DE3928597A1

DE3928597A1 - Werkzeug zur spanabhebenden bearbeitung von aus metall bestehenden werkstuecken

Info

Publication number: DE3928597A1
Application number: DE19893928597
Authority: DE
Inventors: Ingo Werner Scheer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-03-07

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von aus Metall bestehenden Werkstücken, mit einem oder mehreren am Umfang angeordneten dreh- und wendbaren Schneideinsätzen.

Das erfindungsgemäße Werkzeug ist insbesondere für die Bearbeitung von Ventilsitzflächen bei Verbrennungsmotoren geeignet.

Im Laufe der Zeit geht bei Motoren wertvolle Kraft durch Oberflächenkorrosion, schädliche Ablagerungen und Verschleiß an Ventilen und deren Dichtflächen verloren. Nur ein Motor mit einwandfrei arbeitenden Ventilen entfaltet seine volle Kraft. Bei einer Motorüberholung müssen Ventilsitzflächen mit Verschleiß- und Verbrennungserscheinungen bearbeitet werden.

Aus der DE-PS 6 72 463 ist ein verstellbarer Ventilsitzfräser mit auswechselbaren Fräsmessern bekannt, wobei die Messer eine Schwenkbewegung ausführen können. Durch den großvolumigen Aufbau des bekannten Ventilsitzfräsers und die dabei verwendeten vielen Einzelteile ist dieses Werkzeug bei Motorausführungen mit enger Bauweise nur bedingt anwendbar.

Aus der DE-OS 16 02 915 ist eine Vorrichtung zum Drehen von Ventilsitzen von Verbrennungskraftmaschinen bekannt, wobei ein Kugelgelenk und verstellbare Messer vorhanden sind. Bei Verwendung dieser Vorrichtung sind zeitaufwendige Einstellarbeiten für den jeweiligen Ventilsitz erforderlich.

In vielen Fällen werden nach wie vor Ventilsitz- Fräswerkzeuge verwendet, die aus einem Trägerkörper mit Führungsdorn und einzelnen auswechselbaren Fräsern unterschiedlicher Größe für die verschiedenen Kegeldichtflächen bestehen. Um einen Ventilsitz nachzubearbeiten, benötigt man normalerweise je einen Fräser von 45° bzw. 30° und für das Korrekturfräsen von 15° und 75°. Da oftmals Ein- und Auslaßventile unterschiedliche Tellerdurchmesser haben, sind für das Nachfräsen eines Zylinderkopfes bis zu sechs verschiedene Fräsereinsätze notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs näher bezeichneten Art zu schaffen, das insbesondere für die Bearbeitung von Ventilsitzflächen bei Verbrennungsmotoren geeignet ist und die aufgezeigten Nachteile mit aufwendigen Vorrichtungen oder zahlreichen Einzelfräsern vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der oder die Schneideinsätze als vorwiegend kreisförmige Scheibe ausgebildet sind, daß die Länge einer kreisförmigen Anlagefläche mindestens die Hälfte des Umfanges des Schneideinsatzes ausmacht, daß auf der Vorder- und Rückseite je zwei Schneidkanten und daß ein Spannelement vorgesehen sind.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schneidkanten ungleich lang ausgebildet sind.

Gemäß der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß die Schneidkanten gleich lang ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, daß zur Aufnahme des Spannelementes in dem Schneideinsatz eine zylindrisch ausgebildete Bohrung vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß zur Aufnahme des Spannelementes in dem Schneideinsatz eine konisch ausgebildete Bohrung vorgesehen ist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß eine Schneidkante gerade und die andere Schneidkante konvex verlaufend ausgebildet ist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß eine Schneidkante gerade und die andere Schneidkante konkav verlaufend ausgebildet ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß ein verhältsnismäßig einfaches Werkzeug für die verschiedensten Aufgaben zur Verfügung steht, insbesondere aber für die Bearbeitung von Ventilsitzflächen von Verbrennungsmotoren, das bei vielseitiger Anwendbarkeit trotzdem kostengünstig herzustellen ist. Es ist einfach zu handhaben und auch für den robusten Werkstattbetrieb geeignet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Ventil in einem Ventilsitz mit den bei einer Motorüberholung zu bearbeitenden konischen Flächen,

Fig. 2 ein Werkzeug gemäß der Erfindung, eingesetzt in einen Motorblock,

Fig. 3 die Ansicht A aus Fig. 2,

Fig. 4 und Fig. 5 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in zwei Ansichten mit dem erfindungsgemäßen Schneideinsatz,

Fig. 6 und Fig. 7 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Werkzeugs bei unterschiedlichen Bohrungsdurchmessern,

Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10 und Fig. 11 verschiedene Arbeitsstellungen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes,

Fig. 12 das Winkeleinstellen des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes im Werkzeug mit Hilfe einer Lehre,

Fig. 13 eine Werkzeugkombination unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schneideinsatzes beim Bohren,

Fig. 14 die Anwendung des neuen Schneideinsatzes beim Fräsen von ebenen Flächen und

Fig. 15 den Einsatz des neuen Schneideinsatzes bei der Endenbearbeitung von Rundteilen oder beim Endlosdrehen von Langprodukten.

In Fig. 1 ist ein Ventil 21 dargestellt, im Ventilsitz 22 angeordnet. Die wesentlichen zu bearbeitenden Flächen sind mit 23, 24 und 25 bezeichnet. Die diesen Flächen zugeordneten Winkel sind B=15°, C=45° und D=75°.

Fig. 2 zeigt ein Werkzeug zum Bearbeiten von Ventilsitzflächen bei Verbrennungsmotoren. An dem Werkzeug 1 sind in diesem Ausführungsbeispiel drei Schneideinsätze 2 befestigt, wie Fig. 3 zeigt. Die Schneideinsätze 2 können beispielsweise mit einer Spannschraube 3 an dem Werkzeug 1 befestigt sein. Mit einem Mitnehmer 4 kann das Werkzeug 1 von Hand gedreht oder aber (nicht dargestellt) maschinell angetrieben werden. Die Führung der Mittellage des Werkzeugs erfolgt mit dem Mitteldorn 5, der mit Hilfe einer Schraube 6 in dem Werkzeug 1 befestigt ist. Dieser Mitteldorn 5 ist auswechselbar und kann den Verhältnissen bei den jeweiligen Motorblöcken angepaßt werden. Die Schneideinsätze 2 können an dem Werkzeug 1 auch auf andere Weise befestigt sein: Durch Kleben, Löten oder auch mit einer Klemmpratze.

Der Schneideinsatz 2, der vergrößert in zwei Ansichten in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, hat als wesentliches Merkmal, das er als vorwiegend kreisförmige Scheibe ausgebildet ist. Die Länge der kreisförmigen Anlagefläche 9 (Fig. 2, Fig. 5) macht mindestens die Hälfte des Umfanges des Schneideinsatzes 2 aus. Auf der Vorder- und Rückseite 26 und 27 des Schneideinsatzes 2 sind je zwei Schneidkanten 7 und 8 vorhanden. An dem Werkzeug 1 kann der Schneideinsatz 2 mit Hilfe einer Spannschraube 3 beispielsweise befestigt sein. Zu diesem Zweck kann in dem Schneideinsatz 2 eine zylindrisch oder konisch ausgebildete Bohrung 20 vorgesehen sein.

Die Schneidkanten 7 und 8 des Schneideinsatzes 2 sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen ungleich lang ausgebildet. Diese Ausbildung hat insbesondere für das Ventilsitzfräsen große Vorteile, weil auf einfache Weise eine Anpassung des Werkzeugs an die verschiedenen zu fräsenden Winkel vorgenommen werden kann. Es ist allerdings auch denkbar, die Schneidkanten 7 und 8 gleich lang auszubilden.

Für bestimmte Zwecke kann es angebracht sein, die Schneidkante 7 gerade und die andere Schneidkante 8 konvex oder konkav verlaufend auszubilden (nicht dargestellt).

In den Fig. 6 und 7 ist gezeigt, wie bei kleinerem Durchmesser Dmin und bei größerem Durchmesser Dmax mit dem Werkzeug 1 gerabeitet werden kann: Die Schneidkante 7 ist je nach Durchmesser unterschiedlich im Einsatz, wobei gegebenenfalls der Schneideinsatz 2 in dem Werkzeug gewendet werden muß (wie Fig. 7).

In den Fig. 8 bis 11 sind verschiedene Arbeitsstellungen (Winkel) des Schneideinsatzes 2 für die meist vorkommenden Kegelflächenformen bei einer kompletten Ventilsitz-Bearbeitung dargestellt. Das Einstellen des Schneideinsatzes 2 in die gewünschte Arbeitsstellung erfolgt durch Lösen der Spannschraube 3 und Drehen des Schneideinsatzes 2. Wie Fig. 12 zeigt, dient dabei eine Einstellehre 10 zum Justieren des Schneideinsatzes 2 in dem Werkzeug 1. Dabei liegt die Längsseite 11 der Einstellehre 10 an dem Mitteldorn 5 an. Eine andere Seite der Einstellehre 10 wird an eine der Schneidkanten 7 oder 8 angelegt.

Danach wird der Schneideinsatz 2 mit der Spannschraube 3 wieder an dem Werkzeug 1 befestigt. - Die Einstellehre 10 ist wie Fig. 12 zeigt, mit den meist vorkommenden Kegelwinkeln ausgestattet. Es lassen sich natürlich auch Zwischengrößen einstellen.

Ein anderes Anwendungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Schneideinsatz 2 zeigt eine Werkzeugkombination 12, wobei der Schneideinsatz 2 mit einem Bohrer 13 zusammenarbeitet.

Fig. 14 zeigt die Anwendung des neuen Schneideinsatzes 2 mit einem anderen Werkzeug 14 zum Fräsen von ebenen Flächen 15, so z. B. für das Planfräsen von Motor- Zylinderköpfen. Hierbei ist die Schneidkante 7 die Hauptschneide für die Zerspanungsarbeit und die Schneidkante B die Nebenschneide für die Glättbearbeitung an dem Werkstück 16.

Fig. 15 zeigt den Einsatz des erfindungsgemäßen Schneideinsatzes 2, bei der Endenbearbeitung von Rundteilen oder auch beim Endlosdrehen von Langprodukten 17. Auch hier hat die Schneidkante 7 die Zerspanungsarbeit zu leisten, während die Schneidkante 8 Führungs- und Glättaufgaben an dem Werkstück 17 übernimmt.

Claims

1. Werkzeug zur spanabhebenden Bearbeitung von aus Metall bestehenden Werkstücken, mit einem oder mehreren am Umfang angeordneten dreh- und wendbaren Schneideinsätzen, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Schneideinsätze (2) als vorwiegend kreisförmige Scheibe ausgebildet sind, daß die Länge einer kreisförmigen Anlagefläche (9) mindestens die Hälfte des Umfanges des Schneideinsatzes (2) ausmacht, daß auf der Vorder- und Rückseite (26, 27) je zwei Schneidkanten (7, 8) und daß ein Spannelement (3) vorgesehen sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (7, 8) ungleich lang ausgebildet sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (7, 8) gleich lang ausgebildet sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Spannelementes (3) in dem Schneideinsatz (2) eine zylindrisch ausgebildete Bohrung (20) vorgesehen ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Spannelementes (3) in dem Schneideinsatz (2) eine konisch ausgebildete Bohrung (20) vorgesehen ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneidkante (7) gerade und die andere Schneidkante (8) konvex verlaufend ausgebildet ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schneidkante (7) gerade und die andere Schneidkante (8) konkav verlaufend ausgebildet ist.