SE444277B - Verktyg for reffling av borrnings- eller andra halrumsytor i ett arbetsstycke - Google Patents

Description

> N i övsoasd. leder detta ofta till försämrad ventilfunktion genon',» dålig anliggning av tallriksventilen mot ventilsätet¿fif vilket i sin tur medför en minskning av motoreffekten¿ _ såsom kompressiosförluster, ventilslammer, ökat slitage f s ere. rar att undanröja sådana een andra iexe önskvärda i effekter har det tidigare varit vanligt att genom om- borrning eller på annat sätt vidga hålrummen i styr- ningarna för inmontering av lämliga bussninnar eller för användning av ventiler med överdinensionerade ven- 16 tiispindiar. nada dessa metoder medför dyra een tide- krävande arbetsoperationer och en utökning av antalet erforderliga delar, och dessutom är det icke alltid möj- ligt att byta ventiler utan att dessutom utföra andra 'väsentliga modifikationer av motorn, såsom omslipning av 15 ventilsäten. Omborrning eller omslipning av ventilspin- delborrningar kan även medföra smörjproblem och kan för- ändra relationen mellan ventilen och ventilsätet eller andra förhållanden, som kan erfordra andra ändringar. Ändamålet med föreliggande upfinning är att åstad- 20 komma ett räfflingsverktyg, som exempelvis är användbart för bearbetning av hålrum eller dylika som styrningar för ventilspindlar tjänande hålrum, så att de fortfaran- de kan användas för samma ventiler eller ventildelar eller för ventiler eller ventildelar av sama stor- 25 lek som tidigare har använts, varigenom många av de ti- digare förekommande olägenheterna och nackdelarna inom detta tekniska område kan övervinnas. Ett annat ändamål med uppfinningen är att minska tidsåtgång och kostnader för restaurering av ventilspindelstyrningar eller andra 30 för styrning, lagring etc tjänande hålrum.

Det generella ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett räfflingsverktyg, som har relativt enkel konstruktion och är lätt att använda, varvid ett spe- ciellt ändamål är att åstadkoma ett räfflingsverktyg, 35 medelst vilket borrningar eller andra hålrum för styr- ning eller lagring av entilspindlar eller andra axlar kan restaureras för lägre kostnader och mindre arbete än tidigare. z-p; »sl-re flf' sw-f, w; 10 15 20 25 30 35 Ytterligare ändamål med verktyget enligt uppfin-_ ningen är följande: - att möjliggöra återställning av borrningar till urspruglig storlek genom att först minska borrninens effektiva diameter med minsta möjliga förändring av den del, i vilken borrningen är utformad; - att underlätta införing av räfflingsverktyget i en borrning för påbörjande av räfflingsoperationen; - att förbättra smörjningen av ventilspindlar eller andra axlar; - att minska antalet erforderliga delar och antalet anpassningsoperationer i samband med renovering av for- donsmotorer eller liknande renoveringsarbeten; - att öka brukstiden för ventilerna vid förbrän- ningsmotorer; i - att minska behovet av överdimensionerade delar vid renovering av motorer eller andra maskiner och maskin- element; - att åstadkomma ett räfflingsverktyg, som kan in- föras i en borrning eller annat hâlrum i ett arbets- stycke utan någon föregående bearbetning av hålrunuæt; - att åstadkomma ett räfflingsverktyg, som har en relativt lång brukstid och kan återställas till ett i huvudsak nytt tillstånd med minsta besvär och med an- vändning av minsta antal ersättningsdelar; - att åstadkoma ett râfflingsverktyg, vändas utan någon väsentlig eller helt utan föregående som kan an- träning, och ' - att âstadoma ett räfflingsverktyg, räffling av en hâlrusyta enligt ett önskat rörelsen av verktyget genom hålrumet.

Dessa och andra ändamål och fördelar med verktyget enligt uppfinningen beskrives närmare i det följande under hänvisning till bifogae ritning, på vilken fig l som medger mönster för .är en planvy av huvuddelen av ett râfflingsverktyg enligt uppfinningen, fig 2 visar verktygets huvuddel i en tvär- sektion tagen längs linjen 2-2 i fig l, fig 3 visar verk- V tr;- 10 15 20 25 30 35 ¿ ,vn_- tyget» huvuddøl i en Indvy udd trßn hönor i lig I. Itqeff? 4 är an nmavy av den 1 m l l planvy vludo huvudman av verktyget enligt uppfinningen, tig S vinr verktyget; huvuden i en anavy mm fran vamter 1 rig 4, ng s visar verktygets styrorgan i axialsektion, fig 7 visar i en större skala en typisk rulle, som användes vid verktyget enligt uppfinningen, och fig 8 är en sidovy av ett sammansatt räfflingsverktyg enligt uppfinningen under räffling av en borrning i ett arbetsstycke, som visas i sektion.

På ritningen visar fig 8 ett föredraget utförande av ett med 10 betecknat sammansatt verktyg enligt upp- finningen, vilket har en första del eller en huvuddel 12, en styrdel 14 och en rulle 16. Konstruktionsdetaljerna av dessa delar är viktiga för användningen av verktyget en- ligt uppfinningen, såsom för den påbörjande införingen av verktyget i ett hålrum, vars omkretsyta skall räfflas, och för rotering av verktyget i hålrummet uder utövning av axial- och rotationskrafter för räffling genom stuk- ning eller pressning av materialet, så att hålrumet efter räfflingen uppvisar ett skruvspiralformigt spår kantat av inåt utskjutande ryggar och en effektiv inner- diameter, som är mindre än före räfflingen. Genom att hålrumet efter räfflingen har en mindre diameter är det möjligt att restaurera hålrumsytan genom exempelvis slip- ning av de inåt utskjutande ryggarna för âterställning av hålrumets ursprungliga diameter eller för framställ- ningen av någon annan önskad diameter för att möjliggöra fortsatt anvândning av ett tidigare använt organ (spin- del, axel etc) eller användning av ett organ med en annan diameter i hålrumet. Typiska hålrum, som med för- del kan räfflas med användande av verktyget enligt upp- finningen, är borrningar eller andra hâlru, som använ- des för styrning av ventilspindlar för ventiler vid förbränningsmotorer, men det bör observeras att detta endast nämnes som exemel på många andra möjliga använd- ningsområden för ett räfflingsverktyg enligt uppfin-_ ip, ¿ ningen. - -»%;ïevf 16 15 20 25 30 35 n19oq531ë9 =~_ _, _ 5 . 0 Såsom framgår av fig l - 5, där huvuddelen 12 av ": verktyget enligt uppfinningen visas i detalj, innefattar huvuddelen 12 ett relativt långt cylinderformigt parti ” 18, som övergår i ett smalare, gängat cylinderformigt ändparti 20 via ett halsparti 22, vilket har ännu mindre diameter än det gängade partiet 20. I delen 12 är utfor- mat ett hålru 24, vilket har formen av en borrning, som är öppen vid delens 12 ena sida och sträcker sig ge- nom det gängade ändpartiet 20 från dess ena ände samt genom halspartiet 22 och in i det cylinderformiga partiet 18. Borrningen 24 är så utformad, att dess längdaxel bildar en spetsig vinkel i förhållande till delens 12 längdaxel, vilket klart framgår av fig l, men borrningens 24 längdaxel ligger på ett plan, som är parallellt med delens 12 längdaxel, vilket framgår av fig 2 och 4. Vin- keln mellan borrningens 24 och delens 12 längdaxlar be- stämmer stigningen av det skruvspiralformiga spår, som skall utformas i ett arbetsstycke medelst verktyget en- ligt uppfinningen.

Borrningen 24 är öppen längs delens 12 ena sida i största delen av sin längd, dvs med undantag för ett litet avsmalnande ändparti 26, vilket är beläget i det cylinderformiga partiet 18. Detta ändparti 26 av borr- ningen är avrundat eller koniskt. Vidare har borrningen 24 i ett mittparti en ringformig utvidgning 28. Hålrun- met, dvs borrningen 24 och dess utvidgning 28, är ut- format för att medge införing och för att upptaga den 1 detalj i fig 7 visade rullen 16. Rullen 16 består av två cylinderformiga partier 30, 32, vilka har avrundade A eller stympat koniska ändar 34, 36 och övergår i varand- ra i rullens radiella mittplan via en ringformig, ra- diellt utskjutande rygg 38. Ryggen 38 övergår i de cy- linderformiga partiernas 30, 32 oukretsytor via motsatta, ringformiga, sluttande sidoytor 40, 42, vilka i sin tur övergår i varandra vid ryggens ringformiga krön via en rundad eller smal, plan ringformig yta 44. Ryggen: sido- ytor 40, 42 har företrädesvis en lutningsvinkel av ca:_ g fia* f* så* f* “ ' ; 10 15 20 25 30 35 _. ~-*sw~- li79oasz1ë9“ 45° i förhållande till rullens längdaxel och kurvatumen¿; hos den rundade eller smala, plana ytan 44 är vald för' ernående av önskad räfflingsverkan i en yta, som skall' bearbetas medelst verktyget. Lutningen av ryggsidoytorna ao, 42 är vald för att möjliggörs intrangning av ve:kff¿_.: tyget, inklusive rullen med dess rygg 38 i ett hålru,;fg¿ÉJ såsom en børrning, som skall raffias. utan att nåizun-g_ met i förväg behöver förberedas för införing av verk- tyget. Denna införing av verktyget möjliggöres genom ryggens 38 sluttande sidoytor 40, 42, vilka medger rela- tivt lätt inträngning i en borrning, som skall räfflas, med relativt liten erforderlig stukningskraft, dvs kraft för undanträngning av material. Ryggpartiet 38 kan emel- lertid ha annan konicitet än 45° beroende på sådana förhållanden som exenpelvis toleranserna mellan delarna, hårdheten hos den metall, som skall räfflas, och rygg- ytans 44 kurvatur. Det är icke nödvändigt att ryggens 38 båda sidoytor är sluttande eller att båda sidoytorna har samma sluttande form, men likadan sluttande form på ömse sidor föredrages för att möjliggöra placering av rullen 16 i endera av två i förhållande till varandra motsatta lägen i hålrummet 24 i verktygets huvuddel 12.

Om en enda sluttande rygg 38 användes, kan den sluttan- de ytan vara mera gradvis sluttande för en given vidd av ryggen 38. - Rullen 16 placeras i hålrummet 24 i delen 12 genom att rullens ena ände, såsom änden 34, införes i hålru- met 24 och skjutes in i hålrumets avsmalnande ände 26, så att rullen med sin ringformiga rygg 38 kan läggas fl ned i det utvidgade partiet 28 av hålrummet, i vilket_t läge rullens motsatta avrundade eller stympat koniska ände 36 sträcker sig in i ett parti av hålrummet 24, som sträcker sig enom huvuddelens 12 koniska omkrets-¿_'å yta 36 invid halspartiet 22. När därefter styrorganet'* f 14 skruvas fast vid verktygets huvuddel 12 inneslutes även rullens sistnämnda ände 36, så att rullen fasthå les på plats i hålrummet 24 (se fig 8). ' , - .Es-Q ~ f; 1 5 10 15 20 25 30 35 Såsom framgår av fig 6 har styrorganet 14 formen» . av ett långsträckt cylinderformigt organ, vilket 1 sitt, “ ena anapani har en gängad borrning so och i ut: mt-i satta ändparti ett hål 52 för ingrepp med en tappnyckel ]f hos ett drivverktyg av lämpligt slag för inskruvning I 1 N och åtdragning av styrorganet 14 på verktygets huvuddel 12. Den gängade borrningen 50 i styrorgaets 14 ena änd- parti har vid den yttre änden en utvidgning med en ko- nisk mynning, vars koniska yta är betecknad med 54 och passar mot huvuddelens 12 koniska yta 46 och föres till anliggning mot denna, när styrorganet 14 skruvas fast på huvuddelens 12 gängade ändparti 20, varigenom styr- organet 14 på redan beskrivet sätt stänger in rullen 16 och hindrar att denna faller ut ur hålrummet 24.

Genom formen av rullens 16 ändpartier 34, 36 har emel- lertid rullen fortfarande relativ rörelsefrihet i hål- rumet 24, så att den kan rotera i hålrummet. När verk- tyget användes verkar det erforderliga axialtrycket för att driva verktyget genom en borrning eller annat hål- rum i ett arbetsstycke helt eller åtminstone till stor del som ett tryck mellan rullens koniska ände 34 och motsvarande koniska ändyta 26 av hålrummet 24, medan inget eller i varje fall relativt litet tryck uppstår mellan rullens motsatta koniska ände 36 och den koniska mynningsytan 54 hos hålrummet i styrorganet 14. Även vid indrivningen har rullen 16 relativ rörelsefrihet i sitt monterade, inneslutna läge, så att den med sin ringformiga rygg 38 kan rotera i ingrepp med den yta, som skall räfflas. f Det framgår av fig 8 att verktygets huvuddel 12 har ' något mindre diameter än styrorganet 14. Denna diameter-1 skillnad är avsiktligt vald för att underlätta verk- Ä_ tygets användning, dvs för att ge verktyget ett visst 6 spelrum och för att förhindra att verktyget klammes I V fast, vilket det skulle göra om verktygets huvuddel 124 __ och borrningen i ett hålrum, som skall räfflas, hade l_ samma diameter. Dessutom är det bakre ändpartiet 14 av¿_H« F@,_~._. .en-H ,_ 'Tf§§§fiE”'f”%fi@@%f$nwwwfia~~ 10 15 20 25 30 35 7908532f2 8 . verktygets huvuddel 12, dvs den sista dlen av verktyetå som föres in i en borrning, som skall räfflas, utformad ff med en viss konisk avsmalning fram till en ringformig,°lÄ komm; avfasning se via den ban-e anden fö: att nen i verktyget från dess främre till dess bakre ände vid rörel- sen genom borrningen och under räfflingen skall kumna lutas i en liten men tillräcklig grad för att förhindra att verktyget skrapas mot borrningens yta eller plattar till de genom räfflingen bildade ryggarna, och genom den koniska avsmalningen av detta ändparti minskas eller' förhindras risken av att det på grund av slag, som den bakre änden 64 utsättes för vid igångsättning av en räfflingsoperation (se nedanstående beskrivning), skall stukas till otillåten ansvällning.

I fig 8 visas verktyget 10 i ett läge efter in- föring i borrningen 58 i ett arbetsstycke 60. Vid igång- sättning av en räfflingsoperation införes först verk- tygets styrorgan 14, vars diameter ligger nära borrningens S8 diameter. Vid inskjutningen av verktyget stoppas detta, när den från hålrummet 24 utskjutande delen av rullens 16 ringformiga rygg 38 når änden 62 av arbets- stycket vid borrningens S8 mynning. Medelst en hammare eller annat slagverktyg utsättes därefter verktyets 10 yttre, fria ände 64 för slag med tillräcklia kraft för att driva in verktyget med rullens rygg 38 i arbets- styckets borrning 58. Ryggen 38 behöver endast föras in i borrningen 58 en relativt liten sträcka för att verk- tyget därefter skall kumna användas på i det följande beskrivet sätt. I det beskrivna läget med ryggen 38 in- driven i arbetsstyckets borrning gripes verktyget 10 medelst en drivanordning, exemelvïs ett verktyg för manuell manövrering, såsom en skiftnyckel, tappnyckel eller dylikt, eller ett motordrivet vridmomentutövan- de verktyg. Såsom visas i fig S har den yttre änden av verktyget lQ ett sexkanthål 66 för mottagning av en tappnyekel för nyss beskrivet ändamål. Medelst en driv- g anordning i ingrepp med sexkanthålet 66 utsattes verk- "f 10 15 20 25 30 35 tyget för tryck 1 riktning framåt samt drivkraft för dy* rotering, varvid rullen 16 pressas med ryggen 38 mot E ytan 1 borrningen 58 och formar ett skruvspiralformigt spår 68 (se fig 8) genom roteringen av verktyget. Till verktygets 10 rörelse framåt 1 borrningen 1 arbetsstycket bidrager 1 hög grad det förhållande, att rullens 16 längdaxel lutar med en spetsig vinkel 1 förhållande till verktygets längdaxel.

Spåret 68 formas genom trycket av rullens rygg 38 mot ytan i borrningen och genom trycket utpressas metall 1 arbetsstycket radiellt inåt på ömse sidor om spåret 68. Verktyget enligt uppfinningen uppfyller följakt- ligen det avsedda ändamålet, nämligen att genom utform- ning av i riktning inåt utpressade ryggar 70, 72 minska borrninens 58 diameter. Genom att huvuddelen l2 av verktyget har något mindre diameter än borrningens S8 diameter och har en konisk avsmalning 74 vid sitt yttre ändparti utsätter verktyget de yttre kanterna av ryggar- na 70, 72 för föga eller ingen friktion med åtföljande tillplattning, varigenom den som resultat av räfflingen åstadkomna väsentliga diameterreduktionen av borrningen i arbetsstycket kvarstår för att medge efterföljande be- arbetning till önskad diameter. Det bör observeras att verktyget är konstruerat för passage genom borrningen i ett arbetsstycke endast en gång. Om verktyget bringa: att ytterligare en gång passera genom en redan räfflad borrning, skulle styrdelen 14 koma 1 friktionsingrepp med åsarna 70, 72, vilket skulle kunna förstöra vad som åstadkomits genom den föregående räfflingsoperationen r och skulle kunna omöjliggöra en efterföljande bearbet- r ning av borrningen till exakt diameter.

Det framgår av fig B att kraften från ryggen 38 mot borrningsytan 58 pressar den med avseende på fig 8 . vänstra änden av styrorganet 14 med en motsatt riktad största tryçkkraft mot borrningens yta 58 vid den dia- metralt beläga punkten 73. Härigenom åstadkommas en viss, relativt liten böjning av hela verktyget inklusive . 16 15 20 25 30 35 fi: 'fäwvbbsszvw a 10 styrdelen l4 i borrningen 58, vilket emellertid icke n' är till skada för resultatet av räfflingen. l Om verktyget vid användningen utsättes för otill- räcklig axialkraft för inpressning av ett skruvspiral- formigt spår, såsom spåret 68, kan det hända att den ringformiga ryggen 38 på rullen 16 formar och bringas att följa ett ringformigt spår trots att rullen genom sin lutning har en orientering, som tenderar att minska denna möjlighet. Om detta skulle inträffa är det rela- tivt lätt att övervinna problemet genom att öka axial- kraften eller utsätta verktyget för slag för att form- ning av ett skruvspiralformigt spår på nytt skall börja.

Det har icke visat sig vara speciellt ofördelaktigt för resultatet om ovan beskrivna händelse inträffar under något moment av räfflingen.

Verktyg enligt uppfinningen har visat sig vara synnerligen fördelaktiga vid renovering av ytor i borr- ningar i motorblock för ventilspindlar. Sådan renovering kan med användande av verktyg enligt uppfinningen ut- föras utan någon omborrning, ombussning eller använd- ning av överdimensionerade ventildelar. Det är följakt- ligen möjligt att fortsätta att använda samma ventilorgan eller ventilorgan av samma storlek och erforderliga om- slipnings- och omformingsoperationer kan reduceras till ett minimum. Genom användning av verktyg enligt uppfin- ningen kan sålunda väsentliga besparingar ernås vid re- novering av motorblock och tillhörande ventiler. Verktyg enligt uppfinningen är naturligtvis icke begränsade till renovering av borrningar eller dylika styrningar för ventilspindlar utan kan användas inom många andra omrâ- den och speciellt när cylinderformiga hål, borrningar och hålrum med relativt liten diameter av någon anled- ning skall givas mindre diameter, t ex för omslipning eller annan renovering.

De medelst verktyg enligt uppfinningen utformade skruvspiralformiga spåren i hålrusytor kan tjänstgöra som smörjkanaler, vilket är av speciell fördel, när ll - AR en borrning, som räfflas, skall innehålla en rörlig del.ä§ exempelvis en ventilspindel. AV _ '51 Det ovan beskrivna verktyget enligt uppfinningn uppfyner ana 1n1ean1ngsv1s beskrivna anaamäi, mniqi- “A 5 vetvis är inom ramen för uppfinningen många modifikatio-t ner av det beskrivna räfflingsverktyget tänkbara beroen-Q de på olika användningsområden. Sådana möjliga modifika- Ü tioner faller inom ramen för uppfinningen enligt efter- följande patentkrav.

Claims (4)

10 15 20 25 30 “iiiivsvosssïeI-s ,Jsswængs æsssfiamf; 12 PATENTKRAV

1. l. Verktyg för râffling av borrnings- eller andra hálrumsytor (58) i ett arbetsstycke (60). vilket verktyg (10) innefattar en första långstrâckt del (12) med ett hålrum (24). som åtminstone längs en del av sin längd genombryter den första delens omkretsyta och har avsmalnande ändar samt ett utvidgat, partiellt ringformigt, radiellt utåt öppet mittre hålrumsparti (28), och en andra långstrâckt del (14), som har något större diameter än den första delen (12) och är avsedd att bilda en styrning för denna del i förhållande till arbetsstyckets borrnings- eller hålrumsyta, samt en långsträckt rulle (16), som har koniskt avsmalnande ändpartier (34, 36) och uppvisar i sitt mittparti ett ringformigt utsprång (38) och som är dimensionerad för placering i hålrummet (24) i den första delen (12), varvid rullens ringformiga utsprång (38) sträcker sig ut ett stycke förbi den första delens (12) omkrets- yta, k å n n e t e c k n a t därav, att den första delen (12). den andra delen (14) och rullen (16) består av tre separata delar, att den första delens (12) ena ändparti har formen av en gängad tapp (20) med i förhållande till den första delens (12) huvudparti (18) reducerad diameter och med en företrädesvis konisk vidgad övergång (46) till nämnda huvudparti (18), att den i förhållande till den första delen (12) separata andra delen; dvs styrdelen (14), uppvisar ett i dess ena ände mynnande hålrum, vilket uppvisar ett gängat parti (S0) för upptagande av och för skruvförbindning med den första delens (12) gängade tapp (20). att hålrummet (24) i den första delen (12) vid sin ena ände åtminstone partiellt genombryter väggen hos nämnda övergångsparti (46) mellan den första delens tapp (20) och huvudparti (18). så att motsvarande ändparti av den i hålrummet placerade rullen blottas. och att , ...ff-g 10 15 20 W f ' ïfšffialflš-"s ä* f" » 'Wälw _. *Qi i;ÜÉš§S7¥9 13 styrdelens (14) hålrum mynnar vid styrdelens mot denö' första delens (12) huvudparti (18) vända ände via en företrädesvis koniskt vidgad hålrumsyta (S4). som ii är så dimensionerad, att den vid hopskruvning av den första delen (12) och styrdelen (14) stänger in rullen (16) i hálrummet i den första delen och stöder axiellt och radiellt mot dess angränsande avsmalnande ände.

2. » Verktyg enligt patentkravet 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att hålrumet (24) i den första, separata delen (12) är utformat från den gängade tappens (20) ände och in i den första delens (12) huvudparti (18).

3. Verktyg enligt patentkravet 1 eller 2. n e t e c k n att därav, att den första delen (12) E vid sin motsatta ände i förhållande till den ände, i med vilken styrdelen (14) är fastskruvbar, har en anordning (66), exempelvis ett insexhål, för ingrepp ä É k ä n - med ett vridmomentöverförande verktyg.

4. Verktyg enligt patentkravet 1, t e c k n a t därav, att_hâlrummet (24) i den första delen (12) är utformat så, att dess längdaxel bildar en vinkel i förhållande till ett plan längs den första delens (12) längdaxel. k ä n n e - gav... . .. ._ .. " “ä f* -'~^'.~..2-.amå=ïnf