(57)【要約】  少なくとも２つの工具部品（３、５）を有し、第１の工具部品が少なくとも１つの切れ刃（１１）を有してバルブシート加工に割り当てられ、第２の工具部品が少なくとも１つの切れ刃（１５）を有してバルブガイド加工に割り当てられており、これらの工具部品が精密接合部（１７）を介して結合された加工用工具である。精密接合部（１７）は切頭円錐形継手として形成され、第１の工具部品（３）の第１の平坦面（１９）と第２の工具部品（５）の第２の平坦面（２１）を有し、これらの平坦面が工具（１）の中心軸（２３）に対して垂直に配置され、工具（１）の組立状態で相接するとともに、第１の工具部品（３）は鋼からなる。第２の工具部品（５）は２つの部分（３９、４１）に分割されており、第１の部分（３９）は超硬合金からなり、第２の部分（４１）は第１の工具部品（３）より延性に富む材料からなるとともに切れ刃（１３）を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの工具部品（３、５）を有し、第１の工具部品が少なくとも１つの幾何学的に確定された切れ刃（１１）を有してバルブシート加工に割り当てられており、第２の工具部品が少なくとも１つの幾何学的に確定された切れ刃（１５）を有してバルブガイド加工に割り当てられており、
これらの工具部品が精密接合部（１７）によって互いに結合されるとともに該精密接合部（１７）は切頭円錐形継手として形成されており、
第１の工具部品（３）は第１の平坦面（１９）を、第２の工具部品（５）は第２の平坦面（２１）をそれぞれ有し、これらの平坦面が工具（１）の中心軸（２３）に対して垂直に配置されるとともに工具（１）の組立状態で相接しており、
第１の工具部品（３）が鋼からなる、内燃機関のシリンダヘッドのバルブシート及びバルブガイドの精密加工のためのバルブシート及びバルブガイド加工用工具において、
第２の工具部品（５）が分割されて２つの部分（３９、４１）を有しており、第１の部分（３９）は超硬合金からなるとともに精密接合部（１７）に割り当てられており、
第２の部分（４１）は第１の工具部品（３）よりも延性に富む材料からなるとともに第２の工具部品（５）の少なくとも１つの切れ刃（１３）を有することを特徴とする加工用工具。
【請求項２】
第２の部分（４１）が鋼又は重金属からなることを特徴とする請求項１に記載の加工用工具。
【請求項３】
第２の工具部品（５）の第１の部分（３９）および第２の部分（４１）の間の結合区域に突起（４７）及び凹陥部（４８）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加工用工具。
【請求項４】
突起（４７）及び凹陥部（４８）が円錐形又は切頭円錐形に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の加工用工具。
【請求項５】
突起（４７）が第２の工具部品（５）の第１の部分（３９）に、凹陥部（４８）が第２の部分（４１）にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の加工用工具。  
【請求項６】
冷却／潤滑剤通路が、工具（１）の中心軸（２３）と同心に該工具（１）内を通ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項７】
第２の工具部品（５）の２つの部分（３９、４１）の結合区域に設けられた冷却／潤滑剤の分配室（５３）を通って該冷却／潤滑剤が貫流することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項８】
分配室（５３）が第２の工具部品（５）の第２の部分（４１）の凹陥部（４８）に隣接することを特徴とする請求項７に記載の加工用工具。
【請求項９】
第２の部分（４１）の切れ刃（１５）がカッター片（１３）の一部であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１０】
カッター片（１３）が爪（５７）によって第２の部分（４１）に緊定されていることを特徴とする請求項９に記載の加工用工具。
【請求項１１】
カッター片（１３）に調整装置（７７）が組み込まれていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の加工用工具。
【請求項１２】
調整装置（７７）が調整ねじ（７９）と好ましくは調整キー（８３）を有することを特徴とする請求項１１に記載の加工用工具。
【請求項１３】
第２の工具部品（５）が少なくとも１つのガイドビード（５９）を有することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１４】
第２の工具部品（５）の第１の部分（３９）及び第２の部分（４１）がそれぞれ、少なくとも１つのガイドビード（５９、５９’）を有することを特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１５】
第２の部分（４１）の少なくとも１つのガイドビードが二つ割りになっていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の加工用工具。
【請求項１６】
第２の部分（４１）が、回転方向に見て切れ刃（１５）の後方にあるガイドビード（７１）を有しており、該ガイドビードが好ましくは約４５°後方にあることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１７】
第２の部分（４１）が切れ刃（１５）の反対側にあるガイドビード（７３）を有することを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１８】
第２の部分（４１）が切れ刃（１５）から約２７０°後方にあるガイドビード（５９”）を有することを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の加工用工具。
【請求項１９】
異なる幅のガイドビードを有していることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の加工用工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関のシリンダヘッドのバルブシート及びバルブガイドを精密加工するための、バルブシート及びバルブガイド加工用工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、従来周知な工具が開示されている。内燃機関のシリンダヘッドのバルブシート及びバルブガイドの加工においては、一方ではバルブガイド区域の表面品質、他方ではバルブシートとバルブガイドの同心性が重要であることが明らかになった。その場合、同心性が内燃機関の密封性と消費に対する重要な基準である。バルブガイドの表面区域の品質は内燃機関の低摩耗運転のために重要である。周知の工具には２つの工具部品が設けられ、第１の工具部品はバルブシート加工に、第２の工具部品はバルブガイド加工に割り当てられる。２つの工具部品は精密接合部によって連結され、一方の工具部品は切頭円錐体、他方の工具部品は切頭円錐体のための円錐形受座を有する。２つの工具部品は精密接合部の区域に平坦面を有する。これらの平坦面は工具の中心軸に対して垂直に配置されている。精密接合部によって２つの工具部品の相互の完全な同軸配列が保証される。また、この配列は工具の剛性を著しく高めることから、第２の工具部品の区域のたわみが減少される。上記区域の精密加工の際に工具内部に生じる振動を精密接合部によって遮断するとともに大幅に減衰することにより、バルブシート及びバルブガイドの表面品質が一層高められる。２つの工具部品に異なる材料を選択することにより、振動がさらに減少される。その場合、バルブシート加工用の第１の工具部品に鋼、バルブガイド加工用の第２の工具部品に超硬合金が使用される。この従来の工具では、場合によってはバルブガイド区域の表面品質が十分でなく、第２の工具部品の比較的大きな摩耗が現れることがあった。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０１３７０００Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記課題を解決するために本発明は、上記欠点のない内燃機関のシリンダヘッドのバルブシート及びバルブガイドの精密加工のための、バルブシート及びバルブガイド加工用工具を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、請求項１に挙げた特徴を有するバルブシート及びバルブガイド加工用工具を提案する。工具はやはり２つの工具部品からなり、そのうちの一方の工具部品はバルブシートの加工に、別の工具部品はバルブガイドの加工に割り当てられる。その場合に、バルブシート加工用の第１の工具はやはり鋼製である。しかしこの工具は、第２の工具部品が分割されて２つの部分を有し、そのうちの一方、即ち精密接合部に割り当てられた第１の部分だけが超硬合金（カーバイド）からなる。第２の工具部品の第２の部分は第１の部分より延性に富む材料からなる。こうして第２の工具部品の第２の部分がその延性に基づいてバルブガイドの表面に最適に当接されるから、第２の工具部品の急速な摩耗が回避され、バルブガイドの表面品質が大幅に改善される。
【０００５】
また、第２の部分が鋼又は重金属からなることを特徴とする工具の実施例が好ましい。これらの材料は超硬合金より高い延性が特徴であるから、第２の工具部品の第２の部分の区域をバルブガイドの表面によく当接することができる。さらに第２の部分の材料を第１の部分より容易に加工できるという付加的利点も生じる。
【０００６】
その他の実施態様はその他の従属請求項で明らかである。
【０００７】
次に図面に基づいて本発明を詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は以下で工具１と呼ぶバルブシート及びバルブガイド加工用工具を示す。この工具は２つの工具部品、即ちバルブシート加工用の第１の工具部品３とバルブガイド加工用の第２の工具部品５を有する。第１の工具部品３は、工具１と工作機械を結合するためのシャンク７を有する。シャンク７は適当に形成され、ここでは一例としてテーパ外面を備えている。さらに第１の工具部品３はバルブシートの加工のための切れ刃１１を備えたカッター片９を具備する。
【０００９】
第２の工具部品５もカッター片１３を有する。このカッター片１３は、幾何学的に確定された切れ刃１５を具備する。
【００１０】
２つの工具部品３及び５の結合は精密接合部１７を介して行われる。精密接合部１７は切頭円錐形継手として形成され、第１の工具部品３の第１の平坦面１９及び第２の工具部品５の第２の平坦面２１を有する。これらの平坦面は、工具１の回転軸でもある中心軸２３に対して垂直に配置されている。精密接合部１７は一方では円錐体、他方では円錐体を受ける凹陥部を具備する。また、円錐体２５が第２の工具部品に設けられ、円錐形に形成された凹陥部２７が第１の工具部品に設けられた構成になっている。
【００１１】
図１の分解図に止めねじ２９が示されている。止めねじ２９は第１の工具部品３に係合する第１のねじ山部分３１と第２の工具部品５に係合する第２のねじ山部分３３を備えている。これらねじ山部分３１、３３は、相互に逆向きのねじ山を具備している。止めねじ２３を第１の方向に回すと、２つの工具部品３及び５が精密接合部１７の区域で互いに締め付けられて円錐体２５が凹陥部２７に引き込まれ、環状面として形成された平坦面１９及び２１が緊密に相接する。
【００１２】
止めねじ２９を逆方向（第２の方向）に回すと、２つの工具部品３及び５が互いに押し離されるから、円錐体２５と凹陥部２７の間の締付け力が解除される。
【００１３】
内燃機関のシリンダブロックのバルブシート及びバルブガイドを精密加工する際は、２つの工具部品３及び５を精密接合部１７を介して互いに締め付けて固定する。それによって工具１の高い剛性が得られ、工具部品３及び５の相互に完全で正確な位置決めがおこなわれる。
【００１４】
第２の工具部品５はバルブガイドの加工用のリーマとして形成されている。第１の工具部品３はバルブシートの加工に使用される。従って第１の工具部品のカッター片９の切れ刃１１は中心軸２３に対してある角度で傾斜している。なお切れ刃１１は矢印３５で示した工具の前進方向に向かって下がっている。
【００１５】
第２の工具部品５の区域には、少なくとも１つのガイドビード３７が設けられている。バルブガイドがカッター片１３の切れ刃１５によって加工される際に、このガイドビードによって第２の工具部品５はバルブガイドの表面に支えられる。
【００１６】
カッター片９及び１３の切れ刃１１及び１５は、工具部品３及び５の本体に直接設けることもできる。しかし切れ刃の調整可能性を保証するために、図示するように、切れ刃は適当な調整装置と協働するカッター片の一部であることが好ましい。
【００１７】
図１でさらに示すように、第２の工具部品５は第１の部分３９と第２の部分４１を有し、これらの部分が別個の部材として形成され、組み合わされている。ここでは分離線４３だけが見える。これによって２つの部分３９及び４１の接触区域が分かる。
【００１８】
図１はさらに、第１の工具部品３が第２の工具部品５より大きな外径を有することを示している。そこで第２の工具部品５は小さな直径の円筒形区域から、第２の平坦面２１が設けられたテーパ区域４５に移行する。平坦面２１の区域では第２の工具部品５の外径が例えば分離線４３の区域よりはるかに大きい。この分離線４３の左右の円筒区域の長さはバルブガイドの案内区域の長さに応じて選定される。
【００１９】
工具１の第２の工具部品５の側面図が図２に示されている。ここで、工具部品５は部分断面図で示されており、同じ部材には同じ参照番号を付しているから、その点については図１の説明を参照されたい。
【００２０】
工具部品２が拡大して示されており、その細部は図１より明瞭に分かる。ここで、第２の工具部品５が２つの部分３９及び４１を有することが明確に理解できる。これらの部分は適当な方法にて連結されるが、例えばろう付けによって連結できる。
【００２１】
図２から明らかなように、第２の部分４１及び分離線４３に隣接する第１の部分３９の区域は円筒形の外面を有しており、第１の部分３９の円筒形の外面はテーパ区域４５を経て、中心軸に垂直な精密接合部１７の平坦面２１に移行する。
【００２２】
また、第２の工具部品５が２つの部分３９及び４１で組み立てられていることが図２の部分断面図から明らかである。これらの部分は分離線４３の区域で突き合わせになっていない。むしろ一方が突起、他方が対応する凹陥部を有しており、凹陥部に突起が係合するものである。ここで、第１の部分３９は分離線４３で示した結合区域に円錐形又は切頭円錐形の突起４７を有しており、これが第２の部分４１の対応する円錐形又は切頭円錐形の凹陥部４８に係合する構成になっている。なお、突起４７を凹陥部４８にろう付けすることが好ましい。
【００２３】
第２の工具部品５は中心軸２３に対して同心の冷却／潤滑剤通路５１を有しており、この通路を経てカッター片１３の切れ刃１５に冷却／潤滑剤が供給される。冷却／潤滑剤通路５１は第１の部分３９を通り、分配室５３で終る。分配室５３は、第２の部分４１の凹陥部４８に接続する。ここから通路５５が出ており、中心軸２３に対して分配室５３から矢印３５で示す前進方向に向かって上昇し、切れ刃１５の区域に冷却／潤滑剤を給送する。
【００２４】
カッター片１３は爪５７によって保持されており、爪５７はねじで第２の部分４１の本体に保持される。通常はここで止めねじが使用されるが、周知であるから図示を省略する。
【００２５】
第２の工具部品５は少なくとも１つのガイドビード５９を有している。図では、２つの部分３９及び４１がそれぞれ独自のガイドビードを有する構成になっている。第２の部分４１の区域の第１のガイドビード５９は、分離線４３の他方側の第１の部分３９におけるガイドビード５９’に続いている。ここで、第１のガイドビード５９はガイドビード５９’より細幅になっている。図２でさらに明らかなように、第１のガイドビード５９は爪５７を越えて該爪５７によって分断された後も右側へ続いており、ガイドビード部材５９”を包含している。
【００２６】
第２の工具部品５の端面６１には、心合せ部材６３が取り付けられている。この心合せ部材６３は心合せ穴６５を具備する。この心合せ穴６５は、工具の製造時や修理に関連して工具１又は第２の工具部品５の加工のために利用される。ここで述べる種類の心合せ穴は周知であるから、ここで詳しく触れない。
【００２７】
第２の部分４１のガイドビード５９及び第１の部分３９の区域の対応するガイドビード５９’と第１のガイドビード５９の延長をなすガイドビード部材５９”は工具１の中心軸２３と平行に延びており、従って一直線上にあり、これらは第２の工具部品５の外周面のに配置されている。
【００２８】
図３は第２の工具部品５の平面図、即ち端面６１の正面図を示す。同じ部材に同じ参照番号を付したから、この点については前掲の図の説明を参照されたい。図示の便宜上、心合せ部材６３は省略した。
【００２９】
図３にて明瞭に示されるように、第２の工具部品５の第２の部分４１は本体を有し、切れ刃１５を有するカッター片１３が本体に挿着されている。同様に第１のガイドビードが第２の工具部品５の外周面６７に挿着されている。第１のガイドビードのうちここではガイドビード部材５９”だけが認められる。矢印６９で示した工具の回転方向に見て、ガイドビード部材５９”は切れ刃１５から２７０°後方にある。別のガイドビード７１は切れ刃１５から工具の回転方向に見て約４５°後方にある。最後に第３のガイドビード７３が設けられ、切れ刃１５の正反対の側にある。
【００３０】
止めねじ７５によって第２の工具部品５の本体に緊定される爪５７を図３に線で略示した。また、図３にはさらに調整装置７７が示されている。調整装置７７によって外周面６７からの切れ刃１５の張り出し、即ち切れ刃１５の半径方向の張り出しを調整することができる。調整装置７７は調整ねじ７９を有する。調整ねじ７９は切れ刃１５の反対側のカッター片１３の下面と、この場合直接にではなく調整キー８３を介して相互に作用する。
【００３１】
なお、ここで述べる種類の調整装置７７は基本的に周知であるから、ここで詳しくは触れない。
【００３２】
工具１においては、第１の工具部品３が鋼で作られるものとする。周知の工具で第２の工具部品が超硬合金からなることは上記ですでに指摘した。この場合は第２の工具部品３の第１の部分３９だけが超硬合金で作られ、第２の部分は鋼又は重金属からなるようにした。決定的なのは、第２の工具部品５の第２の部分４１が第１の部分３９の材料より延性に富む材料からなることである。
【００３３】
こうして第２の工具部品５の中で異なる材料が使用され、第２の部分４１の材料は第１の部分３９より延性が高い。工具１はさらに加工しやすいのが特徴である。こうして第２の部分４１にカッター片１３を受けるための溝、さらには爪５７が中に納まる凹陥部を比較的安価に形成することが可能となる。最後に止めねじ７５及び調整装置７７と所属のねじ山を第２の部分４１の本体６６に比較的簡単に内設することができる。
【００３４】
第２の工具部品５は、第２の部分４１がバルブガイドの表面に当接し得るような延性を有するのが特徴である。切れ刃１５でバルブガイド表面に精密切削加工を施す際に、こうして第２の部分の少なくとも１つのガイドビードがバルブガイド表面に最適に接する。バルブガイド表面への第２の部分４１の最適な接触は表面品質の改善、さらには切れ刃１５の摩耗の減少をもたらす。さらにカッター片１３、爪５７、調整装置及びガイドビードを第２の部分４１の本体に挿着するために、超硬合金でなく、ほかならぬ鋼又は重金属からなる第２の部分４１の材料を加工するのは容易である。
【００３５】
少なくとも１つのガイドビード、この場合はガイドビード７３が切れ刃１５の正反対の側にあるよう構成することが好ましい。また加工されるバルブガイドでの工具の最適な案内を保証するために、切れ刃１５から約４５°後方にあるガイドビード７１を設けることが好ましい。最後に、さらに第３のガイドビードを第２の部分４１の外周面６７に設けることによって、特に良好な案内が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】バルブシート及びバルブガイド加工用工具の分解図としての側面概要図である。
【図２】図１に示した工具の工具部品の側面図である。
【図３】図２の工具部品の拡大正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…工具、３…第１の工具部品、５…第２の工具部品、１３…カッター片、１７…精密接合部、２９…止めねじ、３７…ガイドビード、３９…第１の部分、４１…第２の部分、５１…冷却／潤滑剤通路、５９…ガイドビード、７７…調整装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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