(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工表面から削りくずを除去する機械加工を行うための工具であって、
少なくとも２つの工具部材を有し、上記機械加工をするための工具が回転可能となっていて、さらに、
工具の回転軸（9）に対し垂直な方向に該工具（1;10;100）に対して変位し得る少なくとも１つの制御部材（19;119）が設けられていて、該制御部材が、予め設定したしきい値回転数以上で、１つの工具部材（５）を他の工具部材（3）に対して移動させ得るようになっており、
該制御部材（19;119）がガスを蓄力材として持つバネからなるバネ部材と相互作用し、該バネ部材が遠心力に対抗して該制御部材に対し所定の調整可能な復原力を作用し得るようになっており、また、
該制御部材（19;119）が制御媒体と相互作用し、該工具内の変位の際に、流路を通る該制御媒体の流れが生じ得るようにしていて、該流路は、絞り弁(35;135)が設けられた流路と逆止弁（37;137）が設けられた流路とからなり、該制御媒体は、１つの工具部材が工具から突出する場合は前記絞り弁(35;135)を通り、該工具部材が工具に戻る変位をする場合は前記逆止弁（37;137）を通ることを特徴とする工具。
【請求項２】
前記被加工表面は穿孔表面であることを特徴とする請求項１記載の工具。
【請求項３】
前記制御媒体は油であることを特徴とする請求項１または２記載の工具。
【請求項４】
該バネ部材が直接または媒体を介して該制御部材に対して作用するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の工具。
【請求項５】
前記媒体は液体であることを特徴とする請求項４記載の工具。
【請求項６】
該制御部材が３つ設けられてい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工具。
【請求項７】
該制御部材（119）が直接、１つの工具部材（５）を他の工具部材（３）に対して変位させ得るようになってい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工具。
【請求項８】
該制御部材（19）が媒体を介して、１つの工具部材（５）を他の工具部材（３）に対して変位させ得るようになっていることを特徴とする請求項１ないし６いずれかに記載の工具。
【請求項９】
記媒体は液体であることを特徴とする請求項８載の工具。
【請求項１０】
該制御部材（19）が１つの工具部材（5）を他の工具部材（3）に対して変位させるピストン装置（15）と相互作用するようになっていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の工具。
【請求項１１】
該ピストン装置（15）が１側面において、該制御媒体の作用を受けるようになっていることを特徴とする請求項１０記載の工具。
【請求項１２】
該ピストン装置（15）が他側面において、該制御媒体に対抗するバネ部材と相互作用するようになっていることを特徴とする請求項１０または１１記載の工具。
【請求項１３】
該制御部材（119）が、該工具内に挿入し得るアセンブリーユニット（163）の一部であ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工具。
【請求項１４】
該制御部材（19;119）が、遠心力の作用の下で変位し得るようになっている部材であ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工具。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の工具を、燃料動力機械のエンジンにおける弁座（215）および弁案内（213）の機械加工に使用する工具の使用方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の工具を、表面仕上げに使用する工具の使用方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、被加工表面、特に穿孔表面、から削りくずを除去する機械加工に使用する、相互に移動可能な少なくとも2個の工具部材を有する工具に関するものである。
ここで論じる種類の工具は周知のものである。それらはフィードアウト（Feed-out）もしくはAussteuer工具と呼ばれている。工具部材の相対的な動きは種々の方法で、例えば、制御棒、伝導装置付もしくは無しの一体型電動機、あるいはまた潤滑油もしくは冷却材を使用して、実行できる。在来型工具では、潤滑油もしくは冷却材は閉サイクルを行うため、反復使用される。しかしその場合に、冷却材の汚れが工具内に達して、工具の機能もしくは2つの工具部材の相対的な動きが妨げられるのは避けられない。制御棒もしくは一体型電動機を持った工具は組み立て費用もかかりかつ寸法も大きいために高価である。
従って発明の課題は、上述の欠点を有しない簡単に組み立てられかつ確実に機能する最初に述べたような工具を創造することである。
本課題の解決のために、請求項１に述べた特徴を持つ工具を提案する。基本的に、穿孔表面から削りくずを除去する機械加工に際して、回転する被加工品の穿孔に使用する固定工具を組み込むことは可能である。ここに提案する工具は、穿孔表面の機械加工のために工具を回転可能にすることに基づいている。その特徴は、工具の回転軸に実質的に垂直に移動できる少なくとも１つの制御部材を予め設けて、その制御部材が工具の回転に際して遠心力により移動可能にしていることにある。その際、制御部材は正確に半径方向に、すなわち回転軸に垂直に、移動することも可能である。しかしながら、少なくとも１つの制御部材の運動成分が工具の回転軸に実質的に垂直であれば十分である。制御部材の移動により、特に予め規定されたしきい値速度以上で、１つの工具部材と他の工具部材との間で相対的な動きが生じる。すなわち、２つの工具部材の相対的な動きは、工具の回転から生じる遠心力のみに基づいて起こりうる。従って、ここに提案した工具は、非常に単純にかつ故障しにくいように作られるとともに安価に実現することができる。
本工具の好ましい実施例では、制御部材と相互作用するバネ部材によって特徴づけられる。バネ部材は、予め規定された復原力が制御部材に作用するように作られている。そのため、回転速度が予め与えられるしきい値速度を下回ったときに、２つの工具部材の相互間での移動は互いに反対方向に行われる。
さらに、本工具の好ましい実施例では、制御部材が制御媒体と相互作用して、工具内部での移動に際してこの媒体の流れを引き起こすようにされる。この媒体の流路には液圧抵抗が与えられ、これを利用して一様な流れを得ることができる。この制御媒体の流れを利用して、制御部材の一様な動きが確保される。
さらにまた、本工具の好ましい実施例では、制御部材が直接２つの工具部材の相互間での移動を起こすように作用するようにされる。この場合には構造は特に簡単になり、故障はほとんど見られない。
さらに、好ましい実施例において、制御部材が媒体、特に液体、を介して、２つの工具部材の相互間での移動を起こすようにされる。その場合、制御部材は液圧回路の１部となり、２つの工具部材の相互間での移動を起こす。
さらに、本工具の好ましい実施例では、制御部材が工具に挿入できるアセンブリーユニットの一部となっている。その結果、異なる特性を持ったアセンブリーユニットを挿入することが可能となる。例えば、種々の寸法または重量を持つ制御部材、液圧回路に挿入した異なる液圧抵抗を持つ絞り弁および／または異なる復原力を持ったバネ部材などを使用して、種々の稼動ケースにその工具を適合させることができる。このような工具は高いコスト効果をも持つ。
これをさらに発展させたものは、その他の従属項に示される。
本発明を以下に図に基づいて詳細に説明する。図は以下のものを示している。
図１は、本工具の第１の実施例における縦断面；
図２は、図１に示した工具の線II-IIにそった横断面；
図３は、本工具のその他の実施例における縦断面；
図４及び図５は、本工具のさらに2つの実施例における縦断面の部分図；
図６は、燃料動力機械のエンジンブロックの弁座および弁案内加工用工具、である。
図１に示した工具には２つの工具部材がある、すなわち第１の工具部材３と本工具の内部で移動できるようにした第２の工具部材５である。ここでの実例として、第１の工具部材は、例えば中空軸と円錐として形成される円錐形部品７として示されており、該円錐形部品７は、工作機械あるいはまたアダプターもしくはインサートなどで工具１を固定するのに役立つ。工具１は、被加工品表面特に穿孔表面を加工するために回転させられる。ここでは回転軸９は点線で示している。第１の工具部材３の本体11の内部には、例えば回転軸９に同心の第１の凹所13が予め設けられていて、その中に移動可能な第２の工具部材５が収容されている。ここに記述した実施例では、第１の工具部材３と第２の工具部材５との相互間での移動は、実質的には回転軸９に平行して行われる。
第２の工具部材５にはその一端にピストン装置15があり、ピストン装置は場合によってはパッキング装置を使用して、凹所13の内側を塞いで敷設され、凹所内部で移動可能になっている。ピストン装置が移動することにより第２の工具部材５も移動するが、その移動は並進運動である。図１では、第２の工具部材５とピストン装置は左端まで移動して、その結果第２の工具部材５は外側に出た位置を占める。凹所13の長さを選ぶには、図１では右方向になる、第１の工具部材３に対して第２の工具部材５が行う逆方向の移動にあたり、第２の部材工具５の自由端17が多少本体11の内側に入ることができて、その結果第１の工具部材３の外部輪郭を越えて大幅に張り出すことがないようにすればよい。第２の工具部材５を多少ともさらに内側に入るようにするには、第２の工具部材５の長さと凹所13の長さを調整しさえすればよい。従って、第２の工具部材を第１の工具部材の内部に完全に引っ込めて、その結果自由端17が最早第１の工具部材の外部輪郭を越えて突き出さないようにすることもできる。
本体11には、制御部材19として役立つ少なくとも１つの部材が挿入される。実例としてここでは、直径上で対置しておかれた2つの制御部材19と19'が示される。これらの制御部材は回転軸９に垂直に延出する第２の凹所21と21'に収容されている。その寸法は、一例として円筒状に作られている制御部材19と19'が、同様に一例として円筒状に作られている凹所21と21'の内面を閉鎖的に塞ぐことができる大きさとして選ばれる。追加的に、パッキング部材23と23'、例えばＯ−リング、も使用できる。それらを制御部材19と19'の外面に取り付けることにより、最適の漏れ止めが得られるようにする。制御部材19と19'は凹所21と21'の内部で摺動移動が可能なように置かれる。その自重もしくは質量により、制御部材19および19'は、工具１が回転する際に遠心力によって外向きに押しやられる。従って制御部材は凹所21と21'の内部で外向きに、凹所を塞ぐ栓25と25'もしくはその他の止め装置に突き当たるまで滑る。
凹所21と21'は媒体、特に液体、なかでも液圧装置用油、で満たされていて、この媒体は、制御部材19と19'が移動するときに、図１では単に点線で示した適当な連結路27、27'を経由して、制御部材19、19'の上方にある凹所21、21'の領域から排出される。この連結路27、27'は、制御部材19、19'の上方にある凹所21、21'の領域と凹所13を連結する。従って、制御部材19、19'から排出される液圧装置用油は凹所13に到達する。制御部材によって形成される過剰圧力によって、ピストン装置15と第２の工具部材５が移動する。連結路27はピストン装置15の右側にある凹所13の部分につながっているので、ピストン装置15と第２の工具部材５は対応する過剰圧力によって左側に移動する。
制御部材19、19'により圧送される媒体は制御媒体としても役立ち、適当な過剰圧力の下で,第１の工具部材３に対して第２の工具部材５が外側に出る動きを引き起こす。制御媒体は工具１の内部に完全に閉じ込められているので、本工具の運転に利用される他の媒体とは混合しない。従って、制御媒体は冷却材および潤滑材とは分離されて、これらの媒体内に存在しうる汚染物質によって制御部材の機能が損なわれることはない。この結果、制御部材の機能の確実性は極めて高い。
第１の工具部材３の本体11には、さらに凹所13と流路で連結している少なくとも１つの平衡室29が作られるが、この平衡室は例えば切れ目のない環状室としてあるいは独立した複数の分室として作られる。平衡室29と凹所13との間の流路31は、ピストン装置15の左側にある凹所13の部分から排出される媒体を受け入れるのに使用される。例えば、ガス状媒体は平衡室29に導かれ、ピストン装置15の左側への動きによって液路31を経由して平衡室29に排出され、そこで圧縮される。
圧縮された媒体は、いわば擬似バネ部材として作用して、予め規定できる復原力をピストン装置15に与えるので、ピストン装置15は外側へ出る動きに逆らって右側に押される。ピストン装置15と制御部材19、19'との液圧的結合によって、バネ部材の復原力、すなわち平衡室29の内部で圧縮されたガスの復原力は、制御部材19、19'にも作用する。その復原力は、ピストン装置15を右側に押し、それによってピストン装置15の右側の凹所13の部分に過剰圧力が形成される。連結路27を経由してこの圧力は制御部材19、19'の上側に導かれるので、制御部材は半径方向に内側に向って回転軸９の方向に押しやられる。
平衡室29内部のガスは所定の過剰圧力のもとで存在できるので、その結果、予め規定された復原力がその制御部材または複数の制御部材に作用する。この場合に、制御部材は、工具１の予め与えたしきい値回転数以上で初めて外側へ向っての移動を実行し、それに伴って制御部材19、19'の上方に存在する媒体は凹所13の右側領域に排出される。
制御部材19、19'の下側にある空室33または33'はガスで充満でき、このガスは適当な特に濾過装置を設けた配管を経由して大気圧と連結される。これによって、回転軸９と制御部材19、19'の間の領域での過剰圧力が、工具１を回転させることなく第２の工具部材５が外側へ出てゆくような高い圧力にはならないことが少なくとも保証される。
図２から明らかなように、連結路27、すなわち２つの部分路27aおよび27bまたは27'aおよび27b'があって、それらは半径方向で外側にある凹所21ないし21'および凹所13の部分領域と流路で連結されている。
ここに記述した実行例では、第１の部分路27aまたは27'aは絞り弁35または35'として形成される液圧抵抗を持ち、また部分路27b、27'bは逆止弁37または37'を持っている。これによって、制御部材19、19'の移動から生じる制御媒体の流れを、凹所21、21'および凹所13の間で調整することができる。特に予想されることは、一方では、凹所21、21'から凹所13へ制御媒体が流れる場合には絞り弁が作動して、一様な媒体の流れまたは第１の工具部材３に対する第２の工具部材５の一様な外側に出る動きが与えられ、他方では最初の場合には閉じていた逆止弁を通る反対方向の動きで、凹所13から凹所21、21'への媒体の自由な排出が保証される。この自由な排出により、第2の工具部材5の戻りの動きが妨げられることなく迅速に行われることが保証される。
上述したように、第２の工具部材５の外側へ出る動きによって、制御媒体内または凹所13の右側に形成される圧力の影響で、ピストン装置15は左側に移動し、その結果ピストン装置15の左側にある媒体は平衡室29へ排出される。平衡室にはガス状媒体の圧縮により大きな超過圧力ないしは増大した復原力が生じる。それにもかかわらず、第２の工具部材５の一様な外側へ出る動きが与えられるが、これは制御部材19、19'の半径方向の外側へ出る動きに際して回転軸９との距離が増加して遠心力が増大することによる。制御部材19と19'をますます強く外側へ押しやるより大きな力によって、制御部材19と19'の上側の圧力は凹所21、21'において、従って凹所13において増加し、これにより工具部材５の外側へ出る動きの方向における力は増大する。
図２は、連結路27もしくは部分路27a、27b、27'a、27'bは第１の工具部材３の本体11に穿孔して作られること、また、絞り弁35、35'および逆止弁37、37'も部分路を加工する際の穿孔によって作られることを示している。連結路27の実現方法は後述するので、ここでは詳述しない。重要なことは、凹所21、21'の上部もしくは半径方向で外側の領域は、凹所13とは流路で連結されているので、制御部材19、19'の内側へのおよび外側への動きによって、制御媒体は一方では凹所21、21'から凹所13へ、他方ではその反対方向に流れることができる、ということにある。
ここに述べた実施例では、工具１もしくは工具部材３の周囲表面を加工する際に、絞り弁35、35'および逆止弁37、37'も穿孔される。すなわち、この組み込み部分は外部から到達可能である。従って、各種の絞り弁を作って調節可能な液圧抵抗を実現できる。また、逆止弁を圧力に応じて開閉できるように作ることも考えられる。あるいは、工具１を稼動ケースに応じて調整することができる。
図３は、基本的には図１に示したものと同様に作られている工具10の少し変わった実施例である。同一部材には同一番号を付けているので、その限りでは図１の説明を参照できる。
構造上の唯一の相違点は平衡室29'である。ここで、工具10の縦断面は、回転軸９の上側と下側で異なった断面部分を示している。図１で説明したのと同様に、この工具10も、２つの互いに対置された制御部材19と19'を持っている。そして、平衡室29'は、制御部材19と19'を含む平面に対してオフセットした位置に配置されている。この平衡室29'は２つの部分29'aと29'bを持っている。左の部分29'aは流体流路31を介して、ピストン装置15の左側の凹所13の部分と連結されている。従って、ピストン装置15または第２の工具部材５が凹所13の右側部分の遠心力により生ずる過剰圧力を受けて左側に移動すると、ピストン装置15はその左側にある媒体を流路31を介して平衡室29'の左側の部分29'aへ排出する。この場合にも左側の部分29'aにはバネ部材として作用するガス状媒体が存在することは好ましい。しかし、左側の部分29'a内部に例えば油圧装置用油のような流体を注入しておくことは好ましい態様であり、それにより、ピストン装置15の密封に関する問題をガス状媒体の場合よりより容易に解決することが可能となる。ピストン装置15を左側へ移動させるためには、この種の構造、すなわち流体を利用する場合には、平衡室の右側の部分29'aにバネ部材として作用するガスがあって、そのガスがピストン装置15の左側への動きによって平衡室29'に排出される流体によって圧縮されるようにする。この場合には左側の部分29'aは弁41により右側の部分29'bから分離されている。これはガスを含んだ従来型のガス圧バネの１部になりうるものであり、この場合ガスはピストン装置15から排出される流体によって圧縮される。平衡室29'はここでは円筒状に作られる。この中心軸43は実質的に回転軸９に平行になっている。工具10には工具１と同様に栓45を設けてあるが、この栓は外せるのでガス圧バネの交換が可能である。
図３に示した実施例は次の特徴を持っている。すなわち、ピストン装置15は液体媒体、特に油圧装置用油、によってその両側へ動かされるが、ピストン装置の右側の制御媒体は連結路27を介して凹所21、21'と、従って制御部材19、19'と相互作用を行い、他方ピストン装置15の左側にある油はバネ部材ないしはガス圧バネと相互作用を行って、ピストン装置15ひいては制御部材19、19'に復原力を与える。
図４は第１の工具部材３とこれに対して移動できる第２の工具部材５を持つ工具100のその他の実施例の一部を示している。工具100には円錐形部材７があって、図１で記したように、工具の固定と運転に役立っている。
第２の工具部材５は第１の工具部材３が回転する際に実質的に半径方向、すなわち回転軸９に垂直に移動可能である。工具部材５の動きの１成分は半径方向に走っている。工具部材５は、例えば穿孔表面のノッチの作成や正面削りに利用できる。
工具100には制御部材119があって、その制御部材は工具100の内部で、回転軸９に垂直に走る凹所121の中で動けるようになっている。図４の表示では制御部材119はその半径方向で最も外側、すなわち外側に出た位置にある。
制御部材119は制御媒体とも呼ばれる媒体、ここでは油圧装置用油、と相互作用する。制御媒体は２つの互いに分離された部分147aと147bを持つ制御室147の中に入っている。ここでは制御室は制御部材119を環状に取り囲んでいる。制御室は制御部材119から外にでているリング状の肩部149によって２つの部分147aと147bに分けられる。部分147a、147bは油圧で相互に連結されている。２つの部分147aと147bとの間の連結路127には、第１の部分路127aがあってその中には液圧抵抗として作用する絞り弁135がおかれ、その他にもう１つの部分路127bがあってその中には逆止弁137がおかれている。制御室147は、制御部材119が半径方向に外向きに動くときに、制御媒体が制御室147の半径方向で外側にある部分147aから連結路127を経由して半径方向でさらに内側にある部分147bへ排出されるように作られる。制御媒体の流れは、絞り弁135および逆止弁137に影響されて、制御部材119の半径方向で外向きの動きが絞り弁の作用で制限されることによって調整される。制御部材119の反対方向の内向きの動きは絞り弁の抵抗なしに行われるが、その時には逆止弁137が開いて、部分147bから制御室147の部分147aへの制御媒体の逆流は事実上妨げられないからである。
制御部材119は、それに復原力を及ぼすバネ部材151と相互作用するが、このバネ部材は、一方では制御部材119に固定した迫台153により、他方では制御部材119の閉栓155が形成する迫台により支えられている。ここではバネ部材151は制御部材119の内部におかれている。図４では単なる例としてバネ部材をねじバネとして示しているが、通常のガス圧バネもバネ部材として使用できる。ここで作用する復原力は、制御部材119の外側に出る動きに対抗して働き、制御部材119をその内側に入った位置に押しやる。バネ部材151の復原力によって、制御部材119が戻る間に、制御媒体は部分147bから逆止弁137を経由して制御室147の部分147aへ運ばれる。
図４に示した実施例では、制御部材119は工具100の回転軸９を超えて延出しており、該制御部材119の重心Ｓは、回転軸９の軸心からある距離だけ離れていて、この場合には回転軸の上部に置かれている。従って、工具100が回転すると遠心力が制御部材119に作用して、最終的にはバネ部材151の作用に対抗して制御部材119の半径方向に外向きの動きを引き起こす。
制御部材119は制御室147の下側境界を構成する内側ケース157で囲まれていると同時に、制御室147の外部境界を構成する外側の第２のケース159にも囲まれている。図４では外側ケース159の上方に閉鎖リング161が加わって、制御室147の上方を仕切ると同時に、ケース159の一部を構成している。ここに示した実施例では、連結路127は外側ケース159における流路となっている。連絡路127ならびに逆止弁および絞り弁を、制御部材119の内部または本体に収容することも大いに可能である。これを利用して極めてコンパクトな構造が実現できる。
閉鎖リング161は制御部材119に接して漏れを防止していて、制御部材119の閉鎖リングと外側ケース159に対する相対的な動きが可能となるように作られている。制御部材119は内側ケース157に対しても動くことができる。
両方のケースと閉鎖リングは、ケースが制御部材119を受入れて、それにより全体が工具100の本体11内に挿入可能なアセンブリーユニット163ができるように作られる。これによってアセンブリーユニットは容易に交換できる。この種のアセンブリーユニット163は、それのみで完全に機能を果たすことのできる独立したインサートとして既存の工具内に挿入し、遠心力で作用する工具部材とすることができる。
これ以外にも、アセンブリーユニット163または制御部材119を小型に作って、図４に示したのとは異なる、回転軸９の上方に広がっていないものにすることも十分考えられる。
ここで示した実施例では第２の工具部材５は制御部材119の半径方向で外側の領域にある。すなわち、第２の工具部材５は直接制御部材119に接しておかれている。
第２の工具部材５を制御部材119と結合することで、第２の工具部材５を第１の工具部材３に対して移動させることができる。両方の工具部材の移動すなわち相対的な動きは、工具100の回転速度および制御部材119に作用する遠心力によって生じるが、この場合には制御部材119の移動で生じる連結路127内の制御媒体の流れは、絞り弁135および逆止弁137に影響されて、第２の工具部材５の相対的な動きに反作用を及ぼす。第２の工具部材５は、絞り弁135の作用で一定の外向きの動き、特に一様で遅い相対的な動き、を行う。工具の低い回転数の場合に生じる内向きの動きは、バネ部材151と逆止弁137の作用で急速に行われる。
図５には、再び本質的には図４に示したものと同様に作られた工具100の部分が示される。同じ部分には同じ番号を付けてあるので、図４の記述を参照されたい。
工具100には第１の工具部材３と第２の工具部材５とがあり、後者には以前と同様に制御部材119が固定されている。制御部材は工具１が特に所定のしきい値回転数以上で回転する場合には外側に動き、それにより制御媒体すなわち液圧装置用油は第１の部分147aから連結路127を経由して制御室147の第２の部分147bへ運ばれる。回転数が低下すると、制御部材119はバネ部材151'により逆方向に移動する、すなわち回転軸９の方向へ戻る。
図５では、制御部材119、従って第２の工具部材５は、その半径方向で外側の、いわゆる外側に出た位置として示される。
この場合、バネ部材151にはピストン165があって、ピストンは第２の工具部材５に対置された制御部材119の端部に固定されて、遠心力とは逆に作用する復原力を作り出す。さらにピストンはピストンと隔壁169の間にあるガス167と相互作用するが、この隔壁は第１のケース157から出て、ピストン165と制御部材119の間に置かれ、適当な仕方で、例えばパッキング装置を用いて、ガス167の圧力を通さないことを保証する。圧縮されたガス167はピストン165を回転軸９から離れる方向に押しやる。ピストン165は連結部173を介して制御部材119と連結されているので、ピストン165は制御部材119を同じ方向に引っ張り、その結果制御部材119の上にある第２の工具部材５は回転軸９の方向に動かされる。それに伴ってバネ部材151には復原力を生じ、この力が工具100の回転の際に現れる遠心力に対抗して作用する。この復原力は、所定のしきい値回転数以上で制御部材119に作用する遠心力が復原力より大きくて、その結果回転軸９からある距離だけ離れた位置にある制御部材119の重心Ｓを半径方向で外側に押しやるように選ぶ。その結果、制御部材119に固定された第２の工具部材５は第１の工具部材３に対して半径方向に移動する。
図５に示した実施例では、ケース157と159が制御部材119を取り囲んで、閉鎖リング161と共にアセンブリーユニットを形成しているが、このユニットは必要に応じて交換可能である。また、異なる構成の液圧抵抗あるいは絞り弁を持つたアセンブリーユニットを設けて、動き、特に第２の工具部材５の外向きの動きに影響を与えるようにすることもできる。さらに、制御部材119の質量を変化させて、工具100が回転する場合に外向きに作用する力を、本工具の異なる稼動ケースで調整することも可能である。さらにまた、アセンブリーユニットを小型にして、それが回転軸９を越えて向こう側に達しないようにすることもできる。
図５に示した実施例では、部分路127aと127bを持つ連結路127を逆止弁137と絞り弁135と共にケース159の中に入れている。この場合でも、図４で説明したように、制御部材119の本体へ移すことは可能で、その結果極めてコンパクトな構造すなわちアセンブリーユニット163ができる。
図５から明らかなように、バネ部材151はガス圧バネとして実現可能であるが、このガス圧バネには圧力を受けているガス167が含まれている。ガス圧バネは除去可能な栓175の下部におかれる、すなわちガス圧バネはまたアセンブリーユニット163に組み込んだ状態で最終的に入手できる。従って、適当な周知の弁装置を介してガス167の圧力を設定できるし、場合によっては、所望の圧力まで高めるためにガスを補充することもできる。
図１ないし３に関して述べた形式の工具では、工具の回転による遠心力を利用して、工具部材３と５の両者の、実質的に回転軸９の方向における移動すなわち相対的な動きが生じる。これに反して図４および５に示した工具100では、工具の回転で生じる遠心力に基づいて第２の工具部材５の第１の工具部材３に対して半径方向の移動が生じる。
図１から５を見れば、個々の工具の内部で工具部材が相互に軸方向あるいは半径方向の相対的な動きを実現できることが直ちに分かる。さらに、工具部材が固定されている（図４および５参照）制御部材の半径方向の移動を利用して、他の工具部材を軸方向に移動させることも考えられる。この結果、例えば、制御室の半径方向で外側にある部分147aを、図１から３に関して述べたように、液圧連結路を介して凹所13と結合することもできる。この種の構造では、半径方向に動く制御部材119の外向きの動きによって、制御媒体が半径方向で外側にある部分147aから排出され、連結路を経由して凹所13に達し、それによって図１から３に関して述べたように第２の工具部材を軸方向に移動させる。
工具部材の軸方向の移動距離は、制御部材から排出される容積によって、すなわち例えばリング肩部149の外径と制御部材119の外径の差および凹所13の直径によって決まる。制御部材から排出される制御媒体の容積が大きい場合および凹所13の直径が比較的小さい場合には、図１から３に関して述べたように工具１ないし10の工具部材５の軸方向の動きは比較的大きくなる。
今までに述べた２つの工具部材を持つ工具の機能様式に基づいて明らかなように、図１から３に関して説明した軸方向の移動とともに、工具１乃至10の回転軸９に対して任意の角度で工具部材が移動することも可能である。さらには、１つの工具部材から排出される制御媒体によって、数個の工具部材を種々の方向に押しやることも十分可能である。
全ての場合に保証されているのは、１つの工具部材または複数の工具部材のある方向での相対的な動きが、液圧抵抗によりあるいは絞り弁によって影響されて、できるだけ一様な一定の前に進む動きが作り出され、一方では逆止弁によって逆方向に戻る動きが比較的急速に生じ、その際適合したバネ部材に対応した復原力が生じることである。
工具の機能にとっては、図４および５に関して述べたように、制御部材が直接第２の工具部材の移動を起こすのか、あるいは図１から３に関して述べたように、制御部材が間に挿入されて、それが遠心力に基づく制御部材の動きをピストン装置に伝達して、ピストン装置が第２の工具部材５の相対的な動きを引き起こすのか、は重要なことではない。
復原力は直接制御部材に作用するかあるいはピストン装置の機械的または図１から３に関して述べたように液圧結合を介して制御部材に伝達される。
制御部材の質量あるいは工具の回転軸に対する制御部材の重心を適当に選んで、工具の１部材の移動に使用する制御部材から生じる力を予め決め得るように、工具の回転から生じる遠心力を設定できる。制御部材は復原力を直接または間接に制御部材に及ぼすバネ部材と相互作用するので、それを越えると制御部材の相対的な動き、ひいては付属する工具部材の相対的な動きが始まる、しきい値回転数を決定できる。このしきい値回転数は結局、比較的容易に予め設定できるのである。しきい値回転数は既存の工具でも、例えば外部から圧力を設定できるガス圧バネを挿入することで、変更できる。
すべての実施例に共通な点は、制御部材だけが遠心力に基づいて移動できることで、これから工具部材３と５の両者の遠心力に基づく相対的な動きあるいは工具部材５の遠心力による動きが導かれるのである。従って、工具の構造は極めて簡単になり、費用的にも有利に実現できる。
工具部材相互の相対的な動きは各種の場合に利用できる。これら２つの工具部材を、削りくずを除去する機械加工に役立てるだけには限らない。さらに、工具部材の１つを、単に被加工品に対する工具の案内装置としてあるいは第２の工具部材の支持具として役立てることも考えられる。
この工具は燃料動力機械のエンジンの弁座および弁案内の加工に真価を発揮している。この種の工具を図６に示す。図６は図１および２に関して詳しく説明した工具１が示される。従って、同じ部分には同じ番号を付けている。その限りにおいて図１および２の記述を参照されたい。工具１の工具部材３の上に、基本的には周知の、特殊工具200がついている。従って以下では、本質的な部分と機能のみを説明する。本特殊工具には、第１の工具部材３に固定された１つの工具部材201が付いていて、それが工具部材３と共に回転し、また、その周囲表面203上には少なくとも１つの切断板205を設けて、この切断板が左方へ向いた刃207を囲み、この刃が回転軸９に対してある角度で動いて弁座の加工を行うようになっている。
工具部材201の内部には回転軸９の方向に移動可能に置かれた工具部材209が付いているが、これは周知の弁穿孔用工具すなわちリーマを表わしている。工具部材209はここでは点線で示した工具部材５と接続され、工具部材５が移動すると工具部材209が移動するようになっている。ここでは工具部材209はその周囲表面上に刃板211を持ち、これが弁案内の加工に利用される。工具部材201と209には１個ないし数個の案内片を設けて、加工表面の品質と寸法の正確性を保証している。
図６では弁案内213と弁座215の範囲を点線で示している。
外側に出た位置にある工具部材３に対する工具部材５を示した図１の表示に対応して、特殊工具200の工具部材201に対する工具部材209も外側に出た位置にある。
上記の図６の説明から容易に分かるように、ここに記述した特殊工具200は問題無く他の工具10と組み合わされるが、これについては図３に詳細に説明してある。
燃料動力機関のエンジンの弁座と弁案内の加工を行う特殊工具200の機能は、基本的には周知であるので、この特殊工具と図１から３に関して記述した工具１ないし10の機能の説明は、以下のものに限ることにする。
弁座の加工では、工具１とともに特殊工具200が、例えば毎分1000回転の、初期回転数で回転する。この回転数では、図１から３で詳細に説明した、制御部材19と19'に作用する遠心力は、ピストン装置を左側に移動させるのに十分な圧力を凹所13に形成するには不足している。その結果、ピストン装置15に作用する復原力は、第２の工具部材５とそれに伴って工具部材209を引き戻された位置に置く位の大きさしかない。従って、ピストン15は、図１と３に示したのとは異なって、右側に移動するので、第２の工具部材５と工具部材209は引っ込んだ位置にある。
弁座215の機械加工が終了すると工具１は少し後退するので、その結果、加工を終了した弁座は工具部材209または刃207とは最早接触していない。ここで工具の回転数を著しく上昇させる、例えば毎分4000回転から毎分5000回転にする。この回転数では、制御部材19と19'には大きな遠心力が作用して、ピストン装置15は平衡室29ないし29'内の圧力に対抗して左側へ移動し、これによって第２の工具部材５およびそれに伴って工具部材209が第１の工具部材に対して相対的な動きを行って、その外側へ出た位置に達する。この第２の工具部材５の相対的な動きによって、弁穿孔用工具すなわち工具部材209は弁案内となる穿孔内に移動し、弁案内213の穿孔表面が加工される。図１から３に関して上述した絞り弁によって、送りの動きが一様に行われることが保証される。弁案内の機械加工が終了すると直ちに工具の回転数を実質的に減少させることで、ピストン装置15とそれに伴って制御部材19と19'は復原力によって引き戻され、同時に第２の工具部材５ないしは工具部材209も同様に引き戻されて弁案内から離される。逆止弁を導入することで、弁案内の表面加工の間では、戻りの動きは送りの動きよりも実質的に速くなる。
特殊工具200の説明から直ちに分かるように、図１から３に関して記述した工具１もしくは10は従来型の工具と組み合わせることができる。従って本質的に、単純な仕方で１つの工具部材を他の工具部材との関係で軸方向に移動させて、遠心力は専ら相対的な動きを作り出すことに利用できる。その結果、追加の制御部材、例えば、いわゆる制御棒とか工具一体型電動機を使用して相対的な動きをさせる必要はない。従って、この工具は極めて摩耗も少なくかつ故障もほとんど生じないのである。
軸方向と半径方向の種々の動きを組み合わせて、極めて特徴的な工具を実現できるが、その場合でも制御部材を使用して、半径方向と軸方向の相対的な動きを起こさせるのである。工具の回転軸に対して任意の角度で相対的な動きをさせることもまた実現可能である。
制御部材の機能から容易に分かるように、使用する制御部材の数は利用例にあわせて選ぶことができる。工具のバランス調整を簡易化するために、工具本体に円周上で互いに等間隔に配置された３つの制御部材を特別に使用する。しかしながら、図１ないし３から明らかなように、２つの制御部材を使用して２つの工具部材の相対的な動きを生じさせること、あるいは図４および５に示したように、単に１つの制御部材を使用してこの種の相対的な動きを生じさせること、が可能であることは直ちに理解できよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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