Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Honwerkzeug, das während eines Honvorgangs begrenzt einstellbar ist und das ein rohrförmiges Schleifbuchsenelement mit einem länglichen Schlitz, der sich an einer seiner Seiten entlang seiner gesamten Länge erstreckt, eine Käfiganordnung, die das Schleifbuchsenelement während eines Honvorgangs in einer Arbeitsstellung hält, ein rohrförmiges Antriebselement und ein Halte- oder Führungselement umfasst, wobei alle diese Elemente koaxial angebracht sind und den Abschnitt des gesamten Werkzeugs bilden, der modular bzw. im Baukastenprinzip montiert werden kann.
Im montierten Zustand weist das modulare Honwerkzeug eine \ffnung auf, die sich von einem Ende zum anderen durch das Honwerkzeug erstreckt und in der ein längliches Spreizelement oder eine Keilanordnung wirksam aufgenommen werden kann, wobei das Spreizelement oder die Keilanordnung axial innerhalb der modularen Anordnung bewegbar ist, damit das Schleifbuchsenelement gleichmässig über seine ganze Länge gespreizt wird, um seinen Durchmesser zu vergrössern oder zu verkleinern. Der erfindungsgemässe Hondornaufbau ist besonders zum Vielhubhonen geeignet, bei dem eine Vergrösserung oder Verkleinerung des Honwerkzeugdurchmessers während eines Honvorgangs durchgeführt werden kann. Mit dem erfindungsgemässen Honwerkzeug ist es möglich, gleichmässig und genau gehonte Werkstückoberflächen zu erhalten, wobei der Einstellbereich während des Honvorgangs viel grösser ist.
Ausserdem können die verschiedenen Honwerkzeugkomponenten schnell und leicht entfernt und ersetzt werden.
In der Vergangenheit wurden viele verschiedene Arten von Hondornen oder anderen Honvorrichtungen für die verschiedensten Anwendungsbereiche konstruiert und hergestellt. Aus dem US Patent 5 022 196 sind beispielsweise einstellbare Vielhubhondornkonstruktionen bekannt, durch die eine gleichmässigere und genauer gehonte Werkstückoberfläche und ein viel grösserer Einstellbereich des Hondurchmessers erhalten werden kann als bei den zuvor bekannten einstellbaren Werkzeugkonstruktionen, insbesondere den einmal hindurchgehenden Honvorrichtungen, von denen viele in dem US Patent 5 022 196 genannt und erläutert sind.
Während diese Merkmale bei einem Hondorn einen wichtigen Fortschritt in der Hontechnik darstellen, sind Verbesserungen im Aufbau eines spreizbaren Honwerkzeugs erwünscht, die es ermöglichen, das Honwerkzeug leichter und wirtschaftlicher zu konstruieren, einfacher zu bedienen und schneller und leichter während des Honvorgangs einzustellen, wobei die Qualität der ausgeführten Arbeit weiterhin aufrechterhalten wird. Bei dem erfindungsgemässen modularen Honwerkzeug sind alle der oben beschriebenen erwünschten Merkmale vorhanden, und es ist bei bestimmten Honanwendungen besser geeignet als die Honwerkzeugkonstruktionen, die in dem US-Patent 5 022 196 beschrieben sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv einfaches, ein spreiz- und zusammenziehbares Honwerkzeug in Modularbauweise zu schaffen, mit dem Werkstückflächen genau und gleichmässig bearbeitet und dimensioniert werden können.
Diese Aufgabe wird mittels eines Honwerkzeuges gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst. Vorgeschlagen wird ein Honwerkzeug, das für eine Drehung an einer Honmaschine befestigt werden kann und ein rohrförmiges Schleifbuchsenelement umfasst, das koaxial innerhalb einer im wesentlichen rohrförmigen Honanordnung in Modularbauweise gehalten ist, durch deren ganze Länge sich eine \ffnung oder ein Durchgang erstreckt, in die bzw. den ein längliches Spreizelement oder eine Keilanordnung eingesetzt werden kann, das bzw. die für eine Axialbewegung darin angeordnet ist.
Die rohrförmige Honanordnung umfasst ein Antriebselement mit einem Endabschnitt, der so ausgebildet ist, dass er von Einrichtungen an einem einer typischen Honmaschine zugeordneten Spindelmechanismus aufgenommen und festgehalten werden kann, ein Käfigelement mit einem Endabschnitt, in den der entgegengesetzte Endabschnitt des Antriebselements eingeschraubt werden kann und dessen entgegengesetzter Endabschnitt das Schleifbuchsenelement aufnehmen kann, und ein Halte- oder Führungselement, das an dem entgegengesetzten Endabschnitt des Käfigelements befestigt ist, um das Schleifbuchsenelement zu halten und festzulegen, wenn sich dieses in ihm in einer Arbeitsstellung befindet.
Das Schleifbuchsenelement weist eine Innenfläche und eine Aussenfläche auf, wobei die Innenfläche im wesentlichen über ihre gesamte Länge konisch verjüngt ist, während die Aussenfläche mehrere im Umfangsabstand angeordnete, sich radial nach aussen erstreckende längliche Abschnitte oder Vorsprünge umfasst, die angrenzend an im Umfangsabstand angeordnete ausgesparte Abschnitte oder Nuten angeordnet sind, wobei jede Nut eine Stirnfläche aufweist, die über im wesentlichen ihre gesamte Länge genauso verjüngt bzw. schräg verläuft wie die konische Verjüngung der Innenfläche des Schleifbuchsenelements. Diese Verjüngungsbeziehung ist bei dem erfindungsgemässen Werkzeugaufbau wichtig, da durch diese spezielle konstruktive Beziehung zwischen der Innenfläche und den Nutstirnflächen des Schleifbuchsenelementes eine Buchsenwand mit gleichmässigerer Dicke über ihre ganze Länge erreicht wird.
Diese gleichmässige Wanddicke stellt eine gleichmässigere Spreizung und Zusammenziehung des Schleifbuchsenelements sicher, wenn das Keil- oder Spreizelement axial durch das Schleifbuchsenelement hindurchbewegt wird. Für diesen Zweck weist eine Nutstirnfläche des Schleifbuchsenelements einen schmalen Schlitz oder eine schmale Nut auf, der bzw. die entlang der gesamten Länge des Buchsenelements durch die Wand des Buchsenelements hindurchgeht, damit sich dieses Element radial spreizen und zusammenziehen kann, wenn das Spreizelement darin axial vorwärts bewegt oder zurückgezogen wird. Wenn die Wanddicke des Buchsenelements über seine Länge nicht im wesentlichen gleichmässig gehalten wird, sondern sich irgendwie verändern kann, wird eine gleichmässige Spreizung und Zusammenziehung des Buchsenelements ernsthaft verhindert.
Es ist wichtig, dass die äussersten Flächen der im Umfangsabstand angeordneten länglichen Vorsprünge der Schleifbuchse in Längsrichtung nicht schräg verlaufen, wie es bei den angrenzenden ausgesparten Nutabschnitten der Fall ist, sondern dass diese Vorsprünge stattdessen Bereiche besitzen, die sich parallel zur Achse des Schleifbuchsenelements erstrecken. Diese äussersten Oberflächen der erhöhten Vorsprünge umfassen Honflächen, auf denen Schleifpartikel befestigt sind, die alle auf einer im wesentlichen zylindrischen Honhüllfläche entlang der gesamten Länge des Schleifbuchsenelements angeordnet sind. Hierdurch können die mit einer Schleiffläche versehenen erhöhten Vorsprünge des Buchsenelements während des Honens in Wirkungseingriff mit der Werkstückoberfläche gehalten werden.
Ausserdem können sich die Vorsprünge mit der Schleiffläche während eines Honvorgangs gleichmässig entlang ihrer Länge radial ausdehnen, wodurch die Herstellung gleichmässigerer und genauer gehonter Werkstückoberflächen möglich ist.
Das erfindungsgemässe Käfigelement umfasst mehrere im Umfangsabstand angeordnete Finger, die sich von einem seiner Endabschnitte in Längsrichtung erstrecken, wobei jeder Finger einer jeweiligen Nut des Schleifbuchsenelements zugeordnet ist und in Deckung mit dieser liegt, wenn das Buchsenelement in Wirkungseingriff mit dem Käfigelement angeordnet ist. Jeder Käfigfinger weist eine Innenfläche und eine Aussenfläche auf, wobei sich die Innenfläche ebenfalls über im wesentlichen ihre gesamte Länge mit dem gleichen Verjüngungsgrad verjüngt wie die Verjüngung der Nutstirnflächen des Schleifbuchsenelementes in Längsrichtung.
Das erfindungsgemässe Käfigelement ist so aufgebaut, dass sich jede Nutstirnfläche in Abstandsbeziehung zu der Innenfläche jedes zugeordneten Fingers befindet und diesem gegenüberliegt, wenn das Schleifbuchsenelement sich vollständig montiert in Wirkungseingriff mit dem Käfigelement befindet, wobei jeder Finger innerhalb einer jeweiligen Buchsennut angeordnet ist.
Das erfindungsgemässe Halte- oder Führungselement weist einen um einen seinen Endabschnitte herum ausgebildeten Flansch und ein abgeschrägtes entgegengesetztes Ende auf. Der Führungsflansch ist in seinen Dimensionen so ausgelegt, dass er an dem entgegengesetzten Ende des Käfigelements befestigt werden kann, wenn die Führung mit diesem koaxial fluchtet. Das abgeschrägte Ende der Führung dient als Führungseinrichtung, um den Dorn in die \ffnung des zu honenden Werkstücks einzuführen.
Das erfindungsgemässe Spreizelement oder der Keil weist einen Abschnitt mit einer Aussenfläche auf, die über ihre Länge ebenfalls in demselben Verjüngungsgrad konisch verjüngt ist wie die konische Verjüngung der Innenfläche des Schleifbuchsenelements, in der es angeordnet ist, wobei sich dieser verjüngende Abschnitt des Spreizelements durch das Schleifbuchsenelement erstreckt und konzentrisch mit diesem fluchtet, wenn es durch dieses angeordnet ist. Der verbleibende Abschnitt des Spreizelements ist entlang seiner gesamten Länge zylindrisch, und sein Durchmesser ist kleiner als der kleinste Durchmesser des sich verjüngenden Abschnitts des Keils. Dies bedeutet, dass sich die Aussenfläche des sich verjüngenden Abschnitts des Spreizelements in Flächenkontakt mit der Innenfläche des Schleifbuchsenelementes befindet, wenn das Spreizelement innerhalb der modularen Anordnung angeordnet ist.
Aufgrund dieser speziellen konstruktiven Anordnung zwischen dem Spreizelement und dem Schleifbuchsenelement kann der Durchmesser des Buchsenelements gleichmässig über seine ganze Länge gespreizt und zusammengezogen werden, wenn das Spreizelement axial hindurchbewegt wird. Zu diesem Zweck ist ein Ende des Spreizgliedes an einer der Honmaschine zugeordneten Einrichtung befestigt, die so betätigt werden kann, dass eine relative Axialbewegung zwischen dem Spreizelement und der Schleifbuchse erzeugt wird, um den Durchmesser der Aussenfläche dieses Elements zu verändern.
Das erfindungsgemässe Werkzeug ist während eines Honvorgangs um eine Drehachse drehbar. Da sich bei dem Honvorgangs die gesamte Dornanordnung einschliesslich des Schleifbuchsenelements und des Spreizelements dreht, während das Spreizelement axial darin bewegt wird, ist es wichtig, dass eine relative Drehbewegung zwischen dem Schleifbuchsenelement und dem Spreizelement verhindert wird. In dem US-Patent 5 022 196 sind verschiedenen Keileinrichtungen für eine Verhinderung einer solchen relativen Drehbewegung beschrieben. Jede dieser in einem solchen vorveröffentlichten Patent beschriebenen Einrichtungen würde es mit sich bringen, dass die erfindungsgemässe Schleifbuchse und das erfindungsgemässe Spreizelement in seinem Aufbau so konstruiert werden müsste, dass jedes dieser Elemente wirksam mit dem anderen in Eingriff steht, wenn das Spreizelement durch das Buchsenelement eingesetzt ist.
Solche Keileinrichtungen tragen zu den Herstellungskosten eines Hondorns bei und verlangen, dass nur ein spezielles Spreizelement mit einem vorgegebenen Schleifbuchsenelement verwendet werden kann.
Bei dem erfindungsgemässen Hondornaufbau wird die in dem US-Patent 5 022 196 beschriebene Keilanordnung nicht verwendet. Die Keileinrichtung ist im Gegensatz hierzu bei dem erfindungsgemässen Werkzeug an dem drehbaren Element enthalten, an dem der Hondorn befestigt ist. Dadurch sind spezielle Keileinrichtungen an dem Hondorn selber nicht mehr notwendig. Hierdurch werden die Gesamtherstellungskosten des erfindungsgemässen Hondorns gegenüber bekannten Konstruktionen verringert, während die Vielseitigkeit bei der Verwendung grösser ist, da es nicht mehr notwendig ist, eine spezielle rohrförmige Honanord nung und ein Schleifbuchsenelement mit einem vorgegebenen Spreizelement zu verwenden.
Der erfindungsgemässe Aufbau ermöglicht es ausserdem, dass mehrere verschiedene Schleifbuchsenelemente mit dem selben Käfigelement verwendet werden können, bei denen jeweils die schleifenden Honflächen an verschiedenen Hondurchmessern angeordnet sind. Es können auch sowohl Käfigelemente mit unterschiedlicher Grösse als auch Spreizelemente und Führungselemente mit unterschiedlicher Grösse ausgetauscht und mit einem vorgegebenen Antriebselement verwendet werden. Hierdurch werden die Fähigkeiten des erfindungsgemässen Werkzeugs stark erhöht.
Die Vorteile des erfindungsgemässen Honwerkzeugs lassen sich also folgendermassen zusammenfassen:
Bei dem erfindungsgemässen modularen Honwerkzeug ist das Schleifbuchsenelement so aufgebaut, dass es eine gleichförmige Ausdehnung und Zusammenziehung während des Honens unterstützt.
Das schleifende Honelement kann ebenso wie verschiedene Bauteile des Werkzeugs entfernt und ausgetauscht werden, ohne dass der gesamte Hondorn von der Honmaschine entfernt werden muss.
Es sind keine speziellen Keileinrichtungen zwischen dem schleifenden Honelement und dem Spreizelement erforderlich.
Es können sowohl mehrere Schleifbuchsenelemente als auch mehrere Spreizelemente austauschbar bei einer vorgegebenen Werkzeuganordnung verwendet werden.
Bei dem erfindungsgemässen Honwerkzeug sind ausserdem Einrichtungen vorgesehen, durch die Kühlmittel während eines Honvorgangs um das Schleifbuchsenelement strömen kann, damit von der gehonten Werkstückfläche entferntes Material weggespült oder weggewaschen werden kann, das einen Abrieb und/oder ein Einkerben der gehonten Werkstückfläche verursachen würde, wenn es sich innerhalb der ausgesparten Nuten des Schleifbuchsenelements ansammeln könnte.
Das erfindungsgemässe Honwerkzeug ist besonders zum Honen von Bohrungen mit grossem Durchmesser geeignet, wie z.B. für Pleuellagerbohrungen bei sich hin- und herbewegenden Maschinen.
Es ist ausserdem möglich, dass mehrere Schleifbuchsenelemente mit unterschiedlichen Honflächendurchmessern an demselben Käfigelement verwendet werden können.
Schliesslich ist das erfindungsgemässe Honwerkzug leichter und wirtschaftlicher herzustellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Honwerkzeuges in Modularbauweise;
Fig. 2 eine Stirnansicht eines spreizbaren Spreizbuchsenelementes von dem Ende eines Buchsenelementes aus gesehen, in das ein Spreizelement eingesetzt wird;
Fig. 3 einen axialen Querschnitt des Schleifbuchsenelementes entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 eine vergrösserte Stirnansicht eines Käfigelemen tes, das das Schleifbuchsenelement von Fig. 2 und 3 aufnimmt, gesehen von dem Ende des Käfigelements aus, in das das Schleifbuchsenelement eingesetzt wird;
Fig. 5 einen axialen Querschnitt des Käfigelementes entlang der Linie 5-5 von Fig. 4;
Fig. 6 eine auseinandergezogene seitliche Darstellung, die zeigt, wie ein Antriebselement, das Käfigelement, das Schleifbuchsenelement und ein Führungselement angeordnet sind, um wirksam miteinander in Eingriff zu stehen;
Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 1;
Fig. 8 eine Seitenansicht eines Spreizelementes oder einer Keilanordnung, das bzw. die wirksam innerhalb der verschiedenen Komponenten der modularen Anordnung von Fig. 6 aufgenommen werden kann;
Fig. 9 eine Stirnansicht des Spreizelementes von Fig. 8, die seine hexagonale Kopfausbildung zeigt; und
Fig. 10 eine vergrösserte Querschnittsansicht des erfindungsgemässen Honwerkzeuges entlang der Linie 10-10 von Fig. 1.
Das Honwerkzeug 10 weist eine rohrförmige Honanordnung 12 in Modularbauweise auf, durch die sich ein gemeinsamer Durchgang von einem Ende zum anderen erstreckt, wobei in dem gemeinsamen Durchgang ein längliches Spreizelement oder eine Keilanordnung 14 wirksam aufgenommen werden kann. Die Honanordnung 12 in Modularbauweise weist ein Antriebselement 13 (Fig. 1 und 6), ein Käfigelement 18 (Fig. 1, 4, 5, 6 und 10) und ein Halte- oder Führungselement 20 (Fig. 1, 6 und 7) auf. Das Antriebselement 13 (Fig. 6) hat einen Endabschnitt 17, der so ausgebildet ist, dass er von einer Einrichtung an dem Spindelmechanis mus einer typischen Honmaschine (nicht gezeigt) aufgenommen und festgehalten werden kann. An seinem entgegengesetzten Endabschnitt weist es eine Gewindeeinrichtung 15 für einen Gewindeeingriff mit einem Endabschnitt des Käfigelements 18 auf.
Das Halte- oder Führungselement 20 ist an dem entgegengesetzten Endabschnitt des Käfigelements 18 durch mehrere Schrauben oder andere Befestigungseinrichtungen 22 befestigt, die sich durch Senköffnungen 23 erstrecken, die in Umfangsrichtung an Käfigfingern 44 angeordnet sind. Innerhalb des Käfigelements 18 ist ein Schleifbuchsenelement 24 angebracht.
Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, weist das Schleifbuchsenelement 24 eine Aussenfläche 28 und eine Innenfläche 26 auf, die einen Durchgang 27 bildet, der sich von einem Ende zu anderen entlang seiner gesamten Länge hindurch erstreckt. Die Aussenfläche 28 weist mehrere im Umfangsabstand angeordnete, sich längliche Nuten 29 auf, wobei jede Nut 29 von einer ebenen Nutstirnfläche 30 gebildet wird, die zwischen zwei parallelen gegenüberliegenden Seitenwänden 32 vertieft angebracht ist. Alle Nutstirnflächen 30 haben die gleiche Breite.
Die Aussenfläche 28 weist ausserdem mehrere im Umfangsabstand angeordnete, längliche Vorsprünge 34 auf, die jeweils ein jeweiliges Paar von Nuten 29 trennen und jeweils eine längliche Honfläche 36 aufweisen, die sich entlang ihrer gesamten Länge erstreckt, wobei die Honfläche 36 durch diejenigen Abschnitte jedes Vorsprungs gebildet werden, die von der Längsachse des Schleifbuchsenelements 24 radial am weitesten entfernt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Honflächen 36 im wesentlichen eben und an wenigstens einem Abschnitt mit einem Schleifmaterial beschichtet oder plattiert. Das Schleifmaterial kann beispielsweise ein Material sein, dass Diamantparti kel oder Partikel aus kubischem Bornitrid in einem geeigneten Bindemittel oder andere ähnliche harte Substanzen enthält. Die Verwendung solcher Schleifmaterialien ist in der Hontechnik bekannt.
Obwohl die schleifenden Honflächen 36 in den Fig. 2 und 3 so gezeigt sind, dass sie im Abstand angeordnete Rillen aufweisen, können auch abhängig von der gewünschten besonderen Anwendung und der verwendeten Schleifmaterialart andere verschiedene Schleifmuster verwendet werden.
Das Schleifbuchsenelement 24 weist ausserdem einen länglichen Schlitz 38 auf, der durch die Nutstirnfläche 30 einer der Nuten 29 hindurchgeht, wie es am besten in den Fig. 2 und 6 gezeigt ist. Die den Schlitz 38 enthaltende Nut 29 wird nachstehend als Spreiznut 29 min bezeichnet und ist in Fig. 2 gezeigt. Der Schlitz 38 erstreckt sich über die volle Länge einer Seite des Buchsenelements 24, um eine gleichmässige Spreizung und Zusammenziehung des Buchsenelements 24 zu ermöglichen, wenn das Spreizelement 14 axial innerhalb des Durchgangs 27 bewegt wird. Die der Spreiznut 29 min direkt gegenüberliegende Nut 29 wird nachstehend als Antriebsnut 29 min min bezeichnet.
Die Innenfläche 26 des Schleifbuchsenelements 24 verjüngt sich in axialer Richtung über ihre gesamte Länge konisch. Dies ist durch den Winkel A in Fig. 3 deutlich gezeigt. Der Durchmesser des Querschnitts des Buchsendurchgangs 27 ist an dem Buchsenende 40 am grössten, in das das Spreizelement 14 eingesetzt wird, und ist am entgegengesetzten Buchsenende 42 am kleinsten. Die Verjüngung der Innenfläche 26 der Buchse ist in Fig. 3 zur Verdeutlichung etwas übertrieben dargestellt. Bei der tatsächlichen Vorrichtung ist diese Verjüngung relativ gering. Da eine gleichmässige Spreizung und Zusammenziehung des Schleif buchsenelements 24 dann erreicht wird, wenn die Wanddicke dieses Elementes über ihre gesamte Länge gleich ist, sind die ebenen Nutstirnflächen 30 ebenfalls in Längsrichtung in demselben Verjüngungsgrad verjüngt wie die Innenfläche 26 der Buchse.
Auf diese Weise wird eine möglichst hohe Gleichmässigkeit der Wanddicke des Buchsenelements 24 sichergestellt.
In den Fig. 4 und 5 ist gezeigt, dass sich mehrere im Umfangsabstand angeordnete Finger 44 in Längsrichtung von einem Ende eines rohrförmigen Abschnitts 50 des Käfigelements 18 erstrecken. Dabei ist ein Finger 44 jeder Nut 29 in dem Schleifbuchsenelement 24 zugeordnet. Jeder Finger 44 hat eine in Querrichtung konkave Innenfläche 46, eine in Querrichtung konvexe Aussenfläche 28 und gegenüberliegende parallele Seitenrandflächen 49. Die Breite jedes Finders 44 ist geringer als der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 32, die jeweils eine Nut 29 bilden. Zwischen jedem Paar von Fingern 44 ist ein Längsschlitz oder eine Längsöffnung 45 ausgebildet. Die mehreren Längsschlitze 45 sind im Umfangsabstand zwischen den Fingern 44 angeordnet, wie es am besten in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist.
Die Innenflächen 46 der Finger 44 sind ebenfalls in Längsrichtung in dem gleichen Verjüngungsgrad konisch verjüngt wie die Nutstirnflächen 30 der Schleifbuchse 24. Dies ist anhand des Winkels A in Fig. 5 deutlich gezeigt. Wie es in den Fig. 4 und 10 gezeigt ist, sind die Käfigfinger 44 in Umfangsrichtung so angeordnet, dass sie im Abstand zueinander gegenüberliegen.
Der Abstand zwischen den Innenflächen 46 gegenüberliegender Finger 44 ist so gewählt, dass das Schleifbuchsenelement 24 vollkommen zwischen die Käfigfinger 44 eingesetzt und aufgenommen werden kann, damit die Nutstirnflächen 30 in Deckung mit den Innenflächen 46 der Finger 44 liegen, wenn das Schleifbuchsenelement 24 so bezüglich des Käfigelements 18 angeordnet und ausgerichtet ist, dass jeder Finger 44 in einer Linie mit einer jeweiligen Nut 29 liegt und die Verjüngung der jeweiligen Nutflächen 30 parallel zu der Verjüngung der jeweiligen Innenflächen 46 der Finger 44 verläuft. Dies ist am besten in den Fig. 6 und 10 gezeigt. Bei einer solchen Anordnung und einem solchen Eingriff liegen die Innenflächen 46 der Finger 44 nicht bündig an den Nutstirnflächen 30 an, sondern es besteht stattdessen ein Raum zwischen diesen zwei zusammenpassenden Flächen.
Dieser Raum ist vorhanden, weil das Buchsenelement 24 in begrenztem Ausmass innerhalb des Käfigelements 18 gleitend vorgeschoben werden kann. Diese begrenzte Bewegung tritt deswegen auf, weil das entgegengesetzte Ende 42 der Schleifbuchse 24 an den rohrförmigen Käfigabschnitt 50 anschlägt, und ermöglicht es, dass sich das Buchsenelement 24 spreizen kann, ohne dass die Nutstirnflächen 30 in direkten Kontakt mit den Fingern 44 kommen. Hierdurch wird ein Verbiegen oder eine andere Verformung der Käfigfinger 44 während der Spreizung des Buchsenelements 24 verhindert.
Die Aussenflächen 48 der Finger 44 verlaufen parallel zur Längsachse des Käfigelements 18. Dies bedeutet, dass die Finger 44 an einem Ende dicker sind als an dem anderen Ende. Der dickere Endabschnitt jedes Fingers 44 bildet eine Basis, die den gleichen Aufbau hat, wie ein Endabschnitt des rohrförmigen Käfigabschnitts 50 und sich in Längsrichtung von diesem erstreckt, wie es am besten in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Aus diesem Grund ist die Innenfläche 46 jedes Fingers 44 so konisch verjüngt, dass jeder Finger 44 an seiner Basis am dicksten ist, an der der Finger 44 in den rohrförmigen Käfigabschnitt 50 übergeht.
Deswegen ist jeder Finger 44 an seiner Verbindungsstelle mit dem rohrförmigen Käfigabschnitt 50 fest und steif, während gleichzeitig verhindert wird, dass sich die Innenflächen 46 der Finger 44 und die Nutstirnflächen 30 der Schleifbuchse 24 gegenseitig stören, wenn das Buchsenelement 24 gleitend verschiebbar an dem Käfigelement 18 angebracht ist.
Wie es am besten in den Fig. 1, 5 und 6 gezeigt ist, sind mehrere \ffnungen 52 entlang der Länge jedes Fingers 44 angeordnet. Diese \ffnungen 52 sind so vorgesehen, dass ein flüssiges Kühlmittel während eines Honvorgangs durch sie und um die Schleifbuchse 24 umlaufen kann, um sich während des Honvorgangs ansammelnden Werkstoffmaterial wegzuspülen, bevor sich das Werkstoffmaterial auf dem Buchsenelement 24 aufbaut und an diesem haftet oder auf andere Weise an diesem klebt. Durch die \ffnungen 52 wird das Auftreten von Werkstoffmaterial wesentlich reduziert und minimiert, das sich aufbaut und sich sowohl zwischen den Buchsennuten 29 als auch zwischen den Seitenwänden 32 und den Käfigfingern 44 sammelt. Aus diesem Grund wird ein Verkratzen oder Einkerben der gehonten Werkstückoberfläche verhindert, das ansonsten auftreten würde, wenn sich der aufbauende Werkstoff sammeln könnte.
Die konkave Innenfläche 46 jedes Fingers 44 ist so gestaltet, dass sogar dann, wenn das Buchsenelement 24 bis zu dem Punkt gespreizt ist, an dem die Nutstirnflächen 30 gegen ihre jeweiligen Finger 44 gedrückt werden, sichergestellt ist, dass eine Art Tunneldurchgang zwischen der konkaven Innenfläche 46 jedes Fingers 44 und der entsprechenenden ebenen Nutstirnfläche 30 gebildet ist, durch den das Honkühlmittel weiter durchströmen kann.
Wie es am besten in Fig. 5 gezeigt ist, sind ausserdem an dem den Fingern 44 entgegengesetzten Ende des rohrförmigen Käfigabschnitts 50 Gewindeeinrichtungen 54 vorgesehen, die in Wirkungseingriff mit entsprechenden Einrichungen 15 (Fig. 6) stehen, die an dem Antriebselement 13 befestigt sind, damit das Käfigelement 18 daran lösbar befestigt werden kann. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass eine Bedienungsperson das Käfigelement 18, falls nötig, schnell und einfach auswechseln und von der Werkzeuganordnung 10 entfernen kann, ohne dass die Verbindung zwischen dem Antriebselement 13 und der Honmaschine gelöst werden muss.
Zu diesem Zweck weist das rohrförmige Käfigelement 50 ausserdem einen Durchgang 51 auf, der sich, wie es am besten in Fig. 6 zusehen ist, von einem Ende zum anderen durch ihn hindurch erstreckt, wobei wenigstens ein Abschnitt des Spreizelements 14 in dem Durchgang 51 aufgenommen werden kann.
Fig. 6 zeigt, wie das Antriebselement 13, das Käfigelement 18, das Schleifbuchsenelement 24 und das Halte- oder Führungselement 20 angeordnet sind und für einen Wirkungseingriff miteinander fluchten. Wenn das Buchsenelement 24 koaxial mit dem Käfigelement 18 fluchtet, haben die schleifenden Honflächen 36 radial nach aussen einen weiteren Abstand von der Längsachse des Buchsenelements 24 als die Innenflächen 46 der Finger 44. Dies bedeutet, dass die Finger 44 in einer Linie mit den jeweiligen Buchsennuten 29 liegen müssen und die erhöhten Honvorsprünge 34 in einer Linie mit den jeweiligen Längsschlitzen 45 liegen müssen, bevor das Buchsenelement 24 verschiebbar zwischen diese in die Käfiganordnung 18 eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck müssen die Käfigschlitze 45 ebenfalls so dimensioniert werden, dass sie die Honvorsprünge 34 aufnehmen können.
Da die Finger 44 länger sind als die Buchse 24, wenn die Finger 44 innerhalb ihrer jeweiligen Buchsennut 29 angeordnet sind und das entgegengesetzte Buchsenende 42 an dem rohrförmigen Käfigabschnitt 50 anschlägt, erstreckt sich ein Abschnitt jedes Fingers 44 einschliesslich der ihm jeweils zugeordneten Senköffnungen 23 über das Buchsenende 40 hinaus. Die Führung 20 wird dann in koaxiale Fluchtung mit dem Käfigelement 18 gebracht, und ein Flansch 55 an der Führung 20 wird verschiebbar in dem Käfigelement 18 so angebracht, dass die Senköffnungen 23 des Fingers 24 den Flansch 55 überlappen, wie es am besten in Fig. 1 gezeigt ist. In dem Flansch 55 angeordnete Gewindeöffnungen sind so im Umfangsabstand angeordnet, dass sie mit den Senköffnungen 23 übereinstimmen und mit diesen in Deckung liegen, wenn die Führung 20 koaxial mit dem Käfigelement 18 fluchtet und mit diesem in Eingriff steht.
Dies bedeutet, dass die \ffnungen 56 in Deckung mit den Senköffnungen 23 liegen, so dass die Schrauben oder andere Befestigungseinrichtungen 20 jeweils durch sie eingesetzt werden können, um die Führung 20 fest in Eingriff mit dem Käfigelement 18 zu halten, wie es am besten in Fig. 7 gezeigt ist. Die Führung 20 weist ebenfalls einen Durchgang 21 auf, der sich, wie es am besten in Fig. 6 gezeigt ist, vollkommen durch sie erstreckt, damit das Spreizelement 14 eingesetzt und aufgenommen werden kann.
Das Spreizelement oder die Keilanordnung 14, das bzw. die in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, kann verschiebbar in dem Durchgang 27 des Schleifbuchsenelements 24 und in der rohrförmigen Honanordnung 12 aufgenommen werden, nämlich innerhalb des Durchgangs 21 des Halteelements 20, innerhalb des Durchgangs 51 des rohrförmigen Käfigabschnitts 50 und innerhalb des Durchgangs 16, der sich durch das Antriebselement 13 erstreckt. Das Spreizelement 14 weist zur Befestigung an einer Einrichtung (nicht gezeigt) an der Honmaschine an einem Ende einen Abschnitt 57 mit Aussengewinde auf, damit das Spreizelement 14 axial relativ zu dem Schleifbuchsenelement 24 bewegt wird. Das Spreizelement 14 weist ausserdem an einem entgegengesetzten Ende einen hexagonalen Kopfabschnitt 58 auf.
Der hexagonale Kopfabschnitt 58 wird verwendet, um das Gewindeende 57 mit einem Drehmoment an einer Honmaschine festzuziehen, das grösser ist als das, das das Spreizelement 14 während der Honvorgänge erfährt. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich das Spreizelement während der Bearbeitung von der Honmaschine löst.
Das Spreizelement 14 weist ausserdem einen Abschnitt 60 mit sich in Axialrichtung konisch verjüngender Aussenfläche, der sich von seinem hexagonalen Kopfendabschnitt 58 aus bis zu einem zwischenliegenden Ort in seiner Längsrichtung erstreckt, wie es am besten in Fig. 8 gezeigt ist, und einen Abschnitt 62 mit im wesentlichen zylindrischer Aussenfläche auf, der sich teilweise in seiner Längsrichtung von dem Gewindeendabschnitt 57 aus erstreckt. Der Durchmesser des Querschnitts des Abschnitts 62 mit zylindrischer Oberfläche ist geringer als der minimale Durchmesser des Abschnitts 60 mit der sich konisch verjüngenden Spreizfläche 60 und geringer als der kleinste Durchmesser des Querschnitts der fluchtenden Durchgänge 21, 51 und 16, die sich durch das zusammengebaute rohrförmige Honelement 12 erstrecken und des Durchgangs 27, der sich durch das Schleifbuchsenelement 24 erstreckt.
Deshalb geht der Abschnitt 62 des Elements 14 mit zylindrischer Oberfläche ohne Behinderung durch die jeweiligen Durchgänge der Elemente 20, 24, 18 und 13 hindurch, wenn das Spreizelement 14 axial in das rohrförmige Honelement 12 und das Schleifbuchsenelement 24 eingesetzt wird.
Der Abschnitt 60 des Spreizelements 14 mit der sich konisch verjüngenden Aussenfläche verjüngt sich ebenfalls in dem gleichen Verjüngungsgrad wie die Verjüngung der Innenfläche 26 des Schleifbuchsenelements 24. Dies bedeutet, dass der Abschnitt 60 des Spreizelements 14 mit der sich konisch verjüngenden Aussenfläche in Flächenkontakt mit der Innenfläche 26 des Schleifbuchsenelements 24 gebracht wird, wenn das Schleifbuchsenelement 24 richtig innerhalb des Käfigelements 18 ausgerichtet ist und das Spreizelement 14 durch die Honanordnung 12 verschiebbar innerhalb der Durchgänge 21, 27, 51 und 16 angeordnet wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Flächenpassung der Oberflächen 26 und 60 ermöglicht es, dass das Schleifbuchsenelement 24 über seine ganze Länge gleichmässig gespreizt und zusammengezogen wird, wenn das Spreizelement 14 axial durch es hindurchbewegt wird.
Dies bedeutet, dass sich das Buchsenelement 24 einschliesslich der erhöhten Honflächen 36 über seine volle Länge gleichmässig spreizt und zusammenzieht. Die gleichmässige Spreizung des Schleifbuchsenelements 24 ermöglicht es, den Hondruck entlang der Länge der schleifenden Honflächen 36 im wesentlichen konstant zu halten, was seinerseits gleichmässiger und genauer gehonte Werkstückoberflächen erzeugt.
Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, sind die Finger 44 des Käfigelements 18 in Umfangsrichtung so angeordnet, dass sie Paare von gegenüberliegenden Fingern 44 bilden, wobei die gegenüberliegenden Finger 44 eines solchen Paares die gleiche Breite haben und breiter sind als die anderen Paare von Fingern 44. Wenn das Schleifbuchsenelement 24 in das Käfigelement 18 geschoben wird, muss einer des Paares mit breiteren Fingern 44 in der Spreiznut 29 min angeordnet werden. Während der Spreizung des Schleifbuchsenelements 24 wird nämlich die Lage der Antriebsnut 29 min min weniger verändert als die anderen Nuten 29.
Bei den restlichen Nuten 29, ausser der Spreiznut 29 min , muss ein ausreichender Zwischenraum zwischen ihren jeweiligen Seitenwänden 32 und den dazwischen gegenüberliegenden Seitenrändern 49 der Finger vorhanden sein, damit verhindert wird, dass jede Seitenwand 32 den angrenzenden Fingerrand 49 berührt, wenn das Buchsenelement 24 maximal gespreizt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Finger 44 die Spreizung des Buchsenelements 24 stören. Gleichzeitig sind sie davor geschützt, dass sie mit einem Querdruck von dem Buchsenelement 24 belastet werden, durch den sich die Finger 44 verbiegen, brechen oder auf andere Weise ermüden können und ein Materialfehler während des Honvorgangs auftritt.
Wenn ein Finger des Paares mit breiten Fingern 44 in der Spreiznut 29 min angeordnet wird, besteht keine Gefahr, dass dieser spezielle Finger 44 beschädigt wird. Es stellt auch kein Problem bezüglich der Buchsenspreizung dar, da die Seitenwände 32 der Spreiznut 29 min voneinander weg und von den gegenüberliegenden Seitenrandflächen 49 der Finger weg gedrückt werden, wenn das Buchsenelement 24 gespreizt wird. Die Anordnung des verbleibenden breiten Fingers 44 in der Antriebsnut 29 min min stellt ebenfalls keine Beschädigungsmöglichkeit für diesen Finger 44 dar. Es gibt auch keine Behinderungsprobleme bezüglich der Buchsendehnung, da die Lage der Antriebsnut 29 min min während der Buchsenspreizung einer kleinen oder keiner Änderung unterliegt.
Jedoch wirkt sich eine Anordnung der breiteren Finger 44 in einer der anderen Nuten 29 auf den Raum aus, der notwendig ist, um zu verhindern, dass die Seitenwände 32 dieser Nuten 29 die jeweiligen gegenüberliegen den Seitenrandflächen 49 der breiteren Finger 44 berühren. Dies bedeutet, dass eine gleichmässige Spreizung des Buchsenelements entlang seiner gesamten Länge verhindert oder auf andere Weise beeinträchtigt werden kann, abhängig von dem Ausmass der Buchsenspreizung, die für einen bestimmten Honvorgang erforderlich ist. Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die breiten Finger 44 immer in einer Linie mit den Nuten 29 min und 29 min min liegen, wenn das Buchsenelement 24 innerhalb des Käfigelements 18 angeordnet ist.
Da sich das Schleifbuchsenelement 24 innerhalb der rohrförmigen Honanordnung 12 frei verschieben kann, findet die Übertragung der Drehkraft von der rohrförmigen Honanordnung 12 auf das Buchsenelement 24 nur durch die Kraft statt, die von einer der Seitenrandflächen 49 der Finger gegen eine der gegenüberliegenden Seitenwände 32 der Nuten ausgeübt wird. Aus den vorher erwähnten Gründen können nur die in der Spreiznut 29 min beziehungsweise der Antriebsnut 29 min min angeordneten breiten Finger 44 die angrenzenden Seitenwände 32 der Buchse berühren, ohne dass sie während der Spreizung des Buchsenelementes 24 beschädigt werden und ohne den maximalen Spreizbereich des Elementes 24 zu beeinträchtigen. Nach der Spreizung der Schleifbuchse 24 steht der in der Spreiznut 20 min angeordnete Finger 44 nicht mehr länger in Berührung mit den Seitenwänden 32 der Spreiznut 29 min .
Deshalb kann dieser Finger keine Drehkraft von dem Käfigelement 18 auf das Buchsenelement 24 übertragen. Deswegen überträgt nur der in der Antriebsnut 29 min min angeordnete Finger 44 die Drehkraft von dem Käfigelement 18 auf das Schleifbuchsenelement 24. Es ist ausserdem vorteilhaft, die Drehkraft von dem Käfig 18 so auf die Buchse 24 zu übertragen, dass ein minimaler Schlupf zwischen diesen auftritt. Ein solcher Schlupf ist umgekehrt proportional zu der Breite des innerhalb der Antriebsnut 29 min min angeordneten Fingers 44. Aus diesem Grund ist es wichtig, einen der breiteren Finger 44 innerhalb des Antriebskanals 29 min min anzuordnen.
Da der innerhalb der Antriebsnut 29 min min angeordnete Finger 44 während eines Honvorgangs höheren Belastungen ausgesetzt ist als die anderen Finger 44, erhöht ein breiterer Finger 44 in der Antriebsnut 29 min min ausserdem seine Festigkeit und Haltbarkeit bei dieser Anwendung.
Die einzige Funktion der schmaleren Finger 44 besteht darin, das Buchsenelement 24 während des Arbeitsvorgangs zu stabilisieren. Es gibt zwei Gründe, warum der in der Spreiznut 29 min angeordnete Finger 44 die gleiche Breite hat wie der gegenüberliegende Finger 44, der die Drehkraft zwischen dem Käfigelement 18 und dem Buchsenelement 24 überträgt, nämlich (1) das Käfigelement 18 ist einfacher und wirtschaftlicher herzustellen, wenn die gegenüberliegenden Finger dieselbe Breite haben und (2) es wird dadurch ein zusätzlicher Finger 44 vorgesehen, dessen Breite zur Übertragung einer Drehkraft geeignet ist, falls der innerhalb der Antriebsnut 29 min min angeordnete gegenüberliegende Finger 44 beschädigt sein sollte oder auf sonstige Weise eine Abnutzung oder einen Riss während der Verwendung zeigt.
Falls der in der Antriebsnut 29 min min angeordnete breitere Finger 44 aus irgendeinem Grund defekt wird, kann daher das Buchsenelement 24 von dem Käfig 18 entfernt werden und darin so neu ausgerichtet werden, dass der zuvor in der Spreiznut 29 min angeordnete breitere Finger 44 nun innerhalb der Antriebsnut 29 min min liegt. Hierdurch wird nicht nur die Lebensdauer des Käfigelements 18 erhöht, sondern es ist ausserdem kostenwirksam.
Das Antriebselement 13 ist an der Honmaschine durch eine Einrichtung befestigt, die idealerweise eine Reibungskraft erzeugt, die ausreichend grösser ist als jedes Drehmoment, dem das rohrförmige Honelement 12 während eines Honvorgangs ausgesetzt wird. Während eines typischen Honvorgangs erfährt das Spreizelement 14 selten eine Drehmomentbelastung. Sollte jedoch das erfahrene Drehmoment während eines bestimmten Honvorgangs die Reibungskraft überwinden, die das rohrförmige Honelement 12 an der Honmaschine hält, ist die Reibungskraft zwischen dem Abschnitt 60 mit der sich verjüngenden Aussenfläche des Spreizelements 14 und der Innenfläche des Schleifbuchsenelements 24 ausreichend, um ein solches Drehmoment zu überwinden. Dadurch wird die notwendige Drehkraft auf das Buchsenelement 24 und die rohrförmige Honanordnung 12 übertragen.
Dies ist der einzige Fall, bei dem das Spreizelement 14 einem Drehmoment ausgesetzt ist. Sogar bei dieser abwegigen Situation spreizt sich das Schleifbuchsenelement 24 gleichmässig über seine ganze Länge und zieht sich gleichmässig über seine ganze Länge zusammen.
Der rohrförmige Abschnitt 50 des Käfigelements 18 weist ebenfalls zwei gegenüberliegende \ffnungen 64 auf, die sich durch die jeweiligen Seitenwandabschnitte dieses Elements erstrecken, damit eine Einrichtung geschaffen wird, durch die ein längliches Element (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann, um als Hebel oder Schlüssel zu dienen, damit das Käfigelement 18 an dem Antriebselement 13 festgezogen werden oder von diesem gelöst werden kann.
Die Mühelosigkeit, mit der das Käfigelement 18 schnell von dem Antriebselement 13 entfernt werden kann oder an ihm befestigt werden kann, ermöglicht es, dass eine Bedienungsperson leicht ein Käfigelement 18 durch ein Käfigelement mit anderer Grösse austauschen kann oder ein beschädigtes Käfigelement ersetzen kann, ohne dass zeitaufwendige Arbeiten zur Entfernung und Wiederanbringung des Antriebselements 13 von bzw. an der Honmaschine notwendig sind. Die Mühelosigkeit, mit der das Führungselement 20 von dem Käfigelement 18 entfernt werden kann, ermöglicht es einer Bedienungsperson ebenfalls, das Schleifbuchsenelement 24 schnell zu ersetzen, ohne das Käfigelement 18 oder das Antriebselement 13 lösen zu müssen. Die zeitsparenden Vorteile, die durch den modularen Aufbau der erfindungsgemässen rohrförmigen Honanordnung 12 geschaffen werden, lassen sich daher schnell erkennen.
Der modulare Aufbau des erfindungsgemässen Honwerkzeuges 10 ermöglicht es ausserdem, mehrere verschiedene Schleifbuchsenelemente austauschbar mit dem gleichen Käfigelement 18 zu verwenden, die erhöhte Honflächen 36 aufweisen, die an unterschiedlichen radialen Höhen oder unterschiedlichen Hondurchmessern angeordnet sind. Hierdurch kann der normale Bereich von Hondurchmessern, die mit dem erfindungsgemässen Werkzeug gehont werden, ausgedehnt werden. Es können ebenfalls mehrere verschiedene Spreizelemente sowie mehrere verschiedene Führungselemente austauschbar mit den verschiedenen modularen Komponenten des erfindungsgemässen Werkzeugs 10 verwendet werden, um den Bereich von Hondurchmessern, der mit einem solchen Werkzeug 10 erreichbar ist, weiter zu erhöhen.
Es können mehrere verschiedene Buchsenelemente 24, verschiedene Käfigelemente 18, verschiedene Spreizelemente 14 und verschiedene Führungselemente 20 so ausgelegt, geformt und dimensioniert werden, dass sie untereinander austauschbar sowohl miteinander als auch mit dem gleichen Antriebselement 13 in Eingriff bringbar sind. Es kann ein Buchsenelement 24 verwendet werden, um einen bestimmte Hon durchmesserbereich zu erhalten und danach können andere Buchsenelemente verwendet werden, um zusätzliche Bereiche mit sogar grösseren Hondurchmessern zu bilden und zu erreichen. Dieses Ziel kann auch durch andere konstruktive Veränderungen sowohl des Schleifbuchsenelements 24 als auch des Käfigelements 18 und des Führungselements 20 erreicht werden. Diese Fähigkeit erhöht die Nützlichkeit und die Vielseitigkeit des erfindungsgemässen Honwerkzeugs 10 in hohem Masse.
Die modularen Elemente 13, 18 und 20 können auch in verschiedenen Kombinationen miteinander einteilig ausgebildet sein, obwohl hierdurch die Brauchbarkeit des erfindungsgemässen Honwerkzeuges 10 beeinträchtigt wird. Die rohrförmige Honanordnung 12 kann beispielsweise als einteiliger, zweiteiliger oder dreiteiliger Aufbau hergestellt werden. Das Antriebselement 13 und das Käfigelement 18 könnten einteilig ausgebildet sein; das Käfigelement 18 und das Führungselement 20 könnten mit Veränderungen einteilig ausgebildet sein; alle drei Elemente 13, 18 und 20 könnten als ein einziges Element hergestellt werden, das das Schleifbuchsenelement 24 wirksam aufnehmen kann. Es sind auch andere Veränderungen und Kombinationen der verschiedenen Komponenten des erfindungsgemässen Honwerkzeuges möglich.