WO1996002346A1 - Werkzeugkopf mit axial verstellbarem spannfutter - Google Patents

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WO1996002346A1
WO1996002346A1 PCT/EP1995/001987 EP9501987W WO9602346A1 WO 1996002346 A1 WO1996002346 A1 WO 1996002346A1 EP 9501987 W EP9501987 W EP 9501987W WO 9602346 A1 WO9602346 A1 WO 9602346A1
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WO
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tool head
base body
head according
clamping
tool
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Application number
PCT/EP1995/001987
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English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Feil
Original Assignee
Komet Präzisionswerkzeuge Robert Breuning Gmbh
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Publication date
Application filed by Komet Präzisionswerkzeuge Robert Breuning Gmbh filed Critical Komet Präzisionswerkzeuge Robert Breuning Gmbh
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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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23C—MILLING
    • B23C2215/00—Details of workpieces
    • B23C2215/60—Valve guides in combination with the neighbouring valve seat

Definitions

  • the invention relates to a tool head with a base body which can be fastened to a motor-driven machine spindle of a machine tool and with a central axis arranged in the base body, preferably by means of a central actuating rod which can be driven on the machine side or by means of a chuck axially displaceable in the base body for receiving a tool that can be inserted at the end face through a tool guide, preferably designed as a reamer or drill.
  • Tool heads of this type are used, for example, in the form of double inclined slide rotary heads for the combined fine machining of valve seats and tappet guides in the cylinder head of a vehicle engine.
  • the plunger guide is driven out by a reamer clamped in the chuck of the tool head and axially displaceable with the actuating rod in the tool head, after the valve seat in the valve seat ring has been finely turned beforehand in the same clamping of the tool and the protective chamfers of the valve seat have been foreheaded .
  • the invention has for its object to improve the known tool head of the type specified in such a way that a simple and incorrect Safe handling is possible, especially when changing tools.
  • the invention is based above all on the idea that the chuck, which is concealed within the base body, can lead to incorrect operation if the tool is operated incorrectly.
  • an adjusting mechanism for the chuck which is adjustable between a clamping position and a release position is arranged in the base body and which has a blocking device which blocks the start-up of the tool head in the release position of the chuck.
  • the actuating mechanism can include an actuating element arranged in a housing which is fixed to the base body, which can be abutted or abutted against actuators of the chuck, and an actuating element which is guided in a bearing recess of the base body and is coupled to the actuating element in the release division and preferably under the action of a spring force in the clamping position have coupled coupling member.
  • the actuating mechanism can be inserted in the release position by means of a device that can preferably be inserted into a recess in the coupling member.
  • the locking and locking key which can be locked on the base body and / or the adjusting mechanism and can preferably be actuated radially outward, can be actuated from the outside.
  • the adjusting and locking key also represents a locking device which, when locked, blocks the start-up of the tool head with its part protruding beyond the base body. This can be achieved in a particularly simple manner in that the actuating member has a polygonal opening coaxial to the eccentric axis for the engagement of a complementary polygonal edge about a housing-fixed eccentric axis which is limited about a housing-fixed eccentric axis and which bears with its surface against the actuating organs of the chuck of the coupling member comprising eccentric.
  • the tool guide is expediently arranged in a separate guide part which can be releasably fastened to the center of the base body and which has a guide channel aligned with the chuck for the passage of the tool.
  • the base body is provided with an axis-central fitting bore, delimited on the end face by a flat surface, for receiving a fitting pin projecting over a flat surface on the guide body side and containing a pass-through channel for the tool, the fitting pin and the fitting hole can be coupled with a suitable tensioning mechanism while bracing the plane surfaces.
  • the guide part is aligned with its passage channel with respect to the spindle axis. bar.
  • the housing of the actuator can be axially projecting at the spindle-side end of the fitting pin of the guide part and separated from the base body together with the guide part.
  • the guide channel must reach axially through the actuator and its housing, the guide channel extending transversely to the eccentric axis through the eccentric piece, leaving free a radial section corresponding to the maximum angle of rotation of the eccentric piece.
  • the angle of rotation of the eccentric piece between the clamping position and the release position is advantageously 50 ° to 70 °, preferably 60 °.
  • the clamping mechanism for clamping the guide part advantageously has a clamping bolt which is arranged displaceably in a transverse bore of the fitting pin and which can be clamped between two retaining screws inserted into radial bores of the base body while tensioning the flat surfaces, and the ones leading to the retaining screws Radial bores in the base body can be closed from the outside by means of a liquid-tight and dirt-tight screw plug.
  • the fitting pin has a cavity provided with an internal thread, into which a clamping body provided with an external thread is preferably loosely screwed in such that the mutually abutting , diagonally to the front
  • the flanged end of the internal thread and the external thread are designed as clamping surfaces that can be pressed against one another during the clamping process, and that the cavity wall is at least partially dimensioned such that when the clamping surfaces are pressed against one another it can be expanded or expanded elastically and pressed against the inner surface of the fitting bore.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the clamping body and the cavity wall have transverse bores that are aligned with one another, that in the transverse bores there is an inner or outer cone at its ends, the clamping bolt is slidably arranged, that the base body with two in one another diametrically opposed internal threads are provided, which have an outer or inner cone facing the inside of the fitting bore, assigned to the inner or outer cone of the clamping bolt, and can be clamped with the clamping bolt during the tightening process, and that the clamping bolt and the retaining screws hold one during the tightening ⁇ have both the pressing of the clamping body with its clamping surface against the clamping surface of the fitting pin as well as the retraction of the fitting pin in the fitting bore and the mutual pressing of the flat surfaces causing axial offset.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that, in addition, two inclined slides which can be displaced in the opposite direction to the spindle axis on the base body are provided, at least one of which has a tool holder with a clamping mechanism for clamping the clamping tool or a tool carrier, and also a hollow-trained, machine-operated one in its cavity the actuating rod and the chuck for the tool are provided with an adjusting rod that is concentric and axially adjustable in the base body, the axial movement of which can be converted into the inclined movement of the inclined slide by means of a gear mechanism.
  • the gear means expediently each have a slide and driver pin arranged on the adjusting rod and engaging in a complementary guide bore of the associated inclined slide, oriented transversely to its direction of displacement, while the guide bore is in an adjustable on the inclined slide and with the slide and Driver pin alignable adjusting bush is arranged.
  • the inclined slide guides can be adjusted to a limited extent in relation to the spindle axis.
  • An additional adaptation to the desired machining dimension of the workpiece is made possible by the fact that at least one of the tool carriers is composed of two carrier parts that are rigidly connectable to one another and can be adjusted transversely to the spindle axis while adjusting the machining diameter.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the chuck and the tool that can be inserted into it have a cooling lubricant bore that can be acted upon with cooling lubricant on the machine side, and that in the base body a compressed air opening into the cooling lubricant bore via at least one check valve pressurized air duct is provided.
  • the cooling lubricant channel can be blown out with compressed air before the tool change and thus contamination of the tool head can be avoided.
  • the base body has an undercut circumferential groove for receiving balancing weights that are adjustable in the circumferential direction.
  • FIG. 1 shows a side view of a double inclined slide rotary head for machining cylinder heads in a partially sectioned illustration
  • FIG. 2a shows a longitudinal section through the tool head according to FIG. 1;
  • 2b shows an enlarged detail from FIG. 2a;
  • FIG. 3a shows a section along the section line III-III of FIG. 2;
  • FIG. 3b shows an enlarged detail from FIG. 3a.
  • the double inclined slide rotary head shown in the drawing is intended for the finishing of valve seat rings and tappet guide bushes. It essentially consists of a base body 12 which can be flanged onto a motor-driven machine spindle 10, indicated by a dash-dotted line in FIG.
  • a reaming guide which can be coupled to the front side of the base body 12 by means of a coupling device 14 and can be aligned with the spindle axis 16 18, a chuck 22 engaging axially centrally in the base body on the machine side and axially displaceable relative to the base body 12 from the machine side by means of an actuating rod 20 for receiving a reamer 24 which can be inserted at the end face through the reaming guide 18, two in the base body 12 At an angle of approximately 45 ° with respect to the spindle axis 16, displaceable diagonal slides 26, a hollow rod designed as a hollow rod, engaging from the machine side in an axial guide of the base body 12, the actuating rod 20 and the chuck 22 concentrically encompassing the actuating rod 28 , two on sti the transverse end of the adjusting rod pointing obliquely outwards, in transverse guides 30 the inclined slide 26 engaging slide and driving pin 32 and one each on the inclined slide 26 releasably attachable to the
  • the reamer guide 18 is designed as a guide piece separate from the base body 12, which projects axially beyond the base body 12 and in the area of the coupling device 14 a fitting pin 42 engages in a fitting bore 43 of the base body 12.
  • the fitting pin 42 has a cavity 44 with an internal thread, into which a clamping body 46 with an external thread 48 is loosely screwed.
  • the flanks of the internal and external thread 48 pointing obliquely to the spindle-side fitting pin end 50 also serve as clamping surfaces, via which the cavity wall 44 is radially elastically expanded when the clamping body 46 is axially clamped and pressed against the inner surface of the fitting bore 43.
  • the base body 12 is provided with two inside and diametrically opposed internal threads, one with the inside or outside cone of the clamping bolt 56, which has an outside or inside cone pointing towards the inside of the fitting bore, during the clamping process provided with the clamping bolt clampable retaining screws 58, which are accessible from the outside through radial bores 60, which in turn can be closed liquid-tight by screw plugs 62.
  • the clamping bolt 56 and the retaining screws 58 have both the pressing of the clamping body 46 in the area of the thread 48 against the cavity wall 44 'and the insertion of the fitting pin 42 into the fitting hole 43 and the mutual pressing of the flat surfaces 64, 64' during the clamping operation. effecting axis offset.
  • the fitting pin 42 carries a closure cover 66, which is also a component of an eccentric housing 68.
  • an eccentric piece designed as an actuator 70 for the chuck 22, which acts axially against the actuating members 74 of the chuck 22 with its surface which extends through a housing opening and is eccentric to the axis of rotation 72. In this way, by rotating the actuator 70 about the axis of rotation 72, the chuck 22 can be brought from a clamping position into a release division.
  • the fitting pin 42 and its clamping body 46 are provided with axis-central guide channels and openings 76, which are aligned with the guide channel 78 of the reaming guide 18 and open into the axis-central reaming receptacle 80 of the clamping chuck 22.
  • 1 to 3 show the outermost end position of the actuating rod 20 and the chuck 22, in which the reamer 24 is in its maximum paint length - protrudes axially over the reamer guide 18 and in which the chuck 22 can be actuated by the actuator 70.
  • the adjusting mechanism for the relaxation of the chuck 22 additionally comprises a rod-shaped coupling member 84 arranged in a radial bearing recess 82, which, against the force of a compression spring 86, can be inserted with its front hexagon 88 into a coaxial hexagon recess 90 of the eccentric adjusting member 70 and is rotatable about the eccentric axis 72 in the engaged position.
  • the coupling member 84 is actuated with an external key 92, which is first inserted into an outside key opening 94 of the coupling member 84 as far as it will go, and together with the coupling member is pressed in a little against the force of the spring 86 and then together with this is rotated by about 60 °.
  • the gates 100 in the guide channel 76 of the actuator 70 ensure that the reamer can reach through to the chuck even in the release position of the actuator 70.
  • the two inclined slides 26 are guided in opposite directions in inclined guides 102 at an angle of approximately 45 ° in the base body. They each carry a tool carrier 38, 40 at their one end facing the reaming guide, one of which is formed in two parts in the embodiment shown and is equipped with an indexable insert 104 at its front end.
  • the indexable insert 104 here has the function of a turning tool, with which a conical surface designed as a valve seat can be finely turned by actuating the inclined slide 26 in question.
  • the two carrier parts of the tool carrier 38 can be radially offset from one another at the toothed separation point 106 while adapting to the machining diameter.
  • the second tool carrier 40 has no cutting means and therefore only serves as a counterweight for balancing the balance.
  • the diagonal slide 26 is driven via the hollow adjusting rod 28, which engages with its obliquely arranged sliding and driving pins 32 in the transverse recesses 30 of the diagonal slide 26.
  • the transverse recesses 30 are located in guide bushes 108, which can initially be inserted loosely in corresponding receptacles 110 of the inclined slide 26 and can be clamped there by means of tensioning screws 112 after the alignment has been carried out.
  • the chuck 22 and the reamer 24 which can be inserted into the chuck have axially continuous channels provided, which can be acted upon from the spindle side with a cooling lubricant. These channels communicate with a compressed air channel 114 in which two check valves 116 are arranged. The cooling lubricant channels can be blown out with compressed air via the compressed air channel 114 before a tool change.
  • the base body 12 has an undercut circumferential groove 118 in which balancing weights 120 which are distributed over the circumference can be clamped for fine balancing.
  • the invention relates to a tool head, in particular a double inclined slide rotary head for the combined fine machining of a valve seat and a tappet guide in a cylinder head.
  • the tool head has a base body 12 which can be fastened to a machine spindle and a chuck 22 arranged axially centrally in the base body and axially displaceable by means of a central actuating rod 20 or a motor arranged in the base body for receiving a reamer 24 which can be inserted at the end face through a reaming guide 18.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf, insbesondere einen Doppelschrägschieber-Drehkopf zur kombinierten Feinbearbeitung eines Ventilsitzes und einer Stößelführung in einem Zylinderkopf. Der Werkzeugkopf weist einen an einer Maschinenspindel befestigbaren Grundkörper (12) und ein achszentral im Grundkörper angeordnetes, mittels einer zentralen Betätigungsstange (20) axial verschiebbares Spannfutter (22) zur Aufnahme einer stirnseitig durch eine Reibahlenführung (18) hindurch einsetzbare Reibahle (24) auf. Um eine fehlbedienungssichere Handhabung zu gewährleisten, ist im Grundkörper (12) ein zwischen einer Spannstellung und einer Freigabestellung verstellbarer Stellmechanismus (70, 84) für das Spannfutter (22) vorgesehen, das eine in der Freigabestellung des Spannfutters (22) die Inbetriebnahme des Werkzeugkopfs blockierende Sperrvorrichtung (92, 96, 98) aufweist.

Description

Werkzeugkopf mit axial verstellbarem Spannfutter
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf mit einem an einer motorisch angetriebenen Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine befestigbaren Grundkörper und mit ei¬ nem achszentral im Grundkörper angeordneten, vorzugs¬ weise mittels einer zentralen, maschinenseitig antreib¬ baren Betätigungsstange oder mittels eines im Grundkör¬ per angeordneten Motorantriebs axial verschiebbaren Spannfutter zur Aufnahme eines stirnseitig durch eine Werkzeugführung hindurch einsetzbaren, vorzugsweise als Reibahle oder Bohrer ausgebildeten Werkzeugs.
Werkzeugköpfe dieser Art werden beispielsweise in Form von Doppelschrägschieber-Drehköpfen für die kombinierte Feinbearbeitung von Ventilsitzen und Stößelführungen im Zylinderkopf eines Fahrzeugmotors eingesetzt. Die Stößel¬ führung wird dabei durch eine in dem Spannfutter des Werkzeugkopfs eingespannte und mit der Betätigungsstan¬ ge im Werkzeugkopf axial verschiebbare Reibahle ausge¬ rieben, nachdem zuvor in der gleichen Einspannung des Werkzeugs der Ventilsitz im Ventilsitzring feingedreht und die Schutzfasen des Ventilsitzes gestirnt worden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Werkzeugkopf der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine einfache und fehlbedienungssi- chere Handhabung vor allem beim Werkzeugwechsel möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteil¬ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht vor allem von dem Gedanken aus, daß das innerhalb des Grundkörpers verdeckt angeordnete Spannfutter für das Werkzeug bei einer falschen Betäti¬ gung zu Fehlbedienungen führen kann. Um dies zu vermei¬ den, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß im Grundkörper ein zwischen einer Spannstellung und einer Freigabestellung verstellbarer Stellmechanismus für das Spannfutter angeordnet ist, der eine in der Freigabe¬ stellung des Spannfutters die Inbetriebnahme des Werk¬ zeugkopfs blockierende Sperrvorrichtung aufweist.
Der Stellmechanismus kann zu diesem Zweck ein in einem grundkörperfest montierten Gehäuse angeordnetes, gegen Betätigungsorgane des Spannfutters anschlagbares oder anliegendes Stellorgan und ein in einer Lagerausnehmung des Grundkörpers geführtes, in der Freigabesteilung mit dem Stellorgan gekuppeltes und in der Spannstellung vorzugsweise unter der Einwirkung einer Federkraft ent¬ kuppeltes Kupplungsorgan aufweisen. Gemäß einer bevor¬ zugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Stellmecha¬ nismus mittels eines vorzugsweise in eine Ausnehmung des Kupplungsorgans einführbaren, in der Freigabestel- lung am Grundkörper und/oder am Stellmechanismus ver¬ riegelbaren und vorzugsweise radial nach außen über¬ stehenden Stell- und Sperrschlüssel von außen her betä¬ tigbar. Der Stell- und Sperrschlüssel stellt dabei zu¬ gleich eine Sperrvorrichtung dar, die im verriegelten Zustand die Inbetriebnahme des Werkzeugkopfs mit ihrem über den Grundkörper überstehenden Teil blockiert. Dies läßt sich besonders einfach dadurch verwirklichen, daß das Stellorgan ein um eine quer zur Grundkörperachse ausgerichtete gehäusefeste Exzenterachse begrenzt dreh¬ bares, mit seiner Oberfläche gegen die Betätigungsorga¬ ne des Spannfutters anliegendes, eine zur Exzenterachse koaxiale Mehrkantöffnung für den Eingriff eines komple¬ mentären Mehrkants des Kupplungsorgans aufweisendes Ex¬ zenterstück umfaßt.
Zweckmäßig ist die Werkzeugführung in einem separaten Führungsteil angeordnet, das achszentral am Grundkörper lösbar befestigbar ist und das einen mit dem Spannfut¬ ter fluchtenden Führungskanal für den Durchgriff des Werkzeugs aufweist. Der Grundkörper ist zu diesem Zweck mit einer achszentralen, stirnseitig durch eine Plan¬ fläche begrenzten Paßbohrung zur Aufnahme eines am Füh¬ rungsteil grundkörperseitig über eine Planfläche über¬ stehenden, einen Durchgriffkanal für das Werkzeug ent¬ haltenden Paßzapfen versehen, wobei der Paßzapfen und die Paßbohrung unter Verspannung der Planflächen mit einem geeigneten Spannmechanismus kuppelbar sind. Vor¬ teilhafterweise ist das Führungsteil dabei mit seinem Durchgriffkanal gegenüber der Spindelachse ausflucht- bar. Das Gehäuse des Stellorgans kann am spindelseiti- gen Ende des Paßzapfens des Führungsteils axial über¬ stehend angeordnet und zusammen mit dem Führungsteil vom Grundkörper getrennt werden. Der Führungskanal muß dazu axial durch das Stellorgan und dessen Gehäuse hin¬ durchgreifen, wobei der Führungskanal quer zur Exzen¬ terachse durch das Exzenterstück unter Freilassung ei¬ nes dem maximalen Verdrehungswinkel des Exzenterstücks entsprechenden radialen Anschnitts hindurchgreift. Der Verdrehungswinkel des Exzenterstücks zwischen Spannstel¬ lung und Freigabestellung liegt zweckmäßig bei 50° bis 70°, vorzugsweise bei 60°.
Der Spannmechanismus für die Einspannung des Führungs¬ teils weist vorteilhafterweise einen in einer Querboh¬ rung des Paßzapfens verschiebbar angeordneten Klemmbol¬ zen auf, der zwischen zwei in Radialbohrungen des Grundkörpers eingesetzten Halteschrauben unter Verspan¬ nung der Planflächen einspannbar ist und wobei die zu den Halteschrauben führenden Radialbohrungen im Grund¬ körper mittels je eines flüssigkeits- und schmutzdich¬ ten Schraubstopfens von außen her verschließbar sind.
Beim Anschluß des FührungsStücks an den Grundkörper werden besonders hohe Ansprüche an die Zentrier- und Wechselgenauigkeit dadurch erfüllt, daß der Paßzapfen einen mit einem Innengewinde versehenen Hohlraum auf¬ weist, in den ein mit einem Außengewinde versehener Spannkörper vorzugsweise lose eingedreht ist, daß die gegeneinander anliegenden, schräg zum stirnseitigen Paßzapfenende weisenden Flanken des Innengewindes und des Außengewindes als beim Spannvorgang gegeneinander anpreßbare Spannflächen ausgebildet sind und daß die Hohlraumwand zumindest partiell so bemessen ist, daß sie beim gegenseitigen Anpressen der Spannflächen ra¬ dial elastisch ausbauchbar oder aufspreizbar und gegen die Innenfläche der Paßbohrung anpreßbar ist. Eine be¬ vorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Spannkörper und die Hohlraumwand miteinander fluchtende Querbohrungen aufweisen, daß in den Querbohrungen ein an seinen Enden einen Innen- bzw. Außenkonus aufweisen¬ der Klemmbolzen verschiebbar angeordnet ist, daß der Grundkörper mit zwei in einander diametral gegenüber¬ liegenden Innengewinden geführten, einen nach dem Pa߬ bohrungsinneren weisenden, dem Innen- bzw. Außenkonus des Klemmbolzens zugeordneten Außen- bzw. Innenkonus aufweisenden, beim Spannvorgang mit dem Klemmbolzen verspannbaren Halteschrauben versehen ist und daß der Klemmbolzen und die Halteschrauben einen beim Spannvor¬ gang sowohl das Anpressen des Spannkörpers mit seiner Spannfläche gegen die Spannfläche des Paßzapfens als auch den Einzug des Paßzapfens in die Paßbohrung und das gegenseitige Anpressen der Planflächen bewirkenden Achsversatz aufweisen. Zur Vermeidung von Fehlbedienun¬ gen sind auch in diesem Falle die zu den Halteschrauben führenden Radialbohrungen im Grundkörper mittels je ei¬ nes f"üssigkeitsdichten Gewindestopfens von außen her verschließbar.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zusätzlich zwei schräg zur Spindelachse am Grundkörper gegensinnig verschiebbare Schrägschieber vorgesehen sind, von denen mindestens einer eine Werk¬ zeugaufnahme mit Spannmechanismus zum Einspannen des Spannwerkzeugs oder eines Werkzeugträgers aufweist, daß ferner eine maschinenseitig betätigbare, hohl ausgebil¬ dete und in ihrem Hohlraum die Betätigungsstange und das Spannfutter für das Werkzeug konzentrisch umfassen¬ de, axial im Grundkörper verstellbare Stellstange vor¬ gesehen ist, deren Axialbewegung durch Getriebemittel in die Schrägbewegung der Schrägschieber umsetzbar ist. Die Getriebemittel weisen dabei zweckmäßig je einen an der Stellstange angeordneten, in eine komplementäre Führungsbohrung des zugehörigen Schrägschiebers ein¬ greifenden, quer zu dessen Verschieberichtung ausge¬ richteten Gleit- und Mitnehmerzapfen auf, während die Führungsbohrung in einer am Schrägschieber justierbaren und mit dem Gleit- und Mitnehmerzapfen ausfluchtbaren Justierbüchse angeordnet ist. Um eine Anpassung an un¬ terschiedliche Konuswinkel des Ventilsitzes zu ermögli¬ chen, können die Schrägschieberführungen in ihrer Schräg¬ stellung gegenüber der Spindelachse begrenzt verstellt werden. Eine zusätzliche Anpassung an das gewünschte Bearbeitungsmaß des Werkstücks wird dadurch ermöglicht, daß zumindest einer der Werkzeugträger aus zwei quer zur Spindelachse unter Verstellung des Bearbeitungsdurch¬ messers gegeneinander verstellbaren, starr miteinander verbindbaren Trägerteilen zusammengesetzt ist.
Zur Verbesserung der Fehlbedienungssicherung sind so- wohl die Stellstange als auch die Betätigungsstange verdrehungssicher im Grundkörper geführt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Spannfutter und das in diese ein¬ setzbare Werkzeug eine aschinenseitig mit Kühlschmie- stoff beaufschlagbare Kühlschmiermittelbohrung aufwei¬ sen, und daß im Grundkörper ein über mindestens ein Rückschlagventil in die Kühlschmiermittelbohrung mün¬ dender, mit Druckluft beaufschlagbarer Druckluftkanal vorgesehen ist. Dadurch kann der Kühlschmiermittelkanal vor dem Werkzeugwechsel mit Preßluft ausgeblasen und damit eine Verschmutzung des Werkzeugkopfs vermieden werden.
Zur weiteren Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit weist der Grundkörper eine hinterschnittene Umfangsnut zur Aufnahme von in Umfangsrichtung verstellbaren Wuchtgewichten auf.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. l eine Seitenansicht eines Doppelschrägschieber- Drehkopfs zur Zylinderkopfbearbeitung in teil¬ weise geschnittener Darstellung;
Fig. 2a einen Längsschnitt durch den Werkzeugkopf nach Fig. l; Fig. 2b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2a;
Fig. 3a einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III der Fig. 2;
Fig. 3b einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3a.
Der in der Zeichnung dargestellte Doppelschrägschieber- Drehkopf ist für die Fertigbearbeitung von Ventilsitz¬ ringen und Stößelführungsbuchsen bestimmt. Er besteht im wesentlichen aus einem an einer in Fig. 1 strich¬ punktiert angedeuteten, motorisch antreibbaren Maschi¬ nenspindel 10 anflanschbaren Grundkörper 12, einer an der Stirnseite des Grundkörpers 12 mittels einer Kupp¬ lungsvorrichtung 14 kuppelbaren und mit der Spindelach¬ se 16 ausfluchtbaren Reibahlenführung 18, einem maschi- nenseitig in den Grundkörper achszentral eingreifenden, mittels einer Betätigungsstange 20 von der Maschinen¬ seite aus axial gegenüber dem Grundkörper 12 verschieb¬ baren Spannfutter 22 zur Aufnahme einer durch die Reib¬ ahlenführung 18 stirnseitig einführbaren Reibahle 24, zwei im Grundkörper 12 unter einem Winkel von etwa 45° gegenüber der Spindelachse 16 gegensinnig verschiebba¬ ren Schrägschiebern 26, einer als Hohlstange ausgebil¬ deten, von der Maschinenseite aus in eine Axialführung des Grundkörpers 12 eingreifenden, die Betätigungsstan¬ ge 20 und das Spannfutter 22 konzentrisch umgreifenden Stellstange 28, zwei am stirnseitigen Ende der Stell¬ stange schräg nach außen weisenden, in Querführungen 30 der Schrägschieber 26 eingreifenden Gleit- und Mitneh¬ merzapfen 32 sowie je einem an den Schrägschiebern 26 lösbar mittels einer KupplungsVorrichtung 36 in der Nä¬ he der Reibahlenführung 18 befestigbaren Werkzeugträger 38,40.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei¬ spiel ist die Reibahlenführung 18 als vom Grundkörper 12 getrenntes Führungsstück ausgebildet, das axial über den Grundkörper 12 übersteht und im Bereich der Kupp¬ lungsvorrichtung 14 einen Paßzapfen 42 in eine Paßboh¬ rung 43 des Grundkörpers 12 eingreift. Der Paßzapfen 42 weist einen Hohlraum 44 mit Innengewinde auf, in den ein Spannkörper 46 mit einem Außengewinde 48 lose ein¬ gedreht ist. Die schräg zum spindelseitigen Paßzapfen¬ ende 50 weisenden Flanken des Innen- und Außengewindes 48 dienen zugleich als Spannflächen, über die die Hohl¬ raumwand 44 beim axialen Verspannen des Spannkörpers 46 radial elastisch aufgespreizt und gegen die Innenfläche der Paßbohrung 43 angepreßt wird.
Der Spannkörper 46 und die Hohlraumwand 44' weisen mit¬ einander fluchtende Querbohrungen 52,54 auf, in denen ein an seinen Enden einen Innen- und einen Außenkonus aufweisender Klemmbolzen 56 verschiebbar angeordnet ist. Der Grundkörper 12 ist dagegen mit zwei in einan¬ der diametral gegenüberliegenden Innengewinden geführ¬ ten, einen nach dem Paßbohrungsinneren weisenden, dem Innen- bzw. Außenkonus des Klemmbolzens 56 zugeordneten Außen- bzw. Innenkonus aufweisenden, beim Spannvorgang mit dem Klemmbolzen verspannbaren Halteschrauben 58 versehen, die von außen her durch Radialbohrungen 60 zugänglich sind, die ihrerseits durch Schraubstopfen 62 flüssigkeitsdicht verschließbar sind. Der Klemmbolzen 56 und die Halteschrauben 58 weisen einen beim Spann¬ vorgang sowohl das Anpressen des Spannkörpers 46 im Bereich des Gewindes 48 gegen die Hohlraumwand 44' als auch den Einzug des Paßzapfens 42 in die Paßbohrung 43 und das gegenseitige Anpressen der Planflächen 64,64' bewirkenden Achsversatz auf.
An seinem spindelseitigen Ende trägt der Paßzapfen 42 einen Verschlußdeckel 66, der zugleich Bestandteil ei¬ nes Exzentergehäuses 68 ist. In dem Exzentergehäuse 68 ist ein als Stellorgan 70 für das Spannfutter 22 ausge¬ bildetes Exzenterstück angeordnet, das mit seiner durch eine Gehäuseöffnung hindurchgreifenden, zur Drehachse 72 exzentrischen Oberfläche axial gegen die Betätigungs¬ organe 74 des Spannfutters 22 einwirkt. Auf diese Weise kann durch Drehen des Stellorgans 70 um die Drehachse 72 das Spannfutter 22 von einer Spannstellung in eine Freigabesteilung gebracht werden. Der Paßzapfen 42 und dessen Spannkörper 46 sind ebenso wie das Exzenterge¬ häuse 68 und dessen Stellorgan 70 mit achszentralen Führungskanälen und -durchbrüchen 76 versehen, die mit dem Führungskanal 78 der Reibahlenführung 18 fluchten und in die achszentrale Reibahlenaufnahme 80 des Spann¬ futters 22 münden. In den Fig. 1 bis 3 ist die äußerste Endstellung der Betätigungsstange 20 und des Spannfut¬ ters 22 gezeigt, in der die Reibahle 24 in ihrer maxi- malen Länc - über die Reibahlenführung 18 axial über¬ steht und in der das Spannfutter 22 durch das Stellor¬ gan 70 betätigbar ist. Durch Zurückziehen der Betäti¬ gungsstange 20 zusammen mit dem Spannfutter 22 kann die Reibahle 24 vollständig in die Reibahlenführung 18 ein¬ gezogen werden.
Der Stellmechanismus für die Entspannung des Spannfut¬ ters 22 umfaßt zusätzlich ein in einer radialen Lager- ausnehmung 82 angeordnetes stangenförmiges Kupplungsor¬ gan 84, das entgegen der Kraft einer Druckfeder 86 mit seinem stirnseitigen Sechskant 88 in eine koaxiale Sechskantausnehmung 90 des exzentrischen Stellorgans 70 einrückbar und in der eingerückten Stellung um die Ex¬ zenterachse 72 drehbar ist. Die Betätigung des Kupp¬ lungsorgans 84 erfolgt mit einem externen Schlüssel 92, der zunächst in eine außenseitige Schlüsselöffnung 94 des Kupplungsorgans 84 bis zum Anschlag eingeführt und zusammen mit dem Kupplungsorgan ein Stück weit entgegen der Kraft der Feder 86 eingedrückt wird und dann zusam¬ men mit diesem um etwa 60° gedreht wird. Beim Drehen des Schlüssels 92 gelangen die radial über die Schlüs¬ seloberfläche überstehenden Verriegelungszapfen 96 in eine grundkorperfeste Sperrnut 98, so daß der Schlüssel 92 in der Freigabestellung des Spannfutters 22 am Grundkörper 12 verriegelt und die Inbetriebnahme des Werkzeugkopfs blockiert wird. Die Anschnitte 100 im Führungskanal 76 des Stellorgans 70 sorgen dafür, daß die Reibahle auch in der Freigabestellung des Stellor¬ gans 70 zum Spannfutter hindurchgreifen kann. Die beiden Schrägschieber 26 sind in Schrägführungen 102 unter einem Winkel von ca. 45° im Grundkörper ge¬ gensinnig geführt. Sie tragen an ihrem einen, der Reib¬ ahlenführung zugewandten Ende jeweils einen Werkzeug¬ träger 38,40, von denen bei dem gezeigten Ausführungs¬ beispiel der eine zweiteilig ausgebildet und an seinem stirnseitigen Ende mit einer Wendeschneidplatte 104 be¬ stückt ist. Die Wendeschneidplatte 104 hat hier die Funktion eines Drehmeißels, mit dem durch Betätigung des betreffenden Schrägschiebers 26 eine als Ventilsitz ausgebildete konische Fläche feingedreht werden kann. Die beiden Trägerteile des Werkzeugträgers 38 können an der verzahnten Trennstelle 106 unter Anpassung an den Bearbeitungsdurchmesser radial gegeneinander versetzt werden. Der zweite Werkzeugträger 40 weist bei dem ge¬ zeigten Ausführungsbeispiel keine Schneidmittel auf und dient daher lediglich als Gegenmasse zum Wuchtausgleich. Der Antrieb der Schrägschieber 26 erfolgt über die hoh¬ le Stellstange 28, die mit ihren stirnseitig angeordne¬ ten schrägen Gleit- und Mitnehmerzapfen 32 in die Quer¬ ausnehmungen 30 der Schrägschieber 26 eingreifen. Die Querausnehmungen 30 befinden sich dabei in Führungsbüch¬ sen 108, die zunächst lose in entsprechende Aufnahmen 110 der Schrägschieber 26 einsetzbar und dort nach er¬ folgtem Ausfluchten mittels Spannschrauben 112 fest¬ klemmbar sind.
Das Spannfutter 22 und die in das Spannfutter einsetz¬ bare Reibahle 24 sind mit axial durchgehenden Kanälen versehen, die von der Spindelseite her mit einem Kühl¬ schmiermittel beaufschlagbar sind. Diese Kanäle kommu¬ nizieren mit einem Druckluftkanal 114, in welchem zwei Rückschlagventile 116 angeordnet sind. Die Kühlschmier¬ mittelkanäle können über den Druckluftkanal 114 vor ei¬ nem Werkzeugwechsel mit Preßluft ausgeblasen werden.
Der Grundkörper 12 weist eine hinterschnittene Umfangs¬ nut 118 auf, in welchen für die Feinauswuchtung über den Umfang verteilt angeordnete Ausgleichsgewichte 120 einspannbar sind.
Zusammenfassend ist folgendes festzustellen: Die Erfin¬ dung bezieht sich auf einen Werkzeugkopf, insbesondere einen Doppelschrägschieber-Drehkopf zur kombinierten Feinbearbeitung eines Ventilsitzes und einer Stößelfüh¬ rung in einem Zylinderkopf. Der Werkzeugkopf weist ei¬ nen an einer Maschinenspindel befestigbaren Grundkörper 12 und ein achszentral im Grundkörper angeordnetes, mittels einer zentralen Betätigungsstange 20 oder eines im Grundkörper angeordneten Motors axial verschiebbares Spannfutter 22 zur Aufnahme einer stirnseitig durch eine Reibahlenführung 18 hindurch einsetzbare Reibahle 24 auf. Um eine fehlbedienungssichere Handhabung zu gewährleisten, ist im Grundkörper 12 ein zwischen einer Spannstellung und einer Freigabestellung verstellbarer Stellmechanismus 70,84 für das Spannfutter 22 vorgese¬ hen, das eine in der Freigabestellung des Spannfutters 22 die Inbetriebnahme des Werkzeugkopfs blockierende Sperrvorrichtung 92,96,98 aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeugkopf mit einem an einer motorisch angetrie¬ benen Maschinenspindel (10) einer Werkzeugmaschine befestigbaren Grundkörper (12) und mit einem achs¬ zentral im Grundkörper (12) angeordneten, mittels einer zentralen, maschinenseitig antreibbaren Betä¬ tigungsstange (20) oder mittels eines im Grundkör¬ per angeordneten Motorantriebs axial verschiebbaren Spannfutter zur Aufnahme eines stirnseitig durch eine Werkzeugführung (18) hindurch einsetzbaren, vorzugsweise als Reibahle (24) oder Bohrer ausge¬ bildeten Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß im Grundkörper (12) ein zwischen einer Spannstellung und einer Freigabesteilung verstellbarer Stellme¬ chanismus (70,84) für das Spannfutter (22) mit ei¬ ner in der Freigabestellung des Spannfutters die Inbetriebnahme des Werkzeugkopfs blockierenden Sperrvorrichtung (92,96,98) angeordnet ist.
2. Werkzeugkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Stellmechanismus ein in einem grund- körperfest montierten Gehäuse (68) angeordnetes, gegen Betätigungsorgane (74) des Spannfutters (22) anschlagbares oder anliegendes Stellorgan (70) und ein in einer Lagerausnehmung (82) des Grundkörpers (12) geführtes, in der Freigabesteilung mit dem Stellorgan (70) gekuppeltes und in der Spannstel¬ lung vorzugsweise unter der Einwirkung einer Rück¬ stellfeder (86) entkuppeltes Kupplungsorgan (84) aufweist.
3. Werkzeugkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Stellmechanismus mittels ei¬ nes vorzugsweise in eine Ausnehmung (94) des Kupp¬ lungsorgans (84) einführbaren, in der Freigabestei¬ lung am Grundkörper (12) und/oder am Stellmechanis¬ mus verriegelbaren Stell- und Sperrschlüssels (92) von außen her betätigbar ist.
4. Werkzeugkopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Stellorgan (70) ein um eine quer zur Spindelachse ausgerichtete gehäusefeste Exzenterachse (72) begrenzt drehbares, mit seiner exzentrischen Oberfläche gegen das Spannfutter (22) anliegendes, eine zur Exzenterachse (72) koaxiale Mehrkantöffnung (90) für den Eingriff eines komple¬ mentären Mehrkants (88) des Kupplungsorgans (84) aufweisendes Exzenterstück (70) aufweist.
5. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Werkzeugführung (18) in einem Führungsteil angeordnet ist, das achszen¬ tral am Grundkörper (12) lösbar befestigbar ist und einen mit dem Spannfutter (22) fluchtenden Führungs¬ kanal (78) für den Durchgriff des Werkzeugs (24) aufweist.
6. Werkzeugkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Grundkörper (12) eine achszentrale, stirnseitig durch eine Planfläche (64) begrenzte Paßbohrung (43) zur Aufnahme eines am Führungsteil (18) grundkörperseitig über eine Planfläche (64') überstehenden, einen Durchgriffskanal (76) für das Werkzeug (24) enthaltenden Paßzapfen (42) aufweist.
7. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (18) mit seinem Durchgriffskanal (78) gegenüber der Spindel¬ achse (16) ausfluchtbar ist.
8. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Stellorgan-Gehäuse (68) am spindelseitigen Ende (50) des Paßzapfens (42) des Führungsteils (18) axial überstehend ange¬ ordnet ist.
9. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Führungskanal (76) axial durch das Stellorgan (70) und dessen Gehäuse (68) hindurchgreift.
10. Werkzeugkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Führungskanal (76) quer zur Exzenter¬ achse (72) durch das Exzenterstück (70) unter Frei¬ lassung eines dem Drehwinkel entsprechenden radia¬ len Anschnitts (100) hindurchgreift.
11. Werkzeugkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Drehwinkel des Exzenterstücks (70) zwischen Spannstellung und Freigabesteilung 50° bis 70°, vorzugsweise 60° beträgt.
12. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 11, ge¬ kennzeichnet durch einen in einer Querbohrung (54) des Paßzapfens (42) verschiebbar angeordneten Klemmbolzen (56) , der zwischen zwei in Radialboh¬ rungen (60) des Grundkörpers (12) eingesetzten Hal¬ teschrauben (58) unter Verspannung der Planflächen
(64,64') einspannbar ist, wobei die zu den Halte¬ schrauben (58) führenden Radialbohrungen (60) mit¬ tels je eines flüssigkeitsdichten Schraubstopfens
(62) von außen her verschließbar sind.
13. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 12, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Paßzapfen (42) einen mit einem Innengewinde (48) versehenen Hohlraum (44) aufweist, in den ein mit einem Außengewinde versehener Spannkörper (46) vorzugsweise lose ein¬ gedreht ist, daß die gegeneinander anliegenden, schräg zum spindelseitigen Paßzapfenende (50) wei¬ senden Flanken des Innengewindes und des Außenge¬ windes (48) als beim Spannvorgang gegeneinander an¬ preßbare Spannflächen ausgebildet sind, und daß die Hohlraumwand (44') zumindest partiell so bemessen ist, daß sie beim gegenseitigen Anpressen der Spannflächen radial elastisch ausbauchbar oder auf- spreizbar und gegen die Innenfläche der Paßbohrung (43) anpreßbar ist.
14. Werkzeugkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Spannkörper (46) und die Hohlraumwand (44') miteinander fluchtende Querbohrungen (42,54) aufweisen, daß in den Querbohrungen (52,54) ein an seinen Enden einen Innen- bzw. Außenkonus aufwei¬ sender Klemmbolzen (56) verschiebbar angeordnet ist, dεß der Grundkörper (12) mit zwei in einander diametral gegenüberliegenden Gewindebohrungen (60) geführten, einen nach dem Paßbohrungsinneren (43) weisenden, dem Innen- bzw. Außenkonus des Klemmbol¬ zens (56) zugeordneten Außen- bzw. Innenkonus auf¬ weisenden, beim Spannvorgang mit dem Klemmbolzen (56) verspannbaren Halteschrauben (58) versehen ist und daß der Klemmbolzen (56) und die Halteschrauben (58) einen beim Spannvorgang sowohl das Anpressen des Spannkörpers mit seiner schrägen Spannfläche gegen die schräge Spannfläche des Paßzapfens (42) als auch den Einzug des Paßzapfens (42) in die Pa߬ bohrung (43) und das gegenseitige Anpressen der Planflächen (64,64') bewirkenden Achsversatz auf¬ weisen.
15. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, ge¬ kennzeichnet durch zwei schräg zur Spindelachse (16) am Grundkörper (12) gegensinnig verschiebbare Schrägschieber (26) , von denen mindestens einer ei¬ ne Werkzeugaufnahme mit Spannmechanismus zum Ein¬ spannen eines Werkzeugträgers (38,40) aufweist, durch eine maschinenseitig betätigbare, hohl ausge¬ bildete, die Betätigungsstange (20) und das Spann- futter (22) konzentrisch umfassende, axial im Grundkörper (12) verstellbare Stellstange (28) und durch die Axialbewegung der Stellstange (28) in die Schrägbewegung der Schrägschieber (26) umsetzende Getriebemittel (30,32).
16. Werkzeugkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Getriebemittel je einen an der Stell¬ stange (28) angeordneten, in eine komplementäre Führungsbohrung (30) des zugehörigen Schrägschie¬ bers (26) eingreifenden, quer zu dessen Verschiebe¬ richtung ausgerichteten Gleit- und Mitnehmerzapfen (32) aufweisen, wobei die Führungsbohrung (30) in einer am Schrägschieber (26) justierbaren und mit dem Gleit- und Mitnehmerzapfen (32) ausfluchtbaren Führungsbuchse (108) angeordnet ist.
17. Werkzeugkopf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Schrägschieberführung in ih¬ rer Schrägstellung gegenüber der Spindelachse (16) begrenzt verstellbar ist.
18. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Werkzeugträger (38) aus zwei quer zur Spindelachse (16) unter Verstellung des Bearbeitungsdurchmessers gegeneinander verstellbaren, starr miteinander ver¬ bindbaren Trägerteilen zusammengesetzt ist.
19. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 18, da- durch gekennzeichnet, daß die Stellstange (28) und die Betätigungsstange (20) verdrehungssicher im Grundkörper (12) geführt sind.
20. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Spannfutter (22) und das in dieses einsetzbare Werkzeug (24) eine ma- schinenseitig mit Kühlschmiermittel beaufschlagbare Kühlschmiermittelbohrung aufweisen, und daß im Grundkörper (12) ein über mindestens ein Rück¬ schlagventil (116) in die Kühlschmiermittelbohrung mündender, mit Druckluft beaufschlagbarer Druck- luftkanal (114) vorgesehen ist.
21. Werkzeugkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (12) eine hinterschnittene Umfangsnut (118) zur Aufnahme von in Umfangsrichtung verstellbaren Wuchtgewichten (120) aufweist.
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