DE2143151C3

DE2143151C3 - Werkzeug zum Nacharbeiten des Gewindes in Zündkerzenlöchern

Info

Publication number: DE2143151C3
Application number: DE2143151A
Authority: DE
Inventors: Leslie Allen Canton Mass. Runton (V.St.A.)
Original assignee: Mite Corp Danbury Conn (vsta)
Current assignee: Mite Corp Danbury Conn (vsta)
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1971-08-28
Publication date: 1975-07-03
Also published as: GB1303404A; DE2143151B2; DE2143151A1; US3694838A; FR2107116A5; CA931305A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Werkzeug zum Nacharbeiten des Gewindes in Zündkerzenlöchern an Zylinderköpfen aus weichem Metall mit einem Werk/.eugschaft, dessen hinteres Ende für den Eingriff eines Drehantriebs vorgesehen ist, und dessen vorderes Ende ein in das nachzuarbeitende Gewinde passendes Führungsgewinde aufweist, an das sich ein Räumabschnitt zum Aufbohren des Zündker- 45, zenloches auf einen größeren Durchmesser und ein Gewindeschneidabschnitt zum Einschneiden eines neuen Gewindes in das aufgebohrte Zündkerzenloch anschließt.

Viele zur Zeit in Gebrauch befindliche Motoren mit innerer Verbrennung haben Zylinderköpfe aus relativ weichem Metall, wie z. B. Aluminium, wobei die Zündkerzenlöchcr in solchen Zylinderköpfen direkt in das weiche Zylinderkopfnietall gebohrt und das Gewinde in das Zylinderkopfmetall eingeschnitten ist. Wenn das harte Metall der Zündkerze Grate aufweist oder wenn die Zündkerze unter Überschneiden von Gewindegängen in das Zündkerzenloch gewürgt wird, wird das Gewinde im Zündkerzenloch beschädigt, und zwar manchmal derart, daß die ,Zündkerze durch den Verbrennungsdruck innerhalb des Zylinders aus dem Zündkerzenloch herausgedrückt werden kann, wobei die Gewindegänge des Loches abgeschert und vollständig zerstört werden. In anderen Fällen werden die Gewindegänge der Öffnung in einem solchen Maße beschä- ⁶S digt, daß Leckagen entstehen, was zu einem Verlust an Kompression führt und ein einwandfreies Arbeiten des Motors unmöglich macht. In solchen Fällen ist es nötig, das beschädigte Loch nachzuarbeiten, um in das Loch eine Buchse aus hartem Metall einsetzen <u können, die ein Innengewinde aufweist, in das eine Zündkerze des ursprünglich verwendeten Typs eingeschraubt werden kann.

Bei einem bekannten Kombinationswerkzeug der eingangs genannten Art wird das Führungsgewinde benutzt, um das Werkzeug durch das Loch zu ziehen. Das Führungsgewinde muß mit dem meist stark beschädigten Gewinde im Zündkerzenloch zusammenarbeiten, so daß die Zugkraft, die zur Zerspanung des Zylinderkopfmaterials nötig ist, oft nicht aufgebracht werden kann.

Wenn eine Druckkraft ausgeübt wird, um das Werkzeug durch das Loch zu drücken, wird das Werkzeug zu Taumelbewegungen veranlaßt, was zur Folge hai. daß ein Loch von unregelmäßiger Form ausgeräumt wird, das etwas größer ist als beabsichtigt, mit dem Effekt, daß die Buchse nach ihrem Einbringen nicht fest sitzt und deshafb Verbrennungsgase nicht zufriedenstellend zurückhalten kann.

Bekannt (FRPS 920 110) ist auch ein Gewinde schneidwerkzeug, das aus einem Gewindebohrer und einem Leitgewinde besteht, das auf den Gewindeboh rer eine Axialkraft ausübt. Linen Raumabschnitt besitzt das Werkzeug nicht. Ein ähnlicher Gewindebohrer ist aus der US-PS 1 095 71b bekannt. Der Gewindebohrer hat einen Fortsatz in form eines Gewindestiftes, der einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweist als der Gewindebohrabschnitt. Beim Schneiden eines Gewindes durchragt der Fortsatz das Loch, in das ein Gewinde einzuschneiden ist. Auf das herausragende Ende wird eine Flügelmutter aufgeschraubt. Durch Anziehen der Flügelmutter wird auf den Gewindebohrer eine Axialkraft ausgeübt. Auch dieser Gewindebohrer hat keinen Räumabschnitt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der eingangs genannten Art so auszubilden, daii die /um Räumen erforderliche Einzugskraft auch dann noch sicher aufgebracht werden kann, wenn das auszuräumende Gewinde so stark beschädigt ist, daß es die nötige Einzugskraft nicht mehr aufbringen kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Führungsgewinde vom rückwärtigen Bohrungsende her mit dem Innengewinde eines Führungsteils in Eingriff bringbar ist, das an seinem Eintrittsendc eine Ansenkung /ur Aufnahme eines Teils des Räumabschnitts aufweist.

Bei der Arbeit mit diesem Werkzeug erbringt der Eingriff zwischen dem Führungsgewinde und dem nachzuarbeitenden Gewinde die richtige Flucht und den richtigen zentrischen Ansatz des Werkzeugs, ohne daß das nachzuarbeitende Gewinde eine nennenswerte Einzugskraft aufzubringen braucht. Die Einzugskraft wird vom Führungsteil ausgeübt, bevor der Räumabschnitt in das Zündkerzenloch eindringt. Der Räumabschnitt kann bis zum Austritt aus dem Zündkerzenloch vom Führungsteil gezogen werden, da an diesem erfindungsgemäß eine Ansenkung vorhanden ist, die den Räumabschnitt aufnimmt. Da das Werkzeug mittels einer Zugkraft durch das Zündkerzenloch hindurchgezogen wird, kann eine Taumelbewegung nicht entstehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Räumabschnitt einen ersten Räum-Unterabschnitt von relativ kleinem Durchmesser und einen zweiten Räum-Linterabschnitt von relativ großem Durchmesser auf, wobei der erste Räum-Unterabschnitt dem Führuiigsgewinde am nächsten liegt und in

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die Ansenkung des Führungsteils paßt. Die Ausführung der Räumoperation in zwei Stufen vermindert den Schneiddruck erheblich und ist dadurch vorteilhaft. Die durch die Zweistufigkeit erforderliche längere Ausbildung des Werkzeugs wird möglichst gering gehalten, wenn Ansenkung und erster Raum-Unterabschnitt so anem.inder angepaßt sind, wie dies beschrieben wurde. Man erreicht dadurch, daß bei nur geringem Platzbedarf in Längsrichtung die Ausbohroperation praktisch beendet ist, wenn der Unterabschnitt mit dem kleineren Durchmesser voll in die Ansenkung des Führungsteils eingetaucht ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Führungsteil an seiner werkstückseitigen Stirnseite einen gezahnten Rand auf. Der gezahnte Rand drückt sich etwas in das Werkstück ein, wodurch die Gefahr eines Gleitens des Führungstcils und damit ein Mitdrehen desselben mit dem Senneidteil vermieden wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der trfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung eines Werkzeugs gemäß der Erfindung, wobei der Führungsteil teilweise axial geschnitten ist,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Zylinderkopf, wobei das Werkzeug nach F i g. 1 in der Gebrauchsstellung gezeigt ist. und

F i g. 3 eine teilweise Explosionsdarstellung im Schnitt durch das Zündkerzenloch nach F i g. 2 nach der Nacharbeitung, wobei eine zu installierende Einsatzbuchse über dem nachgearbeiteten Loch dargestellt ist.

Wie aus F i g. I zu ersehen ist, hat das erfindungsgemäße Werkzeug einen Schneidteil 10 und einen Führungsteil 11, wobei letzterer vorzugsweise eine zylindrisehe Form aufweist und eine Axialbohrung 12 hat, die innen mit einem Gewinde 13 versehen ist. Der Durchmesser der Bohrung 12 und die Beschaffenheit des Gewindes 13 entsprechen dem Durchmesser und dem Gewinde in dem nachzuarbeitenden Zündkerzenloch, wenn man den Zustand des Zündkerzenlochs vor seiner Beschädigung betrachtet. Die Eintrittsöffnung der Bohrung 12 ist bei 14 angesenkt und von einem gezahnten Rand 15 umgeben.

Der Schneidteil 10 des Werkzeugs isi durch Nuten 16 in vier Stollen 17 unterteilt, die gleiche Abstände haben und mit denen die Räum- und Gewindeschneidoperation ausgeführt wird. Selbstverständlich ist die äußere Begrenzung jedes Stollens 17 im Grundriß gesehen im wesentlichen bogenförmig. Das untere Eintrittsende 18 jedes Stollens 17 ist mit einem Führungsgewinde 19 versehen, das in das Innengewinde 13 des Führungsteils 11 paßt und das demgemäß dem Gewinde der Originalzündkerze entspricht, die in das nachzuarbeitende Gewindeloch eingeschraubt war. Oberhalb des Gewindes 19 ist jeder Stollen 17 mit einem Räumabschnitl verschen, der zwei verschiedene Raum-Unterabschnitte 20 und 21 mit verschieden großen Durchmessern aufweist. Über dem Räum-Unterabschnitt 21 ist jeder Stollen mit einem kegelförmigen Teil 22 versehen, der als Einführteil dient und zu einem Schneidgewinde 23 von zunehmendem Durchmesser überleitet, dessen obere Gänge hinsichtlich ihres Durchmessers dem Außendurchmesser des Außengewindes der Einsatzbuchse aus hartem Metall entsprechen, die in das Zündkerzenloch eingeschraubt werden soll. Über dem Schneidgewinde 23 ist jeder Stollen des Schneidteils mit einem Räumabschritt 24 von solchem Durchmesser versehen, daß an der Eintrittsöffnung des Zündkerzenlochs eine Ansenkung gebildet wird, die für die Aufnahme des Randflansches der Einsatzbuchse bestimmt ist. Der Kopf des Schneidteils 10 hat vorzugsweise einer kurzen zylindrischen Abschnitt 25, über dem ein Abschnitt 26 mit sechseckigem polygonalem Querschnitt angeordnet ist. der sich für das Zusammenwirken mit einem Schraubenschlüssel oder einem anderen Werkzeug, z. B. einem Windeisen, für das Drehen des Schneidteils 10 eignet.

Beim Nacharbeiten eines beschädigten Zündkerzenlochs wird das Eintrittsende 18 des Schneidteils 10 in das Zündkerzenloch hinein und durch dieses hindurchgeschraubt. Wenn das Ende des Eintrittsteils in das Innere des Zylinderkopfes vorragt, wird es in die Bohrung 12 des Führungsteils 11 eingeschraubt. Die Zähne 15 am Rand der Bohrung 12 kommen mit der Innenfläche des Zylinderkopfes in Berührung und hindern den Führungsieil 11 am Sich-Drehen, so daß das Gewinde 13 des Führungsteils dazu dient, den Schneidteil 10 in das Zündkerzenloch zu ziehen, wenn der Schneidteil 10 gedreht wird. Auf diese Weise wird der Räum-Unterabschnitt 20 gezwungen, das beschädigte Gewinde im Zündkerzenloch wegzuschneiden, wonach der Räum-Unterabschnitt 21 das Loch bis auf den Innendurchmesser des neuen Gewindes ausräumt, das in das Loch zu schneiden ist Danach tritt der kegelförmige Teil 22 und der Gewindeschneidabschnitt 23 in das Zündkcrzenloch ein, und der Gewindeschneidvorgang wird durchgeführt. Danach formt der Räumabschnitt 24 die Ansenkung 27 (F i g. 3) an der Eintrittsöffnung des Zündkerzenlochs. Wie oben bemerkt wurde, ist die Öffnung des Führungsteils 11 mit einer Ansenkung 14 versehen, die einen so großen Durchmesser aufweist, daß sie den Räum-Unterabschnitt 20 aufnehmen kann, so daß es möglich ist, daß der Räum-Unterabschnitt 21 vollständig durch das Loch hindurchtreten und dieses zum Gewindeschneiden vorbereiten kann, bevor die Gewindeschneidoperation beginnt. Aus diesem Grund und weil die Räumoperation in zwei Schritten ausgeführt wird, benötigt das erfindungsgemäße Werkzeug zu seiner Drehung ein wesentlich geringeres Drehmoment, als es erforderlich ist, um die gleiche Operation auszuführen, wenn bekannte Werkzeuge verwendet werden.

Nachdem der Gewindeschneidabschpitt 23 den ersten Teil der Gewindeschneidoperation durchgeführt hat, wird der Schneidicil 10 durch das teilweise geschnittene Gewinde in das Werkstück hineingezogen. Es kann jedoch, falls nötig, diese Phase der Bearbeitung durch Ausüben eines Zuges auf den Führungsteil 11 während der Vollendung der Gewindeschneidoperalion und während des Ausräumens der Ansenkung 27 an der Eintrittsöffnung des Zündkerzenlochs unterstützt werden.

Nach Durchführung dieser Bearbeitungsoperation wird das Werkzeug aus dem nachgearbeiteten Loch herausgenommen und eine Buchse 28 (s. F i g. 3) aus hartem Metall, z. B. eine sogenannte Kelox-Buchse, in das Zündkerzenloch eingesetzt. Die Einsatzbuchse 28 hat eine mit Gewinde versehene Bohrung, die so ausgebildet ist, daß sie eine Zündkerze des Originaltyps aufnehmen kann.

Hierzu L Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kombiniertes Werkzeug zum Nacharbeiten des Gewindes in Zündkerzenlöchern an Zylinderköplen lus weichem Metall mir einem Werk/.eugschaft. dessen hinteres Ende für den Kingriff eines Drehantriebs vorgesehen ist, und dessen vorderes Ende ein in das nachzuarbeitende Gewinde passendes Führungsgewinde aufweist, an das sich ein Räumabichnitt /um Aufbohren des Zündkerzenloches auf einen größeren Durchmesser und ein Gewinde-Ichneidabschnitt zum Einschneiden eines neuen Gewindes in das aufgebohrte Zündkerzenloch anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß is das Führuiigsgewinde (19) vom rückwärtigen Bohrungsende her mit dem Innengewinde (13) eines Führungsteils (11) in Eingriff bringbar ist. das an seinem Eintrittsende eine Ansenkung (14) zur Aufnahme eines Teils des Räumabschnitts (20. 21) aufweist. :o

2. Kombinationswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Räumabschniii (20. 21) einen ersten Räum-Dnterabschnitt (20) von relativ kleinem Durchmesser und einen zweiten Räuni-Untcrabschniit (21) von relativ großem Durchmesser aufweist, wobei der erste Räum-Unterabsehniu (20) dem Führungsgewinde (19) am nächsten liegi und in die Ansenkung (14) des Führungsteils (11) paßt.

3. Kombinationswerkzeug nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (11) an seiner werkstückigen Stirnseite einen gezahnten Rand (15) aufweist.