JPH1044010A - 工作物穴のエッジの端面、特に環状面を研削する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 穴のエッジに小さな端面、特に環状面を非常
に正確に形成または加工することができ、必要なスペー
スができるだけ狭い、工作物穴のエッジの端面、特に環
状面を研削するための装置を提供する。 【解決手段】 装置は駆動される研削工具１を備え、こ
の研削工具の研削面は案内ピン７の中心軸線２に対して
角度をなしている。この案内ピンは例えばホーニング加
工によって既に加工された穴に正確に嵌め込まれるよう
採寸され、かつ研削工具１に連結されている。研削工具
１は案内ピン７の中心軸線２に対して横方向に周期的に
摺動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動される研削工
具を備え、この研削工具の研削面が案内ピンの中心軸線
に対して角度をなし、この案内ピンが例えばホーニング
加工によって既に加工された穴に正確に嵌め込まれるよ
う採寸され、かつ研削工具に連結されている、工作物穴
のエッジの端面、特に環状面を研削するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種の公知の装置（ドイツ連邦共和国
特許出願公開第４４４１６２３号公報）は、工作物穴の
エッジに研削される斜面を超仕上げ加工するために役立
つ。この斜面はニードル弁のための弁座としての働きを
する。このような弁穴は例えば内燃機関用噴射ポンプに
設けられている。弁穴は数ミリメートルの非常に小さな
直径を有し、非常に正確に加工しなければならない。穴
のエッジを形成するかあるいは穴を取り巻く工作物の端
面も同様に正確に加工しなければならない。斜面を研削
する際あるいは斜面の表面加工の際に更に、円錐台状の
面が穴の中心軸線に対して正確に同心的に配置されるよ
うに注意すべきである。公知の装置は斜面の表面加工の
ために、穴中心軸線回りに回転する駆動される研削工具
に円錐形の研削面を有する。その際、斜面の形状は研削
ライニングの研削面の形状に直接左右される。この研削
ライニングは大量生産ではしばしば修正しなければなら
ない。研削ライニングが一般的に不均質であるので、斜
面の形状の精度および表面精度は大量生産では非常に高
度の要求がなされるときに不充分である。

【０００３】更に、端面ホーニング加工装置が知られて
いる。この端面ホーニング加工装置の場合には、ホーニ
ング工具の研削ライニングが加工すべき表面の方へ摺動
させられる。しかし、この装置はその寸法が比較的に大
きいので、狭いスペースでは使用不可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、穴のエッジに小さな端面、特に環状面を非常に正
確に形成または加工することができ、必要なスペースが
できるだけ狭い装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明に従
い、研削工具が案内ピンの中心軸線対して横方向に周期
的に摺動可能であることによって解決される。

【０００６】案内ピンの中心軸線に対して横方向に研削
工具を周期的に摺動させることにより、工作物の端面を
表面加工することができ、更に平らな研削面によって穴
のエッジに斜面を形成することができる。この研削面の
形状は摩耗や修正によって変化しないので、大量生産で
精度および品質の非常に高い完成した表面が得られる。
摺動運動は狭いスペースで実施可能であり、それによっ
て装置全体の構造寸法が小さくなる。

【０００７】摺動運動中、研削工具は好ましくは駆動軸
を介して例えば２０００〜６０００回転／分で回転駆動
される。この場合、周期的な摺動は偏心体によって生じ
ることができる。この偏心体は好ましくは、偏心穴を有
する駆動される中空軸の構成部分である。中空軸は好ま
しくは５００〜２０００回転／分の回転数で駆動軸と反
対方向に駆動される。横方向摺動の変位は、研削面が加
工すべき端面全体を擦過するように採寸される。この場
合、非常に小さな穴の外周範囲を加工するときの変位は
例えば0.5 〜３ｍｍである。

【０００８】本発明の他の特徴は従属請求項から明らか
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、図に基づいて、本発明によ
る研削装置の２つの実施の形態を詳しく説明する。

【００１０】図１〜３に示した装置は研削工具１を備え
ている。この研削工具は研削ライニング２３を備えたホ
ーニング条片３として形成され、ホルダー２２に固定さ
れている。ホルダー２２は円筒状のスライダであり、こ
のスライダ内にその軸線に対して平行にホーニング条片
３が挿入されている。スライダはシャフト１７の貫通穴
２１内に摺動可能に配置されている。シャフト１７は案
内ピン７と一体に形成されている。この案内ピンは工作
物６のホーニング仕上げされた穴５に挿入されている。
工作物６は公知のごとく、工作物チャックのカルダン式
懸吊装置を備えた保持装置８内に設けられているので、
案内ピン７によってその中心軸線上に正確に配向され
る。この中心軸線はシャフト１７の中心軸線と一致して
いる。シャフト１７はテレスコープ式駆動軸の内側部材
を形成している。テレスコープ式駆動軸の外管１０は中
空軸９内で軸受１１，１２によって支持されている。シ
ャフト１７は駆動軸１０，１７の回転方向において横ピ
ン１９を介して外管１０に形状補完的に連結されてい
る。この横ピンはシャフト１７を貫通し、その端部が外
管１０の長いスリット１８内に位置している。外管内に
ある圧縮ばね２０はシャフト１７を工作物６の方へ付勢
している。この圧縮ばねの予備付勢力は調節ねじ３０に
よって調節可能である。この調節ねじは外管１０の上端
に挿入されている。シャフト１７は圧縮ばね２０によっ
て付勢されて外管１０内で軸方向に摺動可能である。こ
の場合、摺動変位はスリット１８の長さによって制限さ
れる。

【００１１】駆動軸１０，１７と中空軸９は反対方向に
駆動される。そのために、駆動軸の外管１０は上端に外
歯１５を備え、この上端は内歯１４を備えた中空軸９の
鉢形の区間１３内に配置されている。この両歯１４，１
５には駆動ピニオン１６がかみ合っている。

【００１２】中空軸９はその下側区間９ａに、軸と案内
ピンの共通の中心軸線に対して偏心した穴２４を有す
る。それによって、この下側区間は偏心体を形成してい
る。図２，３に示すように、円筒状のスライダ２２はシ
ャフト１７の貫通穴２１内に配置され、その両凸形端面
２５が偏心穴２４の壁２６に面で接触し、それによって
偏心穴の壁に滑動可能に支持されている。貫通穴２１は
案内ピン７内まで達するスリット２２によって鍵穴状に
形成されている。この場合、スライダ２２は貫通穴２１
の円筒状壁に滑動可能に接触し、ホーニング条片３はス
リット２１ａ内に設けられている（図２）。案内ピン７
の範囲において、ホーニング条片３の研削ライニング２
３はスリット２１ａの両端で外側に突出している（図
１）。従って、研削ライニング２３の研削面２３ａは工
作物６の加工すべき端面４を擦過することができる。

【００１３】中空軸９は軸受２７によって一点鎖線で示
した装置支持体２８に軸承されている。この装置支持体
は図示していないガイド上で工作物６の方へ軸方向に送
込むことが可能である。

【００１４】加工の開始前に、支持体２８と保持装置８
は互いに向き合い、案内ピン７は工作物穴５に対して同
軸である。そして、支持体２８が工作物６の方へ送込ま
れる。この場合、案内ピン７はホーニングによって予備
加工または仕上げ加工されている工作物穴５に挿入され
る。その際、カルダン式に保持された工作物６は、中心
軸線２の方へ正確に向けられ、そしてこの中心軸線は穴
の中心軸線と一致する。案内ピン７は耐摩耗性のライニ
ングによって被覆されているかあるいは耐摩耗性の材
料、例えば硬質金属からなる案内条片２９を備えてい
る。

【００１５】切込みは公知のごとく変位に依存して、更
に力に依存して制御可能である。この場合、段階的なま
たは連続的な切込みが可能である。ホーニング条片３の
研削ライニング２３が工作物の環状面４に接触する直前
に、駆動軸１０，１７と中空軸９は駆動ピニオン１６を
介して反対向きの回転運動を開始する。そのために、切
込み運動を減速してもよいし、また短時間中断してもよ
い。更に切込み運動を行うと、研削ライニング２３の研
削面２３ａが工作物面４に接触し、この工作物面は工具
１の回転運動と同時にほぼ半径方向の周期的な摺動運動
によって加工される。この回転運動は駆動軸１０，１７
によって生じ、摺動運動は中空軸９の偏心体９ａによっ
て生じる。この場合、スライダ２２の端面２５は偏心穴
２４の壁２６に沿って滑動し、ホーニング条片３と共に
貫通穴２１，２１ａ内で中心軸線２に対して半径方向に
周期的に反対方向に摺動する。この組み合わせ運動によ
って、研削面２３ａは工作物の環状面４全体を擦過す
る。

【００１６】加工中、切込みが更に連続的にまたは歩進
的に行われるので、圧縮ばね２０は益々圧縮される。ホ
ーニング条片３の研削ライニング２３がばね２０の圧力
を受けて所定の加工力で工作物面４に接触するや否や、
切込み運動が停止する。設定すべき加工力は切込み変位
の設定によって調節可能であるかあるいは連続的な切込
みの際には調節ねじ３０によるばね力の調節によって調
節可能である。設定された最終寸法に達したときに切込
みを停止するために、公知の変位およびまたは力測定装
置を設けることができる。

【００１７】図４は加工領域の範囲の装置の拡大軸方向
部分断面を示している。この実施の形態の場合には、研
削工具１′によって、円錐形の環状面４′の形の斜面が
工作物穴５のエッジに研削形成される。斜面４′は研削
工具１′によって穴のエッジを研削除去することによっ
て形成することができるがしかし、予め形成された既に
存在する斜面を、中心軸線２に対して同心的に正確な寸
法に仕上げ加工することによっても形成可能である。

【００１８】研削工具１′は研削ライニング２３分を備
えたホーニング条片３′からなっている。このホーニン
グ条片は図２の図示と同様にスライダ２２′に挿入され
ている。シャフト１７の貫通穴２１′は同様に案内ピン
７内まで達しているが、その上側範囲の中心軸線２１Ａ
は案内ピン７の中心軸線２に対して斜めに延びている。
これに応じて、円筒形のスライダ２２′がシャフト１７
内で斜めに配置されているので、その凸形の端面２５′
は軸方向断面で傾斜している。スライダ２２′の中心軸
線は貫通穴の中心軸線２２Ａと一致し、研削ライニング
２３′の研削面２３ａ′はこの中心軸線２１Ａに対して
平行である。研削面２３ａ′と中心軸線２の間の角度は
斜面４′の目標角度に一致している。ホーニング条片
３′は、その一部が工作物穴５内まで延び、工具１′の
回転および摺動運動中円錐形の環状面または斜面４′を
完全に擦過するように、採寸されかつ工作物穴５内に達
している。回転および摺動運動は既述のように駆動軸と
外側の中空軸９によって行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】工作物のための所属の保持装置を備えた研削装
置の軸方向断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であ
る。

【図４】異なるように工具を形成および支承した装置と
加工すべき工作物の概略軸方向部分断面図である。

【符号の説明】

１ 研削工具 ２ 案内ピンの中心軸線 ３ ホーニング条片 ６ 工作物 ７ 案内ピン ８ 保持装置 ９ 中空軸 ９ａ 偏心体 １０ 外管 １３ 区間 １４ 内歯 １５ 外歯 １６ 駆動ピニオン １７ シャフト １９ 横ピン ２１ 貫通穴 ２１ａ スリット ２２ 保持部材 ２３ 研削ライニング ２３ａ 研削面 ２４ 偏心穴 ２５ 端面 ２９ 案内条片 ３０ 調節ねじ

フロントページの続き (72)発明者 ウルリヒ クリンク ドイツ連邦共和国 デー・72639 ノイフ ェン パウルスシュトラーセ 37 (72)発明者 リヒャルト シュタムプファー ドイツ連邦共和国 デー・73240 ヴェン ドリンゲン レッシンクシュトラーセ ２ (72)発明者 ヘルマン シュミット ドイツ連邦共和国 デー・72768 ロイト リンゲン ライヒェナウシュトラーセ ７ (72)発明者 ディーター アウリッヒ ドイツ連邦共和国 デー・72810 ゴマリ ンゲン リンダッハシュトラーセ 14 (72)発明者 イェルク ヴォルフグラム ドイツ連邦共和国 デー・72127 クシュ ターディンゲン イム ブリュール 11

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動される研削工具（１）を備え、この
   研削工具の研削面が案内ピン（７）の中心軸線（２）に
   対して角度をなし、この案内ピンが例えばホーニング加
   工によって既に加工された穴に正確に嵌め込まれるよう
   採寸され、かつ研削工具（１）に連結されている、工作
   物穴のエッジの端面、特に環状面を研削するための装置
   において、研削工具（１）が案内ピン（７）の中心軸線
   （２）に対して横方向に周期的に摺動可能であることを
   特徴とする装置。
2. 【請求項２】 案内ピン（７）が駆動軸（１０，１７）
   に対して一直線に並ぶように配置され、研削工具（１）
   がこの駆動軸を介して回転駆動されることを特徴とする
   請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 研削工具（１）を周期的に摺動させるた
   めに、偏心体（９ａ）が設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の装置。
4. 【請求項４】 偏心体（９ａ）が偏心穴（２４）を有す
   る、駆動される中空軸（９）の構成部分であり、この偏
   心穴内に、研削工具（１）の保持部材（２２）が中空軸
   （９）の中心軸線に対して横方向に摺動可能に支承され
   ていることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 研削工具（１）が案内ピン（７）の中心
   軸線（２）に対して横方向に設けられたシャフト（１
   ７）の貫通穴（２１）内で摺動可能に案内され、このシ
   ャフトに案内ピン（７）が設けられていることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
6. 【請求項６】 シャフト（１７）がテレスコープ式軸と
   して形成された駆動軸（１０，１７）の内側部材であ
   り、この駆動軸の外管（１０）が駆動され、シャフト
   （１７）が駆動軸（１０，１７）の外管（１０）内で制
   限されて軸方向に摺動可能であることを特徴とする請求
   項２〜５のいずれか一つに記載の装置。
7. 【請求項７】 シャフト（１７）が駆動軸（１０，１
   ７）の外管（１０）のスリット（１８）内で横ピン（１
   ９）によって案内され、この横ピンがシャフト（１７）
   を貫通し、駆動軸（１０，１７）の回転方向においてシ
   ャフト（１７）と外管（１０）とを形状補完的に連結し
   ていることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 研削工具（１）が工作物（６）の方へ送
   り込み可能であることを特徴とする請求項１〜７のいず
   れか一つに記載の装置。
9. 【請求項９】 シャフト（１７）が工作物（６）の方へ
   ばねで付勢されていることを特徴とする請求項５〜８の
   いずれか一つに記載の装置。
10. 【請求項１０】 工作物（６）が圧縮ばね（２０）を介
    して付勢され、この圧縮ばねの予備付勢力が調節ばね
    （３０）によって調節可能であることを特徴とする請求
    項９記載の装置。
11. 【請求項１１】 シャフト（１０）と案内ピン（７）が
    一体に形成されていることを特徴とする請求項５〜１０
    のいずれか一つに記載の装置。
12. 【請求項１２】 研削工具（１）の保持部材（２２）が
    特に円筒形のスライダであり、このスライダの端面（２
    ５）が凸形に形成され、偏心穴（２４）の壁（２６）に
    滑動可能に支持されていることを特徴とする請求項４〜
    １１のいずれか一つに記載の装置。
13. 【請求項１３】 研削工具（１）が、研削面（２３ａ）
    を形成する研削ライニング（２３）を有する少なくとも
    １個のホーニング条片（３）を備えた端面ホーニング工
    具であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一
    つに記載の装置。
14. 【請求項１４】 ホーニング条片（３）とその保持部材
    （２２）を収容するためのシャフト（１７）の貫通穴
    （２１）がスリット（２１ａ）によってほぼ鍵穴状に形
    成され、このスリットが案内ピン（７）内まで延び、ホ
    ーニング条片（３）の研削ライニング（２３）が少なく
    とも一方のスリット側方端部において案内ピンから突出
    していることを特徴とする請求項４，５，１３のいずれ
    か一つに記載の装置。
15. 【請求項１５】 駆動軸（１０，１７）が偏心穴（２
    ４）を有する中空軸（９）に軸承され、かつ中空軸と反
    対方向に駆動されることを特徴とする請求項１ことを特
    徴とする請求項２，４，１４のいずれか一つに記載の装
    置。
16. 【請求項１６】 駆動軸（１０，１７）が外歯（１５）
    を有する区間を備え、この区間が内歯（１４）を有する
    中空軸（９）の区間（１３）内にあり、駆動ピニオン
    （１６）が両歯（１４，１５）にかみ合っていることを
    特徴とする請求項１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 研削工具に保持装置（８）が付設さ
    れ、この保持装置がカルダン式に懸吊された工作物
    （６）用チャックを備えていることを特徴とする請求項
    １〜１６のいずれか一つに記載の装置。
18. 【請求項１８】 案内ピン（７）が工作物穴の壁に支持
    するための少なくとも１個の案内条片（１９）を備えて
    いることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一つに
    記載の装置。
19. 【請求項１９】 研削工具（１）の平らな研削面（２３
    ａ）が案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して垂直に
    摺動可能であることを特徴とする請求項１〜１８のいず
    れか一つに記載の装置。
20. 【請求項２０】 研削工具（１）の平らな研削面（２３
    ａ）が案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して角度を
    なして摺動可能であり、この角度が工作物穴のエッジの
    斜面の目標角度に等しいことを特徴とする請求項１〜１
    ８のいずれか一つに記載の装置。