FR2545744A1

FR2545744A1 - DEVICE FOR ARTICULATING AND LOCKING THE HEAD OF A BORING MACHINE FOR THE SEATS AND GUIDES OF THE VALVES OF THE HEADS OF ENDOTHERMIC ENGINES

Info

Publication number: FR2545744A1
Application number: FR8407269A
Authority: FR
Inventors: Bruno Villante
Original assignee: RUARO SpA
Current assignee: RUARO SpA
Priority date: 1983-05-11
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1984-11-16
Also published as: IT1175201B; IT8385560A1; DE3416757A1; IT8385560A0

Abstract

LA PRESENTE INVENTION A POUR OBJET UN DISPOSITIF D'ARTICULATION DE LA TETE D'UNE ALESEUSE VERTICALE POUR LES SIEGES ET LES GUIDES DE SOUPAPES DES TETES DE MOTEURS ENDOTHERMIQUES, CARACTERISE EN CE QUE LA PLAQUE PORTANT LA TETE ALESEUSE 1 SE COMPOSE DE DEUX PARTIES, DONT LA PREMIERE EST EN FORME DE FOURCHETTE 2 QUI TOURNE AUTOUR D'UN PREMIER AXE VERTICAL B-B COINCIDANT AVEC L'AXE DE LA COLONNE 3 DE SUPPORT DE L'ALESEUSE, TANDIS QUE LA DEUXIEME PARTIE CONSTITUE LE SUPPORT DE LA TETE ALESEUSE 1, LA FOURCHETTE 2 ET CE SUPPORT ETANT ARTICULES PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE ARTICULATION A CHARNIERE A AXE VERTICAL A-A, CE QUI DONNE A CETTE TETE 1 DEUX DEGRES DE LIBERTE PAR ROTATION, NON SEULEMENT AUTOUR DUDIT PREMIER AXE B-B, MAIS EGALEMENT AUTOUR DU DEUXIEME AXE A-A, ET DONC ACCROIT LES EXCURSIONS DE POSITIONNEMENT DE LA TETE 1 EN RELATION AVEC LE SUPPORT OSCILLANT DE LA TABLE PORTE-PIECE. APPLICATION AUX MACHINES-OUTILS.THE SUBJECT OF THE PRESENT INVENTION IS A DEVICE FOR HINGING THE HEAD OF A VERTICAL BORING MACHINE FOR THE SEATS AND THE VALVE GUIDES OF THE HEADS OF ENDOTHERMAL MOTORS, CHARACTERIZED IN THAT THE PLATE CARRYING THE BORING HEAD 1 CONSISTS OF TWO PARTS, THE FIRST OF WHICH IS IN THE SHAPE OF A FORK 2 WHICH TURNS AROUND A FIRST VERTICAL BB AXIS COINCIDING WITH THE AXIS OF COLUMN 3 OF THE SUPPORT OF THE BORING MACHINE, WHILE THE SECOND PART CONSTITUTES THE SUPPORT OF THE BORING HEAD 1, THE FORK 2 AND THIS SUPPORT BEING ARTICULATED THROUGH A HINGED ARTICULATION WITH VERTICAL AXIS AA, WHICH GIVES THIS HEAD 1 TWO DEGREES OF FREEDOM BY ROTATION, NOT ONLY AROUND THE FIRST AXIS BB, BUT ALSO AROUND THE SECOND AXIS AA, AND THEREFORE INCREASES THE POSITIONING EXCURSIONS OF THE HEAD 1 IN RELATION TO THE OSCILLATING SUPPORT OF THE PART HOLDER. APPLICATION TO MACHINE TOOLS.

Description

Les aléseuses qui rectifient les sièges et les guides des soupapes des têtes des moteurs endothermiques accomplissent l'opération d'alésage au moyen d'un outil de forme spéciale, qui est soutenu par le mandrin d'une tête opératrice ayant un axe vertical. Cette tête est positionnée manuellement au moyen d'un pilot qui se trouve sur la partie terminale de l'outil même et qui entre dans le siège de la tige de soupape et se centre dans ce siège. Pendant l'opé ration a d'alésage la tête opératrice est bloquée dans sa position de travail, de façon que seulement l'excursion de l'outil selon l'axe vertical est rendue possible. Boring machines that grind the seats and valve guides of endothermic engine heads perform the reaming operation by means of a specially shaped tool, which is supported by the mandrel of an operating head having a vertical axis. This head is positioned manually by means of a pilot which is located on the end part of the tool itself and which enters the seat of the valve stem and is centered in this seat. During the boring operation the operating head is locked in its working position, so that only the excursion of the tool along the vertical axis is made possible.

Pour chaque opération suivante il est nécessaire de dégager les mouvements de la tête et de positionner à nouveau le pilot de l'outil dans le siège de la tige de la soupape suivante à aléser. Cette opération est valable seulement pour les sièges de soupapes qui sont alignées du même côté par rapport à l'axe longitudinal de la tête à rectifier, tandis que pour les autres sièges des soupapes qui sont alignées du côté opposé par rapport à cet axe il est nécessaire, avant tout, de tourner la tête opératrice bloquée sur un support oscillant de la table de travail et, ensuite, de positionner à nouveau cette tête opératrice sur la nouvelle ligne de travail où il y a l'autre rangée de soupapes à rectifier.Cependant, puisque l'axe de rotation du support oscillant sur lequel est ancré la tête opératrice généralement ne coïncide pas avec l'intersection des axes des sièges des soupapes se trouvant sur la tête du cylindre de part et d'autre par rapport à l'axe de la tête à rectifier, il est nécessaire non pas seulement de tourner le support oscillant, mais aussi de déplacer la tête de l'aléseuse en direction transversale par rapport à l'axe longitudinal de la machine ou, en alternative, d'effectuer un déplacement transversal de la table de travail portant le support oscillant de la tête opératrice. For each subsequent operation it is necessary to clear the movements of the head and to position the pilot of the tool again in the seat of the rod of the next valve to be bored. This operation is valid only for the valve seats which are aligned on the same side with respect to the longitudinal axis of the head to be rectified, while for the other valve seats which are aligned on the opposite side with respect to this axis it is necessary, first of all, to turn the operating head blocked on an oscillating support of the work table and, then, to position this operating head again on the new working line where there is the other row of valves to be rectified. However, since the axis of rotation of the oscillating support on which the operating head is generally anchored does not coincide with the intersection of the axes of the valve seats located on the cylinder head on either side with respect to the axis of the head to be ground, it is necessary not only to turn the oscillating support, but also to move the head of the boring machine in a transverse direction relative to the longitudinal axis of the machine or, alternatively, carry out a transverse movement of the work table carrying the oscillating support of the operating head.

En effet, les machines opératrices connues prévoient un mouvement transversal de la tête opératrice, ou un mouvement transversal de la table de travail portant l'outil. Indeed, known operating machines provide for a transverse movement of the operating head, or a transverse movement of the work table carrying the tool.

Ces mouvements transversaux sont généralement limités à des excursions maximales de l'ordre de 20 à 25 mm qui, pour certains types de têtes de moteurs, ne sont pas suffisantes pour repositionner le pilot dans le siège de la tige de soupape. Dans ces cas, avec les machines opératrices connues, on est obligé de débloquer la tête opératrice, après avoir effectué une série d'opérations d'alésage selon la mEme ligne de travail, de renverser cette tête de 1800 sur la table de travail et de la repositionner sur son support de manière telle que la tête opératrice puisse continuer à effectuer l'opération d'alésage tout en conservant la même excursion transversale maximale susdite. These transverse movements are generally limited to maximum excursions of the order of 20 to 25 mm which, for certain types of motor heads, are not sufficient to reposition the pilot in the seat of the valve stem. In these cases, with the known operating machines, one is obliged to unlock the operating head, after having carried out a series of boring operations along the same working line, to reverse this head of 1800 on the work table and to reposition it on its support so that the operating head can continue to perform the reaming operation while retaining the same maximum transverse excursion as mentioned above.

Un autre inconvénient présenté par les machines connues utilisant le système à coussin d'air pour la translation longitudinale de la tête sconsiste en ce que, pendant cette translation, l'axe de la tête opératrice peut subir de légers désaxages par rapport à la verticale, dus à l'homogénéité imparfaite du support constitué par le coussin d'air, et en ce que, dès que le pilot est introduit dans le siège de la tige de soupape à rectifier et la tête opératrice bloquée, l'axe de cette tête reprend sa position verticale, ce qui peut causer la rupture ou la déformation du pilot
La présente invention a pour but d'éviter tout inconvénient causé par le double repositionnement de la tête de la machine opératrice, puisque, avec l'outil constituant l'objet de la présente invention, un seul positionnement suffit pour obtenir la rectification complète de tous les sièges de soupapes, et ce même dans le cas où les dimensions de la tête du moteur sont considérables.Another drawback presented by known machines using the air cushion system for the longitudinal translation of the sconsist head in that, during this translation, the axis of the operating head can undergo slight misalignments relative to the vertical, due to the imperfect homogeneity of the support constituted by the air cushion, and in that, as soon as the pilot is introduced into the seat of the valve stem to be rectified and the operating head blocked, the axis of this head resumes its vertical position, which can cause the pilot to break or deform
The object of the present invention is to avoid any drawback caused by the double repositioning of the head of the operating machine, since, with the tool constituting the object of the present invention, a single positioning is sufficient to obtain the complete rectification of all valve seats, even when the dimensions of the engine head are considerable.

De plus, puisque les articulations de la tête sont montées sur des coussinets de support, tout jeu pouvant écarter l'axe de la tête par rapport à la verticale est évité et, par cela même, les inconvénients correspondants susdits. In addition, since the joints of the head are mounted on support pads, any play which can separate the axis of the head from the vertical is avoided and, by this very fact, the corresponding drawbacks mentioned above.

La présente invention a pour objet un dispositif pour 1 'ar- ticulation de la plaque gui porte la tête aléseuse et qui a une forme appropriée, étant divisée en deux parties, dont une première partie est articulée autour de la colonne verticale de support de la machine et se termine en forme de fourchette,autour de laquelle s'articule la deuxième partie de la plaque qui porte la tête opératrice : de cette manière la plaque peut tourner autour de deux axes verticaux distincts, dont le premier coïncide avec l'axe de la colonne de support, tandis que le deuxième axe coïncide avec l'axe de la fourchette sur laquelle s'articule, par l'intermédiaire d'une charnière, la deuxième partie de la plaque qui porte la tête opératrice. The present invention relates to a device for one articulation of the plate which carries the boring head and which has a suitable shape, being divided into two parts, of which a first part is articulated around the vertical support column of the machine and ends in the form of a fork, around which the second part of the plate which carries the operating head is articulated: in this way the plate can rotate around two distinct vertical axes, the first of which coincides with the axis of the support column, while the second axis coincides with the axis of the fork on which is articulated, by means of a hinge, the second part of the plate which carries the operating head.

Par conséquent, on dispose d'une machine ayant une tête opératrice avec articulation à charnière qui présente un vaste champ de travail et qui peut se déplacer sur la table de travail aussi bien en direction longitudinale, le long de l'axe de la table, qu'en direction transversale à celle-ci. De plus, la construction des deux parties a été soignée pour manoeuvrer la tête de façon particulièrement aisée et la mettre en position de travail : pour# cela un système de blocage rapide et sûr a été prévu. En particulier, le blocage de chaque articulation a été obtenu par encastre- ment entre les surfaces coniques de deux bagues solidaires l'une de la partie fixe et l'autre de la partie mobile de l'articulation à charnière,la bague mobile étant actionnée par un cylindre pneumatique notamment. Consequently, there is a machine having an operating head with hinged joint which has a large working field and which can move on the work table as well in longitudinal direction, along the axis of the table, only in a direction transverse thereto. In addition, the construction of the two parts has been taken care of to maneuver the head in a particularly easy way and put it in the working position: for this # a quick and safe locking system has been provided. In particular, the locking of each articulation was obtained by embedding between the conical surfaces of two integral rings, one of the fixed part and the other of the movable part of the hinged articulation, the movable ring being actuated. by a pneumatic cylinder in particular.

Les avantages susdits et d'autres détails de construction seront mieux mis en évidence dans la description d'une forme préférée d'exécution de la présente invention, donnée à titre indicatif mais non limitatif, illustrée par les dessins ci-joints, où - la figure 1 est une vue en élévation frontale de la ma
chine qui porte le dispositif conforme à la présente
invention - la figure 2 est une vue de dessus de ce dispositif, qui
met en évidence le champ de travail de la tête opératrice - la figure 3 montre en section le système de blocage de
chacune des deux articulations de la plaque - la figure 4 montre une variante de solution du système de
blocage représenté à la figure 3.The above advantages and other construction details will be better highlighted in the description of a preferred embodiment of the present invention, given by way of indication but not limitation, illustrated by the attached drawings, where - the Figure 1 is a front elevational view of the ma
China which wears the device in accordance with this
invention - Figure 2 is a top view of this device, which
highlights the operating field of the operating head - Figure 3 shows in section the locking system of
each of the two joints of the plate - Figure 4 shows a variant of the system of
blocking shown in Figure 3.

Avec référence à la figure 1, la tête opératrice 1 est articulée par une charnière autour de l'axe vertical a-a et elle peut tourner librement autour de ce dernier pour 3400 environ, la rotation complète étant empêchée par lten- combrement du support à fourchette 2 qui est la partie de la plaque articulée autour de la colonne de support 3 et qui tourne autour de l'axe b-b coincidant avec l'axe de cette colonne 3. With reference to FIG. 1, the operating head 1 is articulated by a hinge around the vertical axis aa and it can rotate freely around the latter for approximately 3400, complete rotation being prevented by len- clement of the fork support 2 which is the part of the plate articulated around the support column 3 and which rotates around the axis bb coinciding with the axis of this column 3.

En figure 2 l'arc de cercle I-I est le lieu des positions de l'axe a-a par rotation de la fourchette 2 autour de l'axe b-b, tandis que l'arc de cercle Il-Il constitue le lieu des positions de llaxe C-C de la tête opératrice 1 correspondant à l'alignement et à la solidarisation de la tête 1 avec la fourchette 2 et à la rotation de cet ensemble, ainsi solidarisé, toujours autour de l'axe b-b , en outre, l'arc de cercle III-III est le lieu des positions de l'axe
C-C de la tête 1 correspondant à cette tête-complètement repliée sur la fourchette 2 (dans la figure 2,a indique l'angle aigu qui définit la position de la tête 1 ainsi complètement repliée). En pratique,l'outil alésateur de la machine peut aisément se trouver dans un point quelconque du secteur de couronne circulaire délimite par les a r c s de cercle I-I et III-III, pouvant ainsi opérer même en dehors de la zone délimitée par les barres 4 et 5 d'ancrage des têtes de moteurs et par les supports oscillants 6 et 7, sur lesquels les barres sont fixées.In FIG. 2 the arc of a circle II is the location of the positions of the axis aa by rotation of the fork 2 around the axis bb, while the arc of a circle Il-Il constitutes the location of the positions of the axis CC of the operating head 1 corresponding to the alignment and the joining of the head 1 with the fork 2 and to the rotation of this assembly, thus joined together, always around the axis bb, in addition, the arc of a circle III -III is the location of the axis positions
CC of the head 1 corresponding to this head-completely folded over the fork 2 (in FIG. 2, a indicates the acute angle which defines the position of the head 1 thus completely folded). In practice, the boring tool of the machine can easily be located in any point of the circular crown sector delimited by the circular arcs II and III-III, thus being able to operate even outside the zone delimited by the bars 4 and 5 for anchoring the motor heads and by the oscillating supports 6 and 7, on which the bars are fixed.

Après avoir tourné les supports oscillants 6 et 7 de façon à orienter la tête de moteur de telle sorte que le siège de la tige de soupape est vertical, et après avoir bloqué ces supports dans cette position, on introduit le pilot de l'outil dans ledit siège et on procède à bloquer les articulations de la plaque de façon à empêcher tout mouvement de rotation autour des axes a-a et b-b. Le blocage dont on vient de parler est obtenu en actionnant le piston flottant 8 (cf. la figure 3) du cylindre pneumatique 9 quand l'air comprimé entre dans le canal 10, ce piston 8 se met en mouvement vers le bas et entraîne avec lui la bague en forme de demi-cône 11, qui est solidaire du piston. After having turned the oscillating supports 6 and 7 so as to orient the motor head so that the seat of the valve stem is vertical, and after having locked these supports in this position, the pilot of the tool is introduced into said seat and one proceeds to block the articulations of the plate so as to prevent any rotational movement around the axes aa and bb. The blocking which we have just mentioned is obtained by actuating the floating piston 8 (cf. FIG. 3) of the pneumatic cylinder 9 when the compressed air enters the channel 10, this piston 8 starts to move downward and drives with the semi-cone-shaped ring 11 which is integral with the piston.

Puisque une autre bague en forme de demi-cône 13 est solidaire du couvercle 12 du cylindre 9,et puisque ce couvercle 12, qui est supporté par le coussinet 18, est rendu solidaire de la fourchette 2 de la plaque, la bague 11, entraînée vers le bas, s'encastre entre la bague 13 et la queue 14 et elle empêche tout mouvement réciproque entre la tête 1 et la fourchette 2. En effet, la queue 14 est fixée à l'arbre 15 qui, à son tour, est fixé au support de la tête opératrice 1. Since another semi-cone-shaped ring 13 is integral with the cover 12 of the cylinder 9, and since this lid 12, which is supported by the bearing 18, is made integral with the fork 2 of the plate, the ring 11, driven downwards, fits between the ring 13 and the tail 14 and it prevents any reciprocal movement between the head 1 and the fork 2. In fact, the tail 14 is fixed to the shaft 15 which, in turn, is fixed to the support of the operating head 1.

On fait remarquer que, afin d'obtenir une action de blocage plus efficace, les deux bagues en forme de demicônes 11 et 13 présentent des entailles radiales qui leur permettent de subir une déformation élastique sous pression, ce qui les bloque davantage. Dès que le cylindre 9 est déchargé de la pression d'air (le chargement et le déchargemment du cylindre sont obtenus en actionnant la pédale 16, cf. la figure 1), le piston 8 retourne dans sa position initiale sous l'action du ressort 17 entraînant donc avec lui, vers le haut, la bague 11, ce qui provoque le déblocage entre le support de la tête opératrice 1 et la fourchette 2. It is noted that, in order to obtain a more effective locking action, the two rings in the form of demicones 11 and 13 have radial notches which allow them to undergo an elastic deformation under pressure, which blocks them more. As soon as the cylinder 9 is discharged from the air pressure (the loading and unloading of the cylinder are obtained by actuating the pedal 16, cf. FIG. 1), the piston 8 returns to its initial position under the action of the spring 17 therefore driving with it, upwards, the ring 11, which causes the release between the support of the operating head 1 and the fork 2.

Un dispositif de blocage tout à fait identique se trouve sur la colonne 3 de la machine opératrice pour l'axe b-b : il entre en a c t i o n en même temps que le dispositif qui bloque l'axe de rotation a-a et coopère avec ce dernier de façon à bloquer la tête opératrice I dans sa position de travail. A completely identical blocking device is located on column 3 of the operating machine for the axis bb: it comes into action at the same time as the device which blocks the axis of rotation aa and cooperates with the latter so as to lock the operating head I in its working position.

Une variante du dispositif de blocage qu'on vient de décrire est représentée à la figure 4, où les bagues 11 et 13 de la solution précédente prennent la forme indiquée en îîa et 13a. A variant of the locking device that has just been described is shown in Figure 4, where the rings 11 and 13 of the previous solution take the form indicated in îîa and 13a.

La bague 13a en forme de demi-cône diffère de la précédente bague 13 en ce qu'elle ne présente aucune entaille ; la bague îîa est en forme de cône et elle ne présente aucune entaille non plus, puisque, à cause de sa forme et de son insertion à la façon d'un coin entre la bague 13a et la queue 14 , elle assure dans chaque cas un blocage excellent. The ring 13a in the shape of a half-cone differs from the previous ring 13 in that it has no notches; the ring îîa is cone-shaped and it does not present any notches either, since, because of its shape and its insertion in the manner of a wedge between the ring 13a and the tail 14, it ensures in each case a excellent blocking.

Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. As is apparent from the above, the invention is in no way limited to those of its embodiments and of application which have just been described more explicitly; on the contrary, it embraces all the variants which may come to the mind of the technician in the matter, without departing from the framework, or the scope, of the present invention.

Claims

1.- Articulation device of the head of a vertical boring machine for seats and valve guides of the heads of endothermic engines, characterized in that the plate carrying the boring head (1) consists of two parts, the first is in the form of a fork (2) which rotates around a first vertical axis (bb) coinciding with the axis of the column (3) for supporting the boring machine, while the second part constitutes the support for the head boring machine (1), the fork (2) and this support being articulated by means of a hinge joint with vertical axis (aa), which gives this head (1) two degrees of freedom per rotation, not only around said first axis (bb), but also around the second axis (aa), and therefore increases the positioning excursions of the head (1) in relation to the oscillating support of the workpiece table.

2. An articulation device according to claim 1, characterized in that the blocking of each of said two axes (aa, bb) to rotation is obtained by a pneumatic blocking device comprising a floating piston (8) sliding at inside of a cylinder (9) mounted on a bearing (18) and equipped at its lower part with a first ring (11, lla) with conical surface which is fitted between a tail (14), fixed to the shaft of rotation, and a second ring with also conical surface (13, 13a) integral with the cover (12) of the cylinder (9), this cover and the rotation shaft being integral with the fork (2) of the plate and the support of the head (1), as regards the second a (aa), and of the column (3) and the fork (2) as regards the first axis (bb).

3.- hinge device according to claim 2, characterized in that the fixed ring (11), integral with the cover (12), as well as the movable ring (13), integral with the piston (8), are in in the form of half-cones, the fitting between the movable ring and the fixed ring being made by opposing their conical surfaces.

4. A hinge device according to claim 2, characterized in that the fixed ring (11a), integral with the cover (12), is in the form of a half-cone, while the movable ring (13a) integral with the piston ( 8), is cone-shaped, the fitting between these rings is always done by opposing their conical surfaces.

5.- Device according to any one of claims 2 and 3, characterized in that said mounting rings (11 and 13) each have at least one radial notch of elastic deformation under pressure which increases the degree of blocking in rotation .