(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動される研削工具（１）を備え、この研削工具の研削面が案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して角度をなし、この案内ピンが既に加工された穴に正確に嵌め込まれるよう採寸され、かつ研削工具（１）に連結されている、工作物穴のエッジの端面を研削するための装置において、研削工具（１）が少なくとも１個のホーニング条片（３）によって形成され、ホーニング条片（３）が案内ピン（７）に結合されたシャフト（１７）に案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して横方向に延びるように設けられた貫通穴（２１）内に配置され、かつ偏心体（９ａ）により案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して横方向に周期的に摺動可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
案内ピン（７）が駆動軸（１０，１７）に対して一直線に並ぶように配置され、研削工具（１）がこの駆動軸を介して回転駆動されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
偏心体（９ａ）が偏心穴（２４）を有する、駆動される中空軸（９）の構成部分であり、この偏心穴内に、研削工具（１）の保持部材（２２）が中空軸（９）の中心軸線に対して横方向に摺動可能に支承されていることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
シャフト（１７）がテレスコープ式軸として形成された駆動軸（１０，１７）の内側部材であり、この駆動軸の外管（１０）が駆動され、シャフト（１７）が駆動軸（１０，１７）の外管（１０）内で制限されて軸方向に摺動可能であることを特徴とする請求項２または３記載の装置。
【請求項５】
シャフト（１７）が駆動軸（１０，１７）の外管（１０）のスリット（１８）内で横ピン（１９）によって案内され、この横ピンがシャフト（１７）を貫通し、駆動軸（１０，１７）の回転方向においてシャフト（１７）と外管（１０）とを形状補完的に連結していることを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
研削工具（１）が工作物（６）の方へ送り込み可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
シャフト（１７）が工作物（６）の方へばね（２０）で付勢されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
前記ばねが圧縮ばね（２０）であり、この圧縮ばねの予備付勢力が調節ねじ（３０）によって調節可能であることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
シャフト（１７）と案内ピン（７）が一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
研削工具（１）の保持部材（２２）が円筒形のスライダであり、このスライダの端面（２５）が凸形に形成され、偏心穴（２４）の壁（２６）に滑動可能に支持されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項１１】
少なくとも１個のホーニング条片（３）を備えた研削工具（１）が端面ホーニング工具であり、ホーニング条片（３）が研削面（２３ａ）を形成する研削ライニング（２３）を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
ホーニング条片（３）とその保持部材（２２）を収容するためのシャフト（１７）の貫通穴（２１）がスリット（２１ａ）によってほぼ鍵穴状に形成され、このスリットが案内ピン（７）内まで延び、ホーニング条片（３）の研削ライニング（２３）が少なくとも一方のスリット側方端部において案内ピンから突出していることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
駆動軸（１０，１７）が偏心穴（２４）を有する中空軸（９）に軸承され、かつ中空軸と反対方向に駆動されることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
駆動軸（１０，１７）が外歯（１５）を有する区間を備え、この区間が内歯（１４）を有する中空軸（９）の区間（１３）内にあり、駆動ピニオン（１６）が両歯（１４，１５）にかみ合っていることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
案内ピン（７）が工作物穴の壁に支持するための少なくとも１個の案内条片（２９）を備えていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１６】
研削工具（１）の平らな研削面（２３ａ）が案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して垂直に摺動可能であることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１７】
研削工具（１）の平らな研削面（２３ａ）が案内ピン（７）の中心軸線（２）に対して角度をなして摺動可能であり、この角度が工作物穴のエッジの斜面の目標角度に等しいことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動される研削工具を備え、この研削工具の研削面が案内ピンの中心軸線に対して角度をなし、この案内ピンが例えばホーニング加工によって既に加工された穴に正確に嵌め込まれるよう採寸され、かつ研削工具に連結されている、工作物穴のエッジの端面、特に環状面を研削するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の公知の装置（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４４１６２３号公報）は、工作物穴のエッジに研削される斜面を超仕上げ加工するために役立つ。この斜面はニードル弁のための弁座としての働きをする。このような弁穴は例えば内燃機関用噴射ポンプに設けられている。弁穴は数ミリメートルの非常に小さな直径を有し、非常に正確に加工しなければならない。穴のエッジを形成するかあるいは穴を取り巻く工作物の端面も同様に正確に加工しなければならない。斜面を研削する際あるいは斜面の表面加工の際に更に、円錐台状の面が穴の中心軸線に対して正確に同心的に配置されるように注意すべきである。公知の装置は斜面の表面加工のために、穴中心軸線回りに回転する駆動される研削工具に円錐形の研削面を有する。その際、斜面の形状は研削ライニングの研削面の形状に直接左右される。この研削ライニングは大量生産ではしばしば修正しなければならない。研削ライニングが一般的に不均質であるので、斜面の形状の精度および表面精度は大量生産では非常に高度の要求がなされるときに不充分である。
【０００３】
更に、端面ホーニング加工装置が知られている。この端面ホーニング加工装置の場合には、ホーニング工具の研削ライニングが加工すべき表面の方へ摺動させられる。しかし、この装置はその寸法が比較的に大きいので、狭いスペースでは使用不可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、穴のエッジに小さな端面、特に環状面を非常に正確に形成または加工することができ、必要なスペースができるだけ狭い装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明に従い、研削工具が少なくとも１個のホーニング条片によって形成され、ホーニング条片が案内ピンに結合されたシャフトに案内ピンの中心軸線に対して横方向に延びるように設けられた貫通穴内に配置され、かつ偏心体により案内ピンの中心軸線に対して横方向に周期的に摺動可能であることによって解決される。
【０００６】
案内ピンの中心軸線に対して横方向に研削工具を周期的に摺動させることにより、工作物の端面を表面加工することができ、更に平らな研削面によって穴のエッジに斜面を形成することができる。この研削面の形状は摩耗や修正によって変化しないので、大量生産で精度および品質の非常に高い完成した表面が得られる。摺動運動は狭いスペースで実施可能であり、それによって装置全体の構造寸法が小さくなる。
【０００７】
摺動運動中、研削工具は好ましくは駆動軸を介して例えば２０００〜６０００回転／分で回転駆動される。この場合、周期的な摺動は偏心体によって生じることができる。この偏心体は好ましくは、偏心穴を有する駆動される中空軸の構成部分である。中空軸は好ましくは５００〜２０００回転／分の回転数で駆動軸と反対方向に駆動される。横方向摺動の変位は、研削面が加工すべき端面全体を擦過するように採寸される。この場合、非常に小さな穴の外周範囲を加工するときの変位は例えば0.5 〜３ｍｍである。
【０００８】
本発明の他の特徴は従属請求項から明らかである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図に基づいて、本発明による研削装置の２つの実施の形態を詳しく説明する。
【００１０】
図１〜３に示した装置は研削工具１を備えている。この研削工具は研削ライニング２３を備えたホーニング条片３として形成され、ホルダー２２に固定されている。ホルダー２２は円筒状のスライダであり、このスライダ内にその軸線に対して平行にホーニング条片３が挿入されている。スライダはシャフト１７の貫通穴２１内に摺動可能に配置されている。シャフト１７は案内ピン７と一体に形成されている。この案内ピンは工作物６のホーニング仕上げされた穴５に挿入されている。工作物６は公知のごとく、工作物チャックのカルダン式懸吊装置を備えた保持装置８内に設けられているので、案内ピン７によってその中心軸線上に正確に配向される。この中心軸線はシャフト１７の中心軸線と一致している。シャフト１７はテレスコープ式駆動軸の内側部材を形成している。テレスコープ式駆動軸の外管１０は中空軸９内で軸受１１，１２によって支持されている。シャフト１７は駆動軸１０，１７の回転方向において横ピン１９を介して外管１０に形状補完的に連結されている。この横ピンはシャフト１７を貫通し、その端部が外管１０の長いスリット１８内に位置している。外管内にある圧縮ばね２０はシャフト１７を工作物６の方へ付勢している。この圧縮ばねの予備付勢力は調節ねじ３０によって調節可能である。この調節ねじは外管１０の上端に挿入されている。シャフト１７は圧縮ばね２０によって付勢されて外管１０内で軸方向に摺動可能である。この場合、摺動変位はスリット１８の長さによって制限される。
【００１１】
駆動軸１０，１７と中空軸９は反対方向に駆動される。そのために、駆動軸の外管１０は上端に外歯１５を備え、この上端は内歯１４を備えた中空軸９の鉢形の区間１３内に配置されている。この両歯１４，１５には駆動ピニオン１６がかみ合っている。
【００１２】
中空軸９はその下側区間９ａに、軸と案内ピンの共通の中心軸線に対して偏心した穴２４を有する。それによって、この下側区間は偏心体を形成している。図２，３に示すように、円筒状のスライダ２２はシャフト１７の貫通穴２１内に配置され、その両凸形端面２５が偏心穴２４の壁２６に面で接触し、それによって偏心穴の壁に滑動可能に支持されている。貫通穴２１は案内ピン７内まで達するスリット２１ａによって鍵穴状に形成されている。この場合、スライダ２２は貫通穴２１の円筒状壁に滑動可能に接触し、ホーニング条片３はスリット２１ａ内に設けられている（図２）。案内ピン７の範囲において、ホーニング条片３の研削ライニング２３はスリット２１ａの両端で外側に突出している（図１）。従って、研削ライニング２３の研削面２３ａは工作物６の加工すべき端面４を擦過することができる。
【００１３】
中空軸９は軸受２７によって一点鎖線で示した装置支持体２８に軸承されている。この装置支持体は図示していないガイド上で工作物６の方へ軸方向に送込むことが可能である。
【００１４】
加工の開始前に、支持体２８と保持装置８は互いに向き合い、案内ピン７は工作物穴５に対して同軸である。そして、支持体２８が工作物６の方へ送込まれる。この場合、案内ピン７はホーニングによって予備加工または仕上げ加工されている工作物穴５に挿入される。その際、カルダン式に保持された工作物６は、中心軸線２の方へ正確に向けられ、そしてこの中心軸線は穴の中心軸線と一致する。案内ピン７は耐摩耗性のライニングによって被覆されているかあるいは耐摩耗性の材料、例えば硬質金属からなる案内条片２９を備えている。
【００１５】
切込みは公知のごとく変位に依存して、更に力に依存して制御可能である。この場合、段階的なまたは連続的な切込みが可能である。ホーニング条片３の研削ライニング２３が工作物の環状面４に接触する直前に、駆動軸１０，１７と中空軸９は駆動ピニオン１６を介して反対向きの回転運動を開始する。そのために、切込み運動を減速してもよいし、また短時間中断してもよい。更に切込み運動を行うと、研削ライニング２３の研削面２３ａが工作物面４に接触し、この工作物面は工具１の回転運動と同時にほぼ半径方向の周期的な摺動運動によって加工される。この回転運動は駆動軸１０，１７によって生じ、摺動運動は中空軸９の偏心体９ａによって生じる。この場合、スライダ２２の端面２５は偏心穴２４の壁２６に沿って滑動し、ホーニング条片３と共に貫通穴２１，２１ａ内で中心軸線２に対して半径方向に周期的に反対方向に摺動する。この組み合わせ運動によって、研削面２３ａは工作物の環状面４全体を擦過する。
【００１６】
加工中、切込みが更に連続的にまたは歩進的に行われるので、圧縮ばね２０は益々圧縮される。ホーニング条片３の研削ライニング２３がばね２０の圧力を受けて所定の加工力で工作物面４に接触するや否や、切込み運動が停止する。設定すべき加工力は切込み変位の設定によって調節可能であるかあるいは連続的な切込みの際には調節ねじ３０によるばね力の調節によって調節可能である。設定された最終寸法に達したときに切込みを停止するために、公知の変位およびまたは力測定装置を設けることができる。
【００１７】
図４は加工領域の範囲の装置の拡大軸方向部分断面を示している。この実施の形態の場合には、研削工具１′によって、円錐形の環状面４′の形の斜面が工作物穴５のエッジに研削形成される。斜面４′は研削工具１′によって穴のエッジを研削除去することによって形成することができるがしかし、予め形成された既に存在する斜面を、中心軸線２に対して同心的に正確な寸法に仕上げ加工することによっても形成可能である。
【００１８】
研削工具１′は研削ライニング２３’を備えたホーニング条片３′からなっている。このホーニング条片は図２の図示と同様にスライダ２２′に挿入されている。シャフト１７の貫通穴２１′は同様に案内ピン７内まで達しているが、その上側範囲の中心軸線２１Ａは案内ピン７の中心軸線２に対して斜めに延びている。これに応じて、円筒形のスライダ２２′がシャフト１７内で斜めに配置されているので、その凸形の端面２５′は軸方向断面で傾斜している。スライダ２２′の中心軸線は貫通穴の中心軸線２１Ａと一致し、研削ライニング２３′の研削面２３ａ′はこの中心軸線２１Ａに対して平行である。研削面２３ａ′と中心軸線２の間の角度は斜面４′の目標角度に一致している。ホーニング条片３′は、その一部が工作物穴５内まで延び、工具１′の回転および摺動運動中円錐形の環状面または斜面４′を完全に擦過するように、採寸されかつ工作物穴５内に達している。回転および摺動運動は既述のように駆動軸と外側の中空軸９によって行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  工作物のための所属の保持装置を備えた研削装置の軸方向断面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】  図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】  異なるように工具を形成および支承した装置と加工すべき工作物の概略軸方向部分断面図である。
【符号の説明】
１                        研削工具
２                        案内ピンの中心軸線
３                        ホーニング条片
６                        工作物
７                        案内ピン
８                        保持装置
９                        中空軸
９ａ                      偏心体
１０                      外管
１３                      区間
１４                      内歯
１５                      外歯
１６                      駆動ピニオン
１７                      シャフト
１９                      横ピン
２１                      貫通穴
２１ａ                    スリット
２２                      保持部材
２３                      研削ライニング
２３ａ                    研削面
２４                      偏心穴
２５                      端面
２９                      案内条片
３０                      調節ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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