JPS626949B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提概念に
よる研削装置に関するものである。

この種の公知の研削装置（ドイツ特許公開第29
12 814号公報）では、保持兼案内部分は、研削ス
ピンドルを工作物の中心孔の領域で取り囲む円筒
形の心押し軸である。研削スピンドルは、その一
端に、弁座面の傾斜に適合した研削体を担持す
る。しかしながら、この公知の研削装置では工作
物の中心孔が比較的小さい場合、例えばその直径
が約６mmまたはそれ以下である場合、高い加工精
度が得られない。それは、このような配置に安定
性がないからである。

ところで、例えば噴射ポンプ式ノズル体の場合
のように、非常に小さな中心孔をもつ工作物をつ
くることが必要な場合がしばしばある。

本発明の課題は、この種の研削装置を次のよう
に形成すること、即ち工作物の中心孔の直径が非
常に小さい場合でも高い加工精度が得られるよう
に形成することである。

上記の課題は、本発明によれば、特許請求の範
囲第１項の特徴部分によつて解決される。

本発明によれば、研削スピンドルが工作物の外
側に配置されているため、研削スピンドルの直径
を工作物の孔よりもかなり大きくすることがで
き、それによつて、スピンドルを重く安定に実施
することができる。従つて軸状のピンは、工作物
の直径が非常に小さい場合でも、工作物が確実に
案内され保持されるように、研削スピンドル内で
固持される。本発明による構成により、例えば流
体静力学的にまた空気静力学的に形成される支承
部をもつ、回転数が60000回転／分ないし100000
回転／分の、従来の高速の高精度の研削スピンド
ルをも使用することができる。スピンドルを堅牢
に硬く形成することにより、非常に高い加工精度
が保証され、どんな要求も満たされる。

本発明の他の特徴は、特許請求の範囲第２項以
下、発明の詳細な説明、及び図面から明らかにな
る。

次に、本発明を添附の図面を用いてより詳細に
説明する。

第１図は、本発明により研削装置を示す。研削
装置内に配置される工作物１は、ホーニングされ
た中心孔２と、中心孔２に対して同心的な弁座面
３をもつ。研削装置は、この弁座面３を研削す
る。弁座面３を加工するために、研削装置は第１
の工作物保持兼案内部分としての軸状のピン５を
有する。軸状のピン５は、その前端３８に、弁座
面３の傾斜に適合する研削体６を担持する。研削
ピン５は、装置の研削スピンドル４と固く結合さ
れている。また研削ピン５は、孔２の外側の一端
２６によつて、スピンドル４に帰属する孔２７内
で簡単な方法で固定されている。研削ピン５は、
その剛性を良くするために堅牢に形成され、特に
硬金属から成り、そして全長にわたつて同じ円形
横断面をもつ。その直径は、中心孔２の直径より
もわずかに小さく、スピンドル４の直径よりもか
なり小さい。即ちスピンドル４の直径は、ピン５
の直径の数倍の大きさ、実施例では３倍ないし４
倍の大きさである。このように大きな直径のた
め、スピンドル４は特に高い剛性を有し、その結
果ピン５自体は、非常に小さな弁座面を加工する
場合にもスピンドル４内で確実に保持され、従つ
て弁座面を極めて精確に加工することができる。

工作物１は、弁座面３を加工するために、手で
またはそれ自体公知の図示されていない装置によ
つて研削ピン５へ押しやられる。その後工作物１
は、既にホーニングされた中心孔内でピン５で確
実に案内され保持される。

工作物１を遊隙なしに案内し保持するために、
第２の工作物保持兼案内部分として駆動ロール９
が設けられている。駆動ロール９は、中心孔２に
対して同心的に延びる工作物１の外周面８に係合
する。それによつて、工作物１はピン５の表面７
に押圧され回転される。駆動ロール９は、それ自
体公知の図示されていない装置によつて、例えば
流体静力学的なピストンシリンダーの配置によつ
て、特に無段階に調整可能な所定の力で工作物１
の方向（矢印１０）へ移動可能に駆動され、かつ
同様に図示されていない回転駆動部によつて、例
えばオイルモータによつて、矢印１１の方向へ駆
動される。それによつて工作物１は、研削スピン
ドル４の回転方向（矢印１２）とは逆の方向（矢
印１３）へ回転し、その際例えば200回転／分な
いし3000回転／分の比較的小さな回転数で回転す
る。

工作物１に軸線方向の送り運動（矢印２５）を
与えるために、駆動ロール９は例えば送りねじ、
数値制御される軸のような送り駆動部１４と、結
合され、それによつて研削体６を工作物１の弁座
面３に微妙に近づけることができ、研削圧を無段
階に調節することができる。第２図に示すよう
に、他の実施例では、駆動ロール９ａの軸線２８
が所定の鋭角１５で、特に約２゜ないし５゜の角
度で、工作物の軸線２９に対して傾斜して近づけ
られ、それによつて駆動ロール９ａの回転運動
に、工作物１方向（矢印２４）の軸線方向の運動
成分が重ねられる。傾斜角１５を適宜に調整し変
化させることによつて、研削圧を調節することが
できる。駆動ロール９または９ａの代わりに、対
応的に形成されるベルト駆動部を使用することも
可能である。さらに、第１図と第２図に示した装
置は、第１図にノズル１８だけが図示されている
冷却媒体装置を有し、この冷却媒体装置を介し
て、高圧のもとに潤滑兼冷却媒体が工作物１の研
削区帯１６へ導入される。ノズル１８は、工作物
の開口部１７と同心状に配置されかつわずかな間
隔をおいて位置し、その結果高圧でノズル１８か
ら流出する冷却媒体噴流は、研削区帯１６へまつ
すぐに向けられる。

さらに、冷却兼潤滑媒体は、高圧によつて、送
り方向２５で研削区帯１６に続く、中心孔２と表
面７の間にあるかま形の隙間１９内へ押される。
この隙間１９内で、冷却兼潤滑媒体は、ピン５と
工作物１の間に流体静力学的支承を与える潤滑く
さび部を形成する。この支承は、非常に精確であ
り、かつ軸或はピン５と工作物１との間の非常に
小さな摩擦を保証する。次に、潤滑冷却媒体は、
工作物１の研削スピンドル側の端面３０で流出
し、そしてカバー部分２０と集合装置２１を介し
て環流管２２に供給される。

集合装置２１は、互いに相対する円板状の側壁
の２つの同軸の開口部３１と３２をもつ、横断面
がほぼ円形の平らな箱として形成されている。工
作物１或はスピンドル４は、互いに相対する端部
３３と３４によつて開口部３１と３２内へ突出す
る。カバー部分２０は、環状に形成され、そして
スピンドル端部３４に帰属する端面３５で平面で
支持されている。カバー部分２０は、スピンドル
４から離して曲げられる縁３６を有し、そしてそ
の直径は、集合装置２１の直径よりもわずかに小
さく、その結果スピンドル４は、冷却兼潤滑媒体
に対して十分にシールされている。環流管２２
は、集合装置２１の円筒形の外壁３７に接続し、
特に外壁３７と一片的に形成されいる。

さらに、冷却兼潤滑媒体を逆方向に流動させる
ことも可能である。この為に、研削スピンドル４
の端面３５とこれに相対する工作物１の端面３０
との間にある中間空間２３内に突出する図示され
ていないフインガーを用いて、冷却媒体を高圧で
かま形の隙間１９内へ直接噴射することが可能で
ある。その後潤滑媒体は、研削区帯１６を通過
し、そして工作物の開口部１７を介して工作物１
から流出する。このように潤滑媒体を案内するこ
との利点は、切粉が研削区帯１６から工作物１の
支承部及び案内領域へ達せずに、工作物の孔１７
を通つて直接工作物から搬出されることである。

第３図と第４図の装置では、研削スピンドル４
ａの送り運動は軸線方向に向けられている（矢印
３９）。この場合工作物１は、流体静力学的に作
用するスラスト軸受として形成されかつ工作物１
の研削スピンドル４ａとは反対の側の端面４１に
配置されている軸線方向支承体４０によつて、軸
線方向に案内され保持される端面４１には、冷却
兼潤滑媒体ノズル１８ａに対して同心的な環状み
ぞ４２が設けられている。環状みぞ４２には、供
給管路４３を介して圧縮液が供給される。

スラスト軸受４０とノズル１８ａは、簡単な方
法で一片的に形成され、圧縮液としては、冷却兼
潤滑媒体が用いられる。流体静力学的なスラスト
軸受４０は、例えば冷却兼潤滑媒体を供給するた
めの管が唯１つしか設けられていないような場合
には、別様に形成することも可能である。この場
合、この管から分岐管が分岐し、この分岐管を介
して環状みぞに潤滑媒体の部分流が供給される。

研削スピンドルの送り（矢印３９）、或は最適
な研削圧の制御及び調整は、加圧時に生じる支承
圧を介して簡単に制御することができる。この為
に、支承圧は、例えば圧力計のような測定装置４
４によつて測定され、研削スピンドル４ａの送り
制御装置４６と結合されている評価制御装置４５
に送られる。

研削スピンドル４ａが、図示されていない硬い
止め部に対して動かされるのが有利である。その
際、早送り状態にある研削ピン５ａだけが工作物
の孔２内へ挿入され、その後作業送りの際に、ス
ラスト軸受４０が軸線方向に動かされる（矢印４
７）。この場合、評価ユニツト４５は、同様に図
示されていないスラスト軸受４０の送り装置と作
用結合されている。

第３図に示すように、研削ピン５ａとして形成
される保持兼案内部分は、両端にそれぞれ１つの
支承面７ａ或は７ｂを有する。支承面７ａ或は７
ｂは、ピン５ａの外径が回転により減らされてい
るところの部分断片４８或は４９によつて形成さ
れている。これらの支承面は、それぞれ工作物の
孔２の端部域に接合する。支承面７ａと７ｂは、
周方向にそれぞれ互いに等間隔に位置するいくつ
かのみぞ５０をもつ。これらのみぞ５０は、研削
ピン５ａ或は研削スピンドル４ａの軸線方向に延
び、かつ各みぞ５０が見かけの周ら旋の部分を形
成するように、傾斜してまたはら旋状に延びる。
このように形成することにより、支承面７ａと７
ｂは、それぞれいくつかの滑行面をもつことにな
り、それによつて工作物１が、特に好適に案内さ
れる。みぞ５０の方向は、研削ピン５ａの回転方
向に適合し、それによつて冷却兼潤滑媒体流（矢
印５１）を支持するポンプ作用が生じる。みぞ５
０は、スピンドル軸線５６に対して横に見て、ス
ピンドル軸線とそれぞれ約15゜の鋭角を成す。さ
らに、１つの支承面７ａの１つのみぞは、ほぼ他
の支承面７ｂの１つのみぞと同一線に配列する。

第４図に示すように、工作物１を研削ピン５ａ
で遊隙なしに案内し保持するために、２つの駆動
ロール９ｂと９ｃが設けられている。駆動ロール
９ｂと９ｃは、工作物１の軸線方向に見て部分的
に重なるように、工作物１の周面８に軸線方向に
前後して接合する。さらに押圧ロール９ｂと９ｃ
は、次のように配置されている、即ち周面８との
接触線５２と５３が、研削ピン５ａと工作物の孔
２との接触線５４を含む工作物１の縦中心面５５
に対して対称的に位置するように、かつ接触線５
２と５３の見かけの接面が接触線５４と約60゜の
鋭角を成すように配置されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の軸線方向の部分断
面図、第２図は本発明による装置の第２の実施例
の部分平面図、第３図は本発明による装置の第３
の実施例の軸線方向の部分断面図。第４図は第３
図の線―による断面図である。 １…工作物、２…工作物の孔、４…研削スピン
ドル、５，５ａ…保持兼案内部分、６…研削体、
７，７ａ，７ｂ…支承面、８…工作物の周面、
９，９ａ，９ｂ，９ｃ…駆動ロール、１７…工作
物の開口部、１８，１８ａ…ノズル、２０…カバ
ー部分、２１…冷却兼潤滑媒体集合装置、３１，
３２…開口部、４０…軸線方向支承体、４２…支
承凹部、４３…冷却兼潤滑媒体供給管路、４８，
４９…部分断片、５０…縦みぞ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 工作物を研削する研削体と、該研削体を回転
   駆動させるための研削スピンドルと、工作物を研
   削する間、すでに加工された工作物の孔内に偏心
   的に位置して孔壁に接する第１の工作物保持兼案
   内部分と、工作物の周面に接して前記第１の工作
   物保持兼案内部分を前記孔壁に対して押圧させる
   回転駆動可能な少なくとも１つの第２の工作物保
   持兼案内部分とを有する弁座またはパツキン面を
   精密加工するための研削装置に於て、第１の工作
   物保持兼案内部分５が、一端に前記研削体６を担
   持し他端を研削スピンドル４と結合され且つ研削
   スピンドル４よりも小さな直径で形成された軸状
   のピンであり、該ピンは、研削スピンドル４が作
   業位置で工作物の前記孔２の外側に位置するよう
   に工作物の孔２よりも長く形成されていることを
   特徴とする装置。 ２ 研削スピンドル４の直径が、第１の工作物保
   持兼案内部分５の直径よりも少なくとも２倍ない
   し４倍大きいことを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項に記載の装置。 ３ 第１の工作物保持兼案内部分５が円筒形であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項また
   は第２項に記載の装置。 ４ 前記第２の工作物保持兼案内部分が駆動ロー
   ル９ａとして形成され、該駆動ロール９ａの軸線
   ２８が、傾斜して延びていること、特に工作物の
   軸線２９に対して２゜ないし５゜の角度で延びて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれか１つに記載の装置。 ５ 駆動ロール９ａと工作物１の軸線２８，２９
   の間の角度１５が可変であることを特徴とする、
   特許請求の範囲第４項に記載の装置。 ６ ２つの駆動ロール９ｂ，９ｃが、工作物１の
   軸線方向に見て互いに重なるようにかつ軸線方向
   に前後して配置されていることを特徴とする、特
   許請求の範囲第４項または第５項に記載の装置。 ７ 駆動ロール９ｂ，９ｃと工作物１の周面８と
   の接触線５２，５３が、第１の工作物保持兼案内
   部分５ａと工作物の孔２との間の接触線５４を含
   む工作物の縦中心面５５に対して対称的に位置し
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第４項
   ないし第６項のいずれか１つに記載の装置。 ８ 冷却兼潤滑媒体を圧力下で工作物の開口部を
   通して工作物の研削区帯に持ち来たし可能にする
   冷却媒体装置を具備する、特許請求の範囲第１項
   ないし第７項のいずれか１つに記載の装置に於
   て、冷却媒体装置が、工作物開口部１７の前に間
   隔をおいてかつ工作物開口部１７に対して同心状
   に配置されているノズル１８を有することを特徴
   とする装置。 ９ 冷却兼潤滑媒体に対して集合装置２１が設け
   られ、この集合装置２１が、研削スピンドル４と
   工作物１のための開口部３１，３２をもつ箱状の
   容器として形成されていること、そして工作物１
   と工作物側のスピンドル端部３４が、集合装置２
   １内に突出していること、並びに工作物１とそれ
   に隣接するスピンドル端部３４の間に、カバー部
   分２０が配置されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第８項のいずれか１つに
   記載の装置。 １０ 工作物１に、特に流体静力学的に作用する
   スラスト軸受として形成されている軸線方向支承
   体４０が付設されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１つに
   記載の装置。 １１ 第１の工作物保持兼案内部分５ａが、互い
   に軸線方向に間隔をもつ少なくとも２つの支承面
   ７ａ，７ｂを有することを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１つに記
   載の装置。 １２ 支承面７ａ，７ｂが、第１の工作物保持兼
   案内部分５ａの端部に位置していること、そして
   支承面７ａ，７ｂの間にある部分断片４８，４９
   の外径が、他の領域でよりも小さいことを特徴と
   する、特許請求の範囲第１１項に記載の装置。