DE2334667A1

DE2334667A1 - Honwerkzeug zum aussenhonen von werkstuecken

Info

Publication number: DE2334667A1
Application number: DE19732334667
Authority: DE
Inventors: Heinz Gehring
Original assignee: Maschinenfabrik Gehring GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Gehring GmbH and Co KG
Priority date: 1973-07-07
Filing date: 1973-07-07
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2334667C3; DE2334667B2

Description

Patentanwalt ₃. Waiter Jaekisch

Z-Stuttflart N. Menzelstraße40

Maschinenfabrik A 33 685 - s

Gehring KG-

7302 NeHingen a.JP.- Den

Stuttgart 6

"Honwerkzeug zum Außenhonen von Werkstücken¹¹ ·

Die Erfindung besieht sich auf ein Honwerkzeug zum Außenhonen von Werkstücken mit in einem Werkzeugkörper geführten, auf das Werkstück zu bewegbaren trägern für die Honsteine, Honleisten od. dgl., deren Zustellbewegung begrenzbar ist.

Bei der Oberflächenbearbeitung von Werkstückzylindern, z.B. durch Drehen oder Schleifen, wird meist eine Außenzylinderfläche erzeugt, die entsprechend dem Reinheitsgrad des jeweiligen Bearbeitungsverfahrens gewisse Abweichungen von der 3?oria eines theoretisch genauen Zylinders aufweist. Es entstehen z.B. Dehler in der Rundheit und Zylindrizität, die durch Honen ausgeglichen werden.

Es sind bereits Honwerkzeuge zum Außenhonen bekannt geworden, bei denen die Iräger für die Honsteine diirch einzelne, an jedem !rager angreifende hydraulische Zylinder mit gleichbleibender Kraft gegen das Werkstück vorgeschoben

ein*¹·

und die Honsteine gegen die Werkstückoberfläche gepreßt werden.

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Es bat sich gezeigt, daß bei Anwendung dieser Honwerkzeuge und bei größeren Formfehlern der Werkstücke sehr lange Bearbeitungszeiten und eine hohe Materialzugabe nötig sind, bis durch die Honbearbeitung eine Zylinderform erreicht ist. Es muß erheblich mehr Material abgetragen werden, als es den Unebenheiten entsprechen würde.

Um dies zu vermeiden, ist ein anderes bekanntes Honwerkzeug geschaffen worden, bei dem die Zustellbewegung der Träger gleichsinnig und synchron von einem gemeinsamen Antrieb aus erfolgt. Die Ausbildung dieses Honwerkzeuges ähnelt einem Drehbankfutter, bei dem die zahnstangenartig verzahnten Spannbacken als !rager für die Honsteine ausgebildet sind und mit einem spiralförmig verzahnten Ringrad im Eingriff stehen. An dem Werkzeugkörper ist ein Antrieb angeflanscht, der aus einem Elektromotor und einer Drehmomentkupplung besteht und über eine Getriebever&ndung das Ringrad antreibt. Die Wirkungsweise dieser bekannten Vorrichtung ist folgende: Zu Beginn der Bearbeitung werden durch den Antrieb die Honsteine bis zur Anlage am Werkstück zugestellt, wobei der Anpreßdruck durch eine vorgewählte Einstellung der Drehmomentkupplung begrenzt ist. Der Antrieb erfolgt impulsweise, so daß bei der Bearbeitung ein stufenweises Tor gehen erreicht wird und der Anpreßdruck periodisch absinkt.

nachteilig bei diesem bekannten Honwerkzeug ist, daß bei der Bearbeitung von mit Zylindrizitätsfehlern behafteten Werk stücken größerer Länge bei Beginn die Zustellung und An pressung der Honsteine an den im Durchmesser größten Stellen (Stellen mit dem größten Aufmaß) erfolgen muß, andernfalls kommt es, durch die Starrheit der Anordnung und die Selbsthemmung des Zustellgetriebes an diesen Stellen zu unkontrolliert hohen Anpreßdrücken, die zu einer Beschädigung von Werkstück oder Werkzeug führen können und zumindest die Zerstörung der Honsteine zur Folge haben.

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Besonders nachteilig ist dabei, daß dieses Aufsuchen der im Durchmesser größten Stellen höhere Anforderungen an die Geschicklichkeit des Bedienenden stellt und bei jedem Werkstück neu durchgeführt werden muß, was sehr zeitraubend und kostspielig ist. Die Einrichtung ist daher für die Serien- und Massenfertigung wenig geeignet.

Diese !Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung vermieden, die sich die Aufgabe gestellt hat, ein Honwerkzeug zu schaffen, das unter Gewährleistung einer für den Arbeitsgang nicht störenden Begrenzung der Zustellbewegung der !rager für die Honsteine od. dgl., eine einwandfreie Bearbei tung von Werkstücken mit größeren Formfehlern bei kurzer Bearbeitungsdauer, guter Genauigkeit und leichter Bedienbarkeit ermöglicht und das auch für die Serien- und Massenfertigung gut geeignet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem Honwerkzeug der eingangs erwähnten Art vor, daß die Zustellbewegung der Träger mittels Zustellspindeln erfolgt, die je durch einen hydraulisch beaufschlagten Kolben betätigt werden, wobei die Zustellbewegung durch während des Honens gleichsinnig und synchron einstellbare Anschläge begrenzbar ist.
Durch diese Maßnahme ergeben sich wesentliche Vorteile.

In weiterer .Ausgestaltung der Erfindung ist auf jeder Zustellspindel eine als Anschlag dienende Mutter aufgeschraubt, die über Verstellglieder in ihrer axialen Lage zur Zustellspindel einstellbar ist, wobei alle Verstellglieder synchron von einem Verstellgetriebe betätigt werden.

Der axiale Zustellweg der Anschlagmuttern ist dabei beim Verschieben der Zustellspindeln durch zwei Anschläge begrenzt, Diese werden in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung durch je zwei, den Muttern gegenüberliegende An -

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ßchlagflächen in entsprechenden Ausnehmungen im Werkzeug· körper gebildet.

Bach an dieser Stelle noch zu erwähnenden Ausführungsformen der Erfindung steht jede Anschlagmutter über einen leil in Wirkverbindung mit einem Kegelrad.

Ferner werden alle Kegelräder gemeinsam von einem Kegelzahnring, der in einer nutringförmigen Ausnehmung im Werkzeug körper gelagert ist, angetrieben.

Vorteilhaft wird der Kegelzahnring über ein im Werkzeugkörper gelagertes Kegelritzel von Hand, durch einen el&ktri -_# sehen Stellmotor oder durch einen Hydraulikmotor in Drehung versetzt.

Bezüglich weiterer Einzelheiten der Erfindung wird auf die hier noch nicht aufgeführten Unteransprüche sowie die nachfolgende Erläuterung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung hingewiesen.

In den Zeichnungen zeigt:

Pig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Werkzeug nach der Erfindung und

Pig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Werkzeug nach Pig. I.

Das in Pig. 1 und 2 gezeigte Eonwerkzeug 1 besitzt sechs in einem ringförmigen Werkzeugkörper 2 geführte Träger 3 für Honbeläge, die in Material und Werkstoff beliebig ausgeführt sein können und der Einfachheit halber als Hon steine 4 bezeichnet werden. Die !Träger 3 sind an Zustellspindeln 5 befestigt, die in Führungen 6, 7 im Werkzeugkörper 2 geführt sind und radial auf den Mittelpunkt des

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ringförmigen Werkzeugkörpers 2 gerichtet sind. Jede Zustellspindel 5 ist gleichzeitig als Schubstange eines hydraulischen Hubzylinders 8 mit einem Kolben 9 fest ver bunden. Außerdem ist auf einen mit einem Außengewinde versehenem Abschnitt 10 jeder Zustellspindel 5 eine Anschlagmutter 11 aufgeschraubt. Alle Anscblagmuttern 11 werden synchron durch einen in Drehung versetzbaren Zahnring 12, der in einer ringnutförmigen Ausnehmung 13 des Werkzeugkörpers 2 gelagert ist und Zahnräder 14 antreibt, die über einen Keil 15 die Muttern 11 mitnehmen, axial gegenüber den Zustellspindel 5 bewegt. Der Antrieb des Zahnringes 12 erfolgt über ein im Werkzeugkörper 2 gelagertes Antriebsritzel 16, das von einem angeflanschten Hydraulik-Getriebemotor 17 angetrieben wird.

Die nachstehende Beschreibung geht nun von der Punktion einer Honmaschine während der Bearbeitung eines Werkstückes aus. Das Werkzeug 1 sei also auf dem Maschamentisch aufgespannt und die Honmaschine wird mit eingefahrenem Werkstück 18 zum Anlauf gebracht. In diesem Augenblick fließt Druckmittel, vorzugweise Hydrauliköl, durch die Leitung 19 in den Druckraum 20 der Zylinder 8. Die Leitung 21 ist hierbei offen, damit das im Raum 22 befindliche Druckmittel abfließen kann. Die Kolben 9 sind mit einem Ring 23 gegen die Wand 24 des Zylinda:s 8 abgedichtet und setzen sich mit den fesijverbundenen Zustellspindeln 5 in Bewegung und stellen somit die Honsteine 4 in Richtung auf die Werkstückzylinderfläche zu. Die Anschlagmutter 11 jeder Zustellspindel durchläuft hierbei den Preiraum 25 und schlägt dann auf die Fläche 26 des Werkzeugkörpers. Damit ist der Zustellweg des Honwerkzeuges zunächst begrenzt. Es sei angenommen, daß diese Stellung der Zustellspindeln z.B. nach einem Erfahrungswert, der sich aus Honsteinabnutzung und Werkstückaufmaß zusammensetzt, festgelegt wurde. Es ist nun eine unveränderliche und starre Arbeitsperipherie des Honwerkzeuges gewährleistet, die vor-

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erst nur wenige erhabene Stellen der Werkstückzylinder fläche angreift.

Um eine weitere Korrektur des Werkstückzylinders vorzunehmen, muß nun erneut zugestellt werden. Zii diesem Zweck wird das Ritzel 16 von Hand oder mittels eines elektrischen Stellmotors oder wie im gezeigten Beispiel mittels eines Hydraulik-Getriebemotors 17 in Drehung versetzt, so daß der Zahnring 12 mit ensptrechender Übersetzung die Zahnräder 14 synchron in Umlauf bringt, welche über die Keile 15 die Anschlagmuttern 11 mitnehmen. Jede Anschlagmutter hebt dadurch von der Pläche 26 ab und gibt den Weg für die Zustellspindel 5 um ein bestimmtes Maß frei, die infolge des Drucks auf den Kolben 9 nachgestellt wird. Der zweite Zustellschritt ist damit beendet und es können nach Bedarf weitere folgen.

liimmt man an, daß die Honsteine beim ersten Anstellen nicht zum Angriff kommen, so kann z.B. in Abhängigkeit von der Punktion einer Kontakt- oder Meßvorrichtung die Zustellung solange erfolgen» bis der erste Angriff der Honsteine erfolgt. Ebenso ist es denkbar, die Zustellung in Abhängigkeit einer Meß- oder Maschinenfunktion nach einer bestimmten Zeit oder bei einem bestimmten, Maß zu beenden.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wenn beim ersten Anstellen die Anschlagmuttern 11 an der Fläche 26 anschlagen, über einen Tasthebel 27 ein.Endschalter 28 betätigt, was bewirken kann, daß der Hydraulikmotor die An schlagmuttern im Eilgang solange verstellt, bis die Hon steine 4 am Werkstück 18 anliegen. Sobald sich die Honsteine am Werkstück abstützen, bewirkt die Weiterdrehung des Hydraulikmotors ein Abbeben der Anschlagmuttern H von der Pläche

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und über den federbelasteten Hebel 27 ein Öffnen des Endschalters 28, wodurch die Eilgangbewegung abgeschaltet wird· Dadurch den freigegebenen Weg können die Honsteine durch den Druck auf die Kolben 9, wie bereits erwähnt, eine Zer spanung am Werkstück, ausführen. Diese Zerspanung hält solange an, bis durch Werkstoffabtrag und Honsteinverschleiß der Weg nachgestellt ist und die Muttern 11 wieder anschlagen. Durch das Anschlagen der Muttern wird erneut der Endschalter 28 betätigt, der nun bewirkt, daß der Hydraulikmotor die Anschlagmuttern im Kriechgang eine bestimmte zeitlang verstellt. Diese Verstellzeit wird beispielsweise an einem nicht dargestellten Zeitrelais vorgegeben. Dieser Zustellzyklus wiederholt sich solange, bis die an einem zweiten Zeitrelais eingestellte Arbeitszeit der Honmasch-ine abgelaufen ist.

Ist ein gewünschter Endzustand des Werkstückes erreicht, so wird der Druck von der Leitung 19 jedes Zylinders 8 genommen und diese geöffnet. Gleichzeitig bekommt die leitung 21 Druckmittel, das von hier in den Druckraum 22 fließt und den Kolben 9 jetzt in entgegengesetzter Richtung bewegt. Der Druckraum 22 ist gegen die Zustellspindel 5 mittels einer Dichtung 29 abgeschlossen.

Beim Rücklauf jedes Kolbens 9 und der mit ihm fest und starr verbundenen Teile schlagen die Muttern 11, ganz gleich in welcher Stellung sich die Zustellspindeln 5 befinden, nach Durchlauf des Freiräumes 25, der immer genau das gleiche Maß, beispielsweise 5 mm ausmacht, an die Tläche 30 des Werkzeugkörpers an. ■

Hur bis zu diesem Anschlag werden damit nun auch über die Zustellspindeln 5 die Honsteine 4 vom Werkstück zurückgezogen.

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Bevor ein neues Werkstück bearbeitet werden kann, wird der
Zahnring z.B. in eine Urstellung zurückgebracht oder gleich unter Einbezug der Eonsteinabnutzung in eine bestimmte Ausgangsstellung verstellt.

Damit es bei den'beschriebenen Arbeitsvorgängen des Werk zeuges nicht vorkommen kann, daß sich die Zustellspindeln
5 verdrehen, sind sie mit einem Gleitstein 31 versehen,
der in einer Mut 32 im Werkzeugkörper läuft. Weiter sind
noch zur Endlagensicherung zwei Endschalter 33, 34- vorgesehen, die von einem, die Zustellbewegung gleichsinnig mitmachendem Hebel 35 betätigt werden und das Auflaufen an den Gewindeenden der Zustellspindeln 5 verhindern.

Mach einem weiteren Torschlag der Erfindung sind die Träger 3 für die Honsteine 4 leicht lösbar, durch bekannte Mittel, mit den Zustellspindeln 5 verbunden, so daß sie schnell und auf einfache Weise durch !Träger anderer Höhe ersetzt werden können, wodurch sich der Arbeitsbereich des Honwerkzeuges
in vorteilhafter Weise erheblich vergrößern läßt.

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Claims

A 33 685 - ε

•J-

Den

Patentansprüche

ί l.j Honwerkzeug zum Außenhonen von Werkstücken mit in einem TTerkzeugkörper geführten auf das Werkstück zu bewegbaren Träger für die Honsteine, Honleisten od. dgl., deren Zustellbewegung begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß. die Zustellbewegung der Träger (3) mittels Zustellspindeln (5) erfolgt, die je durch einen hydraulisch beaufschlagbaren Kolben betätigt werden, wobei die Zustellbewegung durch während des Honens gleichsinnig und synchron einstellbare Anschläge begrenzbar ist.
2. Eonwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Zustellspindel eine als Anschlag dienende Mutter (11) aufgeschraubt ist, die über Yerstellglieder (14» 15) in ihrer axialen Lage zur Zustellspindel (5) einstellbar ist, wobei alle TerStellglieder (14, 15) synchron von einem Verstellgetriebe (12, 16) betätigt werden.
3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Zustellweg der Anschlagmuttern (11) beim Verschieben der Zustellspindeln (5) durch zwei Anschläge begrenzt ist.
4. Honwerkzeug nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch je zwei, den Muttern (11) gegenüberliegende Anschlagflächen (26, 30) in entsprechenden Ausnehmungen im Werkzeugkörper (2) gebildet werden.

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5· Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlagmutter (11) über einen Seil (15) in Wirkverbindung mit einem Kegelrad (14) steht.
6· Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kegelräder (14) gemeinsam von eineia Kegelzahnring (12), der in einer nutringförmigen Ausnehmung (13) im Werkzeugkörper (2) gelagert ißt, angetrie be η werden.
7· Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelzahnring (12) über ein im Werkzeugkörper (2) gelagertes Kegelritzel (16) von Hand, durch einen elektrischen Stellmotor oder durch einen Hydraulikmotor (17) in Drehung versetzbar ist.
8. Honwerkzeug nach einem der vorhergefaenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zustellspindel (5) gleichzeitig als Schubstange eines hydraulischen Hubzylinders (8) ausgebildet ist und mit dem Kolben (9) des Hubzylinders (8) fest verbunden ist.
9- Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubzylinder (8) am Außenum — fang des ringförmigen Werkzeugkörpers (2) angeflanecht sind_? derart, daß ihre Schubstangen (5) radial auf den Mittel punkt des Werkzeugkörpers gerichtet sind.
10. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise sechs Hubzylinder (8) am Außenumfang der Werkzeugkörper (2) ver teilt, vorzugsweise gleichmäßig verteilt, angeordnet sind.

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11· Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zustellspindel (5) mit einem Sräger (3) für Honsteine, Honleisten od. dgl. fest verbunden ist.
12. Honwerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Träger (3) mit unterschiedlichen Höhen voigesehen sind, die wahlweise an den Zustellßpindeln (5) be festigbar sind.
13. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Anschlagen der Mutter (11) an der Fläche (26) ein Endschalter (28) betätigt wird, was bewirken kann, daß der Antrieb (17) für eine bestimmte Zeitdauer eingeschaltet wird.
14. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Endlageasieherung der Zustellbewegung zwei Endschalter (33, 34) vorgesehen sind.

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