Vorrichtung zum Läppen ringförmiger Werkstücke

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Läppen der Aussenumfangsfläche von ringförmigen Werkstücken, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 (GB-A-1 125 079).

[0002] Beim Läppen gleitet das Werkstück mit seiner zu läppenden Fläche auf der entsprechenden Gegenfläche des Läppwerkzeuges, wobei das zwischen beiden Teilen befindliche, lose aufgebrachte Läppmittel die schleifende Wirkung hervorruft. Die im Läppmittel enthaltenen Schleifkörner rutschen und rollen zwischen den beiden Flächen und wirken dadurch auf beide reibend und drükkend. Ein Teil der Körper wird dabei im Werkzeug und auch im Werkstück eingebettet und festgehalten und wirkt dann schabend und schneidend auf das Gegenstück. Die im Läppmittel enthaltenen Hilfsstoffe, wie Fett, Öl oder sonstige Flüssigkeiten, unterstützen diese Wirkung. Die durch diesen Vorgang abgetragene Werkstoffmenge ist der gewünschte Abschliff, die am Werkzeug abgetragene Werkstoffmenge dagegen ist die unerwünschte Werkzeugabnutzung.

[0003] Zum Rundläppen werden geschlossene Hohlkörper (Büchsen) als Werkzeug verwendet. Diese sind aus den vorab genannten Gründen einem relativ grossen Verschleiss ausgesetzt. Weiterhin werden zum Rundläppen Läppkluppen oder - ringe verwendet, die auf dem rotierenden Werkstück hin - und herbewegt werden (Läppen, Grundlagen und praktische Anwendung von Walter Lätzig, Carl Hanser - Verlag, München, 1950, S. 85, 87 und 98-99, Abb. 83, 84, 85, 98).

[0004] Läppkluppen bestehen im wesentlichen aus einer Kluppenbacke mit einer Bohrung, welche dem Werkstückdurchmesser entspricht, und mindestens einem, in radiale Richtung weisenden Schlitz. Durch Schrauben kann die Läppkluppe während des Läppens je nach Bedarf nachgestellt werden. Der Läppring besteht aus einem starren geschlitzten Ring, dessen axiale Länge um ca. V4 kleiner ist als die Werkstücklänge, des weiteren aus einem Halter, der den geschlitzten Ring umgibt, und Nachstellschrauben, die am äusseren Umfang des Halters angeordnet sind. Bei einer eventuell notwendigen axialen Aneinanderreihung mehrerer Kluppen oder Ringe würden grosse Schwierigkeiten bei der Nachstellung auftreten, da jede Kluppe oder jeder Ring für sich nachgestellt werden müssten. Es würde demnach voll und ganz von dem Feingefühl der Person abhängen, die die Kluppen oder Ringe nachstellt. Da die Werkstücke vielfach mit axialem Spiel paketiert werden, um so beim Rundläppen der Aussenumfangsfläche eine leicht ballige Kontur zu erzielen, wäre es reiner Zufall, ein beim Nachstellen der Kluppen oder Ringe klemmendes Werkstück ausfindig zu machen und die zugehörige Kluppe oder den zugehörigen Ring entsprechend zu lösen.

[0005] Weiterhin ist durch die GB-A 1125079 ein Läppwerkzeug zur Bearbeitung von Bohrungen, insbesondere von Zylinderlaufbüchsen, bekannt. Dieses Werkzeug, das aus Grauguss besteht, weist einen in axialer Richtung verlaufenden durchgehenden Schlitz auf. Der aufgeschnittene, aus einem Stück bestehende Hohlkörper wird dann aufgeweitet und anschliessend einer Wärmebehandlung unterzogen. Nach erneutem Zusammendrücken des Werkzeuges wird dieses in die Bohrung eingeführt und liegt dann unter voller radialer Spannung an der zu bearbeitenden Fläche an. Bezüglich ihres Herstellungsaufwandes und ihrer Nachstellbarkeit lässt diese Vorrichtung zum Läppen zu wünschen übrig.

[0006] Gemäss den vorab beschriebenen Problemen beim Rundläppen von zu einem Paket zusammengefassten ringförmigen Werkstücken, insbesondere Kolbenringen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die angesprochene Vorrichtung konstruktiv derart zu verbessern, dass eine gezielte Zustellmöglichkeit der Vorrichtung im wesentlichen über die gesamte Standzeit zur Verschleisskompensation erreicht wird, wobei der als Läppbüchse verwendete Hohlkörper einfacher herstell-und nachstellbar ist.

[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe werden die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 vorgeschlagen. Die axial übereinander angerodneten, selbstspannenden Teile können auf einfachste Weise aus dem Ausschuss der laufenden Produktion entnommen werden. Zu diesem Zweck können beispielsweise Kolbenring - oder andere Ringrohlinge verwendet werden, die schon auf axiale Höhe fertiggeschliffen sind, aber aufgrund von Unregelmässigkeiten (Kantenausbrüche, Einschlüsse im Gefüge, usw.) für eine weitere Bearbeitung nicht mehr in Frage kommen. Diese Ringe werden paketiert und - soweit nicht bereits geschehen - anschliessend in axialer Richtung geschlitzt. Die geschlitzten Ringe werden über einen Dorm aufgespreizt und axial zwischen zwei Stützkörper in Form von Spannscheiben verspannt. Das Ringpaket wird erforderlichenfalls anschliessend am Innenumfang bearbeitet, um einen definierten Innendurchmesser anzustreben. Der genaue Durchmesser wird durch Einbringen eines Kaliberdornes in das nun wieder axial entspannte Ringpaket erreicht, indem sich die selbstspannenden Ringe an die Aussenumfangsfläche des Kaliberdornes anlegen. In diesem Zustand werden die Ringe wieder axial fest verspannt, und es ensteht eine Büchse mit dem exakt angestrebten Innendurchmesser. Um das Einbringen des zu bearbeitenden Ringpaketes und des Kaliberdornes zu erleichtern, kann vorzugsweise wenigstens eine der Spannscheiben mit einem Zentrierkonus versehen sein.

[0008] Gemäss der Erfindung gibt es mehrere Möglichkeiten, die geschlitzten Ringe axial übereinander anzuordnen. Ausgehend von einem üblichen Ringstapel mit axial übereinanderliegenden Stossstellen, besteht darüberhinaus die Möglichkeit, die Ringe axial so aufeinanderzulegen, dass die Stossstellen in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind. Einer weiteren konstruktiven Möglichkeit entsprechend können die Ringe derart axial angeordnet werden, dass sie an ihren Stossstellen verschränkt sind, das heisst dass sich das Stossende des einen Ringes an das Stossende des folgenden Ringes anschliesst. Zu diesem Zweck wird eine Spannscheibe benötigt, die an ihrer den Ringen zugewandten Stirnfläche so profiliert ist, dass der erste Ring mit überlappendem Stoss aufgespannt werden kann.

[0009] Bei Abnutzungserscheinungen dieser Büchse aus Einzelringen wird durch Einbringen des Kaliberdornes und axiales Entspannen des Ringpaketes eine neue Justierung vorgenommen. Durch ihre radiale Selbstspannung legen sich die Ringe an der Aussenumfangsfläche des Kaliberdornes an und werden anschliessend wieder axial zwischen den Spannscheiben verspannt. Durch die Verwendung von selbstspannenden Einzelringen wird im Gegensatz zur geschlossenen Läppbüchse der unterschiedlich sowohl in axialer als auch in Umfangsrichtung entlang der Büchseninnenfläche auftretende Verschleiss automatisch ausgeglichen. Das Ringpaket kann so oft nachgestellt werden, wie die Selbstspannung der Ringe vorhält. Vorteilhaft ist zu sehen, dass sich durch die Verwendung von Ausschussringen eine nachstellbare Läppbüchse wesentlich preiswerter herstellen lässt, als wenn eine geschlossene, nicht nachstellbare Büchse fertig gekauft würde.

[0010] Im Prinzip ist es natürlich auch möglich, die Erfindung auf das Läppen der Innenumfangsflächen von Werkstücken, insbesondere von paketierten Kolbenringen anzuwenden. In diesem Fall könnten geschlitzte aussenspannende Ringe verwendet werden, die paketiert axial verspannt in eine kalibrierte Messhülse eingebracht werden, sich wieder axial entspannt an deren Innenumfangsfläche anlegen und anschliessend wieder axial verspannt werden, um dann den genauen Aussendurchmesser aufzuweisen.

[0011] Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

In der Zeichnung ist eine Läppvorrichtung 1 dargestellt, die sich aus den folgenden Teilen zusammensetzt: den beiden Spannhalbschalen 2, 3, den Spannringen 4, 5, den Zentrierringen 6, 7 und dem Ring 8 zur Sicherung gegen Verdrehung, der mittels eines Zentrierstiftes 9, welcher in den Zentrierring 6 eingreift, seine Aufgabe erfüllt. Der Hohlkörper (Läppbüchse) ist anhand von 3 Varianten 10, 11 und 12 dargestellt, die jeweils aus einer Vielzahl geschlitzter Teile, z.B. Kolbenringe hergestellt wird. Variante 10 zeigt, dass die Kolbenringe 13 derart axial übereinander angeordnet sind, dass die Stossstellen 14 einen axial durchgehenden Schlitz 15 bilden. In Variante 11 sind die Stossstellen 16 der Kolbenringe 17 in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt. Nach der Variante 12 werden Kolbenringe 21 mit einander überlappender Stossstelle 18 bzw. 19 verwendet, wobei letzteres am Stossende 20 des nächsten Kolbenringes 21 anliegt. Der erste Kolbenring stützt sich dabei auf einer axialen Anschlagfläche 23 des Spannringes 5 ab. Um so eine durchgehende Büchse zu erhalten, ist der Spannring mit einer in Umfangsrichtung ansteigenden Spannfläche 25 ausgebildet. Die Läppbüchse, die aus einer der drei dargestellten Varianten gebildet sein kann, wird durch die Spannringe 4, 5 axial festgespannt. Nachdem die Büchse aufgrund von Verschleisserscheinungen ihrer Aufgabe nicht mehr gerecht werden kann, wird der Kaliberdorn 24 eingebracht. Um dies zu erleichtern, weist der Spannring 4 einen Zentrierkonus 22 auf. Ist der Dorn eingebracht, wird der Spannring 4 gelöst, und die Kolbenringe legen sich aufgrund ihrer radialen Selbstspannung an der Umfangsfläche des Kaliberdornes 24 an.

[0012] Nach dem Ausrichten und axialen Spannen der das Läppwerkzeug bildenden Kolbenringe wird anschliessend der Kaliberdorn herausgefahren, und das Werkstück, beispielsweise in Form eines aussen zu läppenden Kolbenringpaketes 26, kann dann axial in das Werkzeug eingefahren werden.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Läppen der Aussenumfangsfläche von ringförmigen Werkstücken (26), insbesondere der Lauffläche von zu einem Paket zusammengefassten Kolbenringen, bestehend aus einem, in axialer Richtung geschlitzten, selbstspannenden und als Läppbüchse verwendeten Hohlkörper (13, 17, 21), dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (13, 17, 21) aus mehreren Teilen besteht und axial zwischen einer Werkzeugaufnahme in Form zweier Spannscheiben (4, 5) spannbar und zur Verschleisskompensation nach seinem Entspannen radial nach innen durch Eigenspannung nachstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Spannscheiben (4, 5) einen Zentrierkonus (22) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlitzten Teile (17) derart axial aufeinanderliegen, dass ihre Stossstellen (16) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (21) axial so angeordnet sind, dass sie im Bereich ihrer Stossstellen (18, 20) verschränkt sind und dass wenigstens eine der Spannscheiben (5) an ihrer, den geschlitzten Teilen (21) zugewandten Stirnfläche derart gestaltet ist, dass sie der Stossstelle (23) des ersten Hohlkörpers (21) einen festen Halt gibt.

Revendications

1. Un dispositif pour le rodage de la surface périphérique extérieure de pièces annulaires (26), en particulier de la surface portante de segments de piston rassemblés en pile, le dispositif comportant un corps creux (13,17,21) à fentes axiales et à serrage automatique, utilisé comme douille de rodage ce corps creux (13, 17, 21) se compose de plusieurs pièces, il est serré axialement dans un porte-outit en forme de deux disques de serrage (4, 5) et peut être réajusté radialement vers l'intérieur après sa relaxation à l'aide de sa tension propre afin de compenser l'effet de l'usure.

2. Un dispositif selon la revendication 1, qui est caractérisé par le fait qu'au moins un des deux disques de serrage (4, 5) est muni d'un cône de centrage (22).

3. Un dispositif selon les revendications 1 et 2, qui est caractérisé par le fait que les pièces fendues (17) sont positionnées axialement l'une au-dessus de l'autre de manière que leurs positions de coupe (16) sont arrangées en déport vers la direction périphérique.

4. Un dispositif selon les revendications 1 et 2, qui est caractérisé par le fait que les pièces sont positionnées axialement de façon à être décalées à l'endroit de leur coupe (18, 20) et qu'au moins un des deux disques de serrage (5) est tourné avec sa face avant vers les pièces fendues (1) afin d'assurer un maintien ferme à la position de coupe (23) du premier corps creux (21 ).

Claims

1. A device for lapping the outer peripheral surface of annular workpieces (26), in particular the running surface of piston rings assembled together in stacks, consisting of a hollow piece (13, 17, 21), slotted axially and self- tensioning, used as a lapping sleeve, whereby the hollow piece (13, 17, 21) consists of several parts and can be clamped axially between a tool holder in the form of two clamping discs (4, 5) and is readjust- able radially inwards through its inherent tension after release to compensate for wear.

2. A device in accordance with Claim 1, whereby at least one of the clamping discs (4, 5) has a centering taper (22).

3. A device in accordance with Claims 1 and 2, whereby the slotted parts (17) are located axially upon each other such that their gap positions (16) are offset to each other in the peripheral direction.

4. A device in accordance with Claims 1 and 2, whereby the parts (21) are so arranged axially that they are staggered in the region of their gap positions (18, 20) and that at least one of the clamping discs (5) on their front surface is turned towards the slotted parts (21) such that it provides a firm hold to the gap position (23) of the first hollow piece (21).

Zeichnung