffe 5 ist als Ueberwurfhülse ausgebildet und hängt mit ihrem oberen Innen¬ rand in den Sekantennuten im äusseren Umfang von mehreren über den Umf ng verteilten Büchsen 8, die ihrerseits in axi¬ aler Richtung mittels Zylinder-Halteschrauben 15 mit In- nensechskant an der Unterseite der Vorschubmutter 7 hängen. Durch Festziehen der Zylinder-Halteschrauben 15 mittels Imbus-Schlüssel werden die Büchsen 8 in axialer Richtung ge¬ gen die Vorschubmutter 7 gezogen, wodurch die Einstellmuffe 5 gegen die Vorschubmutter 7 verspannt wird. Auch die Ein¬ stellmuffe 5 ist mit einer Rändelung versehen. Aussen an der Gewindehülse 3 ist ein Befestigungsring 4 aufgeschraubt, aus dem oben in radialer Richtung ein Stift 41 vorsteht. Dieser Stift .1 ragt in eine nicht eingezeichnete, axial in der In¬ nenseite der Einstellmuffe 5 verlaufende Nut. Wird die Ein¬ stellmuffe 5 im gelösten Zustand gedreht, so nimmt sie den Stift 41 und damit den Befestigungsring 4 mit, welcher sich infolge der GewindeVerbindung mit der Gewindehülse 3 gegen¬ über jener und der Führungshülse 1 entsprechend auf- oder ab¬ wärts bewegt. Von unten ist eine Noniusring 6 auf die Gewin¬ dehülse 3 aufgeεchraubt, der in seiner Drehlage gegenüber dem Befestigungsring 4 gesichert ist, indem eine Madenschraube radial durch den Befestigungsring 4 geht, die den Noniusring 6 von aussen beaufschlagt. Diese Madenschraube dient zur Nullstellung der Skalen bei der Montage. Wie hier schön er¬ sichtlich, weist der Noniusring 6 eine Skala von 1 bis 100 auf, die sich um seinen Umfang erstreckt. Das Aussengewinde der Gewindehülse 3 hat eine solche Steigung, dass eine Umdre¬ hung des mit ihr drehenden Noniusrings 6 einen Vorschub von einem Millimeter macht. In axialer Richtung ist sodann eine Millimeter-Skala auf der Verdickung 1 der Führungshülse 1 an¬ gebracht, die am unteren Rand des Noniusringes 6 ablesbar ist.
Die Funktion der Vorrichtung kann jetzt klar erläutert wer¬ den. Bei gelösten oder festgezogenen Zylinder-Halteschrauben 15 wird zuerst die Vorschubmutter 7 gedreht. Durch die be- schriebene Verbindung und das Zusammenwirken der einzelnen Teile bewegen sich dadurch alle Teile der Vorrichtung mit Ausnahme der Führungshülse 1 und des Gewinderings 2 auf- oder abwärts. Mit Ausnahme der Spindel und des zu ihm verdrehgesi¬ cherten Adapters 12 müssen sich auch alle Teile mit der Vor¬ schubmutter 7 mitdrehen , bis der Drehstahl an der zu bear¬ beitenden Fläche ansteht. Bei gelösten Schrauben 15 wird her¬ nach die Einstellmuffe 5 verdreht, die dabei ihre Vertikal¬ lage beibehält, jedoch über den Stift 41 den Befestigungεring 4 mitnimmt, der sich wegen der GewindeVerbindung mit der Gewindehülse 3 relativ zu dieser auf- oder abwärts bewegt. Am Befestigungsring 4 ist der Noniusring 6 befestigt, der sich deshalb ebenfalls mitdreht und entsprechend auf- oder abwärts bewegt wird. So kann also durch Drehen der Einstellmuffe 5 der Noniusring 6 eingestellt werden. Der Abstand zwischen seinem unteren Rand und der Oberseite des Randes 37 an der Verdickung 1 der Führungshülse definiert das Mass des mögli¬ chen abwärtsgerichteten Vorschubes. Dieses Mass kann an der Verdickung 1 durch die dort angebrachte Skala abgelesen wer¬ den. Weil der Noniusring 6 um seinen Umfang eine Skala von 1 bis 100 aufweist und eine volle Umdrehung eine Vertikalbewe¬ gung von einem Millimeter ausmacht, kann das Vorschubmass auf einen Hunderstel-Millimeter genau eingeεtellt werden. Schlieεεlich werden zum Abschluss der Einstellarbeiten für den Vorschub noch die Zylinder-Halteschrauben 15 festgezogen, wonach das Ventilsitz-Bearbeitungsgerät für die Bearbeitung bereit ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Bestimmung und Kontrolle des Vorschubs an einem Ventilsitz-Bearbeitungsgerät, das eine ver¬ spannbare, allseitig schwenkbare Schwenkkugel (17) mit mittig durch sie verlaufender Führungshülse (1) auf¬ weist, in der eine als Führungsdorn wirkende Spindel
(26) drehbar und axial verschiebbar gelagert ist, wobei unterhalb der Führungshülse (1) ein Spannfutter (28) vorhanden ist, in das schiefwinklig zur Spindel (26) ein Drehstahl (30) einspannbar ist, gekennzeichnet durch an der Führungshülse (1) beweglich gehaltene Mittel (3,7,9,10,22-24), welche die Spindel (26) axial ver¬ schiebbar tragen, sowie durch Einstellmittel (4-6) zum Bestimmen und Begrenzen der axialen Verschiebbarkeit der Spindel (26) in Vorschubrichtung gegenüber der Führungs¬ hülse (1) .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (3,7,9,10,22-24) über ein Gewinde mit der Führungshülse (1) verbunden sind, sodass die Spindel
(26)' durch Drehen der Mittel (3,7,9,10,22-24) kontol¬ iiert relativ zur Führungshülse (1) axial verschiebbar ist, und dass die Einstellmittel (4-6) an diesen Mitteln
(3,7,9,10,22-24) relativ zu ihnen beweglich befestigt sind, derart, dass die Verschiebefreiheit der Spindel (26) relativ zur Führungshülse (1,37) in der Vor¬ schubrichtung einstell- und begrenzbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Mittel (3,7,9,10,22-24) eine Gewindehülse (3) einschliessen, die über die Füh¬ rungshülse (1) geschraubt ist, und dass weiter eine Vor¬ schubmutter (7) fest mit dem oberen, äusseren Randbe¬ reich der Gewindehülse (3) verschraubt ist, wobei axial zwischen der Vorschubmutter (7) und der Gewindehülse (3) ein Zwischenring (10) verklemmt ist, an dessen beiden Seiten je ein Axiallager (22) anliegt, wobei das untere Axiallager eine Axialscheibe (23) und diese unmittelbar oder über eine Zwischenbüchse (9) die Spindel (26) gegen abwärts beaufschlagt, während das obere Axiallager (22) eine weitere Axialscheibe (24) und diese mittelbar die Spindel (26) trägt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (4-6) eine relativ zu den Mitteln (3,7,9,10,22-24) drehbare Ein¬ stellmuffe (5) einschliessen, die auf ihrer Innenseite eine axiale Keilnut aufweist, in welche ein Stift (41) eingreift, welcher fest mit einem Befestigungsring (4) verbunden ist, der seinerseits über ein Gewinde verdreh¬ bar mit den Mitteln (3) verbunden ist und an dem ein No¬ niusring (6) befestigt ist, der über eine Verdickung (1) der Führungshülse (1) fahrbar ist, welche an ihrem unte¬ ren Ende von einem radial vorstehenden Rand (37) be¬ grenzt ist, welcher für den Noniusring (6) als Anschlag zu wirken bestimmt ist.
5. Vorichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Mittel (3,7,9,10,22-24) eine Gewindehülse (3) einschliessen, die über die Füh¬ rungshülse (1) geschraubt ist, und dass weiter eine Vor¬ schubmutter (7) fest mit dem oberen, äusseren Randbe¬ reich der Gewindehülse (3) verschraubt ist, wobei axial zwischen der Vorschubmutter (7) und der Gewindehülse (3) ein Zwischenring (10) verklemmt ist, an dessen beiden Seiten je ein Axiallager (22) anliegt, wobei das untere Axiallager eine Axialscheibe (23) und diese unmittelbar oder über eine Zwischenbüchse (9) die Spindel (26) gegen abwärts beaufschlagt, während das obere Axiallager (22) eine weitere Axialscheibe (24) und diese mittelbar die Spindel (29) trägt, und dass die Einstellmittel (4-6) eine relativ zur Vorschubmutter (7) drehbare Einstell¬ muffe (5) einschliessen, die auf ihrer Innenseite eine axiale Keilnut aufweist, in welche ein Stift (41) ein¬ greift, welcher fest mit einem Befestigungsring (4) ver¬ bunden ist, der seinerseits über ein Gewinde verdrehbar mit der Gewindehülse (3) verbunden ist und an dem ein Noniusring (6) befestigt ist, der über eine Verdickung (1) der Führungshülse (1) fahrbar ist, welche an ihrem unteren Ende von einem radial vorstehenden Rand (37) be- grenzt ist, welcher für den Noniusring (6) als Anschlag zu wirken bestimmt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (4-6) zum Bestimmen und Begrenzen der axialen Verschiebbarkeit der Spindel (26) in Vorschubrichtung gegenüber der Führungs¬ hülse (1) zu den Mitteln (3,7,9,10,22-24), welche die Spindel (26) axial verschiebbar tragen, gegen eine rela¬ tive Verdrehung sicherbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmuffe (5) gegenüber der Vorschubmutter (7) gegen Verdrehung sicherbar ist, indem ein oder mehrere Büchsen (8) vorhanden sind, die in axi¬ aler Richtung von unten in den Randbereich der Vor¬ schubmutter (7) einpassen und dort von je einer Zylinder-Halteschraube (15) gehalten sind, welche die Vorschubmutter (7) in axialer Richtung durchsetzt, wobei diese Büchsen (8) eine Sekantennut aufweisen, in welche der obere Innenrand der Einstellmuffe (5) eingreift, während der äussere Bereich des oberen Randes der Ein¬ stellmuffe (5) am unteren Rand der Vorschubmutter (7) anlieg .
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewind Verbindung zwischen der Gewindehülse (3) und der Führungshülse (1) stets unter einer Federbelastung steht, indem auf der Innenseite der Gewindehülse (3) , zwischen der oberen Stirnseite der Führungshülse (1) und einem darüber eingeschraubten Gewindering (2) mehrere, in axialen Sackbohrungen (38) in der oberen Stirnseite d?r Führungshülse (1) axial angeordnete Normfedern (21) eingelegt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (2) gegenüber der Führungshülse (1) mittels eines in einem der Sacklöcher (38) eingelegten axialen Bolzens gegen Verdrehung gesichert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Noniusring (6) an seinem unte¬ ren Rand um seinen Umfang eine Skala von 1 bis 100 auf¬ weist, und der von ihm überfahrbare Bereich auf der Füh¬ rungshülse (1) eine MillimeterSkala (36) aufweist, deren Nullpunkt durch die Oberseite des Randes (37) der Ver¬ dickung (1) der Führungshülse (1) gegeben ist.
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