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Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Honwerkzeugs.
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Die Bearbeitung von Zylinderlaufbahnen in Kurbelgehäusen hat einen sehr großen Einfluss auf die Reibungsverluste der Kolbengruppe und damit letztlich auf die Effizienz des Motors. Der Bearbeitung dieser Zylinderlaufbahnen wird daher in der Herstellung von Verbrennungskraftmaschinen sehr viel Aufmerksamkeit gewidmet. Sie können beispielsweise aufgraut und durch thermisches Spritzen beschichtetet werden, wonach typischerweise eine Nachbearbeitung, insbesondere durch Honen, auf das endgültige Maß und die benötigte Oberflächenqualität erfolgt. Das Honen kann alternativ dazu auch als Vorbereitung für das Auftragen der thermischen Spritzschicht und/oder sowohl nach als auch vor dem Auftragen der thermischen Spritzschicht erfolgen. Außerdem es ist denkbar, das Honen unabgängig von einem thermischen Spritzen zur Bearbeitung der Zylinderlaufflächen einzusetzen.
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Typischerweise ist es nun so, dass die Honwerkzeuge so konstruiert sind, dass Honleisten direkt oder auf Honleistenträgern angeordnet sind, beispielsweise in einem Werkzeugkörper mit entsprechenden Durchbrechungen für die Honleisten oder Honleistenträger. Über sogenannte Aufweitkonen oder Zustellkonen ist es dann möglich, die Honleisten nach außen zuzustellen, um die entsprechende Bearbeitung zu gewährleisten.
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Ein derartiger Aufbau ist beispielsweise aus der
DE 10 2011 076 213 A1 bekannt, welche im Bereich eines auswechselbaren Bearbeitungsteils die Möglichkeit einer Zustellung durch zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Aufweitkonen beschreibt.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, und hierfür wird auf die Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2012 010 023 U1 verwiesen, dass Federelemente vorgesehen werden können, und zwar im Bereich der Honleisten bzw. der Honleistenträger. In der genannten Gebrauchsmusterschrift ist dabei ein Federelement beschrieben, welches dazu dient, nach einem Rückstellen der Aufweit- bzw. Zustellkone sicherzustellen, dass die Honleisten von der zu bearbeitenden Oberfläche abgehoben und in das Werkzeug zurückgezogen werden.
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Ferner ist aus dem weiteren allgemeinen Stand der Technik in Form der
DE 10 2010 051 193 A1 ein selbstzentrierendes Ausspindelwerkzeug zur Bearbeitung von Zylinderbohrungen bekannt.
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Neueste Untersuchungen zeigen nun, dass zur Minimierung der Reibverluste der Kolbengruppe eines Verbrennungsmotors eine konische Geometrie der Zylinderlaufbahnen bzw. Zylinderbohrungen die Effizienz positiv beeinflusst, da die Reibung hierdurch verringert wird. Typischerweise weitet sich die Zylinderbohrung dabei mit einem geringen Konus in Richtung des unteren oder oberen Totpunkts des Zylinders entsprechend auf. Nun ist es so, dass die Bearbeitung einer solchen konisch verlaufenden Zylinderbohrung mit den bisherigen aus dem oben genannten Stand der Technik bekannten Werkzeugen so nicht möglich ist, da typischerweise eine parallele Zustellung der Honleisten durch die Zustell- bzw. Aufweitkonen erreicht wird.
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Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, diese Nachteile zu umgehen und ein Honwerkzeug anzugeben, welches einfach und effizient ausgestaltet ist, und welches insbesondere auch zur Bearbeitung von konisch verlaufenden Bohrungen, insbesondere Zylinderbohrungen, geeignet ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Honwerkzeug mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Außerdem ist im Anspruch 6 eine besonders bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs angegeben. Im abhängigen Unteranspruch ist auch hier eine bevorzugte Weiterbildung dieser Verwendung ausgeführt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Honwerkzeug ist es so, dass zwischen der Honleiste oder einem die Honleiste tragenden Honleistenträger und dem Aufweitkonus, ähnlich wie im Stand der Technik, ein Federelement angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist dieses Federelement jedoch nicht dafür vorgesehen, die Honleiste nach dem Abfahren des Aufweitkonus zurückzustellen, sondern das Federelement ist so angeordnet, dass die Federkraft die Honleiste gegen die zu bearbeitende Fläche drückt. Die Feder wirkt also genau andersherum wie beim Stand der Technik und ermöglicht so eine flexible Anlage der Honleisten an der zu bearbeitenden Oberfläche, da das Federelement zwischen dem Aufweitkonus und der Honleiste bzw. ihrem Träger in Zustellrichtung wirkt und zusätzlich zur eigentlichen Zustellung die Honleiste gegen die zu bearbeitende Oberfläche drückt. Ist die zu bearbeitende Oberfläche nun beispielsweise konisch ausgeführt, dann führt dies beim typischerweise realisierten Aufbau mit zwei Anlageelementen der Honleiste bzw. des Honleistenträgers an einem oder zwei Aufweitkonen dazu, dass das Federelement die Konizität der zu bearbeitenden Oberfläche ausgleicht und immer eine sichere und zuverlässige Anlage der Honleisten an der zu bearbeitenden Oberfläche gewährleistet. Hierdurch lässt sich eine gleichmäßige Oberflächenstruktur bzw. Oberflächenqualität über die gesamte Oberfläche der Bohrung, insbesondere die gesamte Zylinderlaufbahnlänge bei konischen Zylinderlaufbahnen, realisieren.
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Das bestehende Werkzeugkonzept wird dafür lediglich minimal geändert, indem die zusätzlichen Federelemente vorgesehen werden. Dies lässt sich sehr schnell umsetzen und mit geringen Kosten realisieren. Insbesondere können vorhandene Werkzeuge sehr einfach umgearbeitet werden.
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Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee sind die Federelemente, welche insbesondere als Druckfedern ausgebildet sind, dabei in einem Honleistenträger angeordnet, welcher auf seiner gegenüberliegenden Seite die eigentlichen Honleisten aufnimmt. Das in dem Honleistenträger angeordnete Federelement kann so durch einen einfachen Austausch der Honleistenträger an den bestehenden Werkzeugen in den Aufbau integriert werden, um mit minimalen Kosten schnell und einfach das erfindungsgemäße Werkzeug umzusetzen.
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Wie bereits mehrfach erwähnt ist eine der wichtigsten Stärken des erfindungsgemäßen Werkzeugs darin zu sehen, dass es durch das federnde Element zwischen den Aufweitkonen und den Honleisten bzw. dem Honleistenträger eine sehr gute Anlage an der zu bearbeitenden Oberfläche ermöglicht, insbesondere wenn diese Oberfläche als eine konische Bohrung ausgebildet ist. Die bevorzugte Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeugs liegt daher in seinem Einsatz zur Bearbeitung von sich konisch verengenden oder öffnenden Bohrungen, insbesondere von Zylinderbohrungen in einer Brennkraftmaschine, die bevorzugt zum Antreiben von Fahrzeugen oder anderen angetriebenen Transportmitteln oder Arbeitsmaschinen eingesetzt werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Idee ergeben sich außerdem aus den restlichen abhängigen Unteransprüchen und werden aus dem Ausführungsbeispiel deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
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Dabei zeigen:
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1 die wichtigsten Funktionselemente eines Honwerkzeugs gemäß dem Stand der Technik;
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2 eine Darstellung analog zur Darstellung in 1 in einer möglichen Ausführungsform gemäß der Erfindung; und
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3 eine Schnittdarstellung durch einen realisierten Aufbau des erfindungsgemäßen Werkzeugs.
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In der Darstellung der 1 ist ein Honwerkzeug 1 gemäß dem Stand der Technik zu erkennen. Es befindet sich in der hier gezeigten schematischen Darstellung in einer Zylinderbohrung 2, insbesondere in einer Zylinderbohrung in einem Kurbelgehäuse 3 einer Brennkraftmaschine. Die zylindrische Bohrung bzw. Zylinderbohrung 2 öffnet sich dabei in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel konisch nach unten, also beispielsweise in Richtung des unteren Totpunkts eines sich später in der Zylinderbohrung 2 bewegenden Zylinders. Die Darstellung der Konizität ist dabei in den 1 und 2 zur Verdeutlichung übertrieben und nicht maßstäblich dargestellt. Das Honwerkzeug 1 kann dabei, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, einen hier nicht dargestellten Werkzeugkörper aufweisen, in radialer Richtung, also nach außen in Richtung von Zylinderlaufflächen 4 der Zylinderbohrung 2, bewegliche Honleisten 5 angeordnet sind. Die Honleisten 5 sind in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils in Honleistenträgern 6 angeordnet, welche ihrerseits mit zwei Aufweitkonen 7 zusammenwirken. Die mit den Aufweitkonen 7 korrespondierenden Bereiche 8 der Honleistenträger 6 sind dabei so ausgebildet, dass eine axiale Bewegung der beiden miteinander verbundenen Aufweitkonen 7, beispielweise in der durch den Pfeil 9 dargestellten Richtung dafür sorgt, dass die Honleisten 5 nach außen bewegt, also in Richtung der Zylinderlaufflächen 4 zugestellt werden, um diese entsprechend bearbeiten zu können.
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Aus der Darstellung der 1 ist zu erkennen, dass mit einem derartigen Honwerkzeug 1 eine Bearbeitung der sich konisch öffnenden Zylinderbohrung 2 nicht oder nur eingeschränkt möglich ist.
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In der Darstellung der 2 ist deshalb eine erfindungsgemäße Weiterbildung des Honwerkzeugs gezeigt. Es ist in der Darstellung der 2 mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs 100 entspricht dabei weitestgehend dem des Honwerkzeugs 1 aus dem Stand der Technik, wie es in der Darstellung der 1 zu erkennen ist. Auch hier befindet sich das Honwerkzeug 100 in der Zylinderbohrung 2 mit den Zylinderlaufflächen 4. Die beiden axial voneinander beabstandeten Aufweitkonen 7 sind dabei unverändert und über die durch den Pfeil 9 dargestellte Bewegung lassen sich auch hier die in den Honleistenträgern 6 gelagerten bzw. gehaltenen Honleisten 5 entsprechend zustellen. In den mit den Aufweitkonen 7 korrespondierenden Bereichen 8 der Honleisten 6 sind nun jeweils Federelemente 10 angeordnet. Diese Federelemente 10 können insbesondere als Pakete von Druckfedern ausgebildet sein. Sie wirken so, dass sie mit einer geeigneten Oberfläche auf den Aufweitkonen 7 gleiten können und durch ihre Federkräfte die Honleistenträger 6 von den Aufweitkonen 7 weg nach außen, also in Richtung der zu bearbeitenden Zylinderlaufflächen 4, drücken. Dadurch, dass die Federelemente 10 unterschiedliche Wege im Bereich des einen Aufweitkonus und im Bereich des anderen Aufweitkonus 7 realisieren können, können die Honleisten 5 entsprechend der konischen Aufweitung der Zylinderbohrung 2 bewegt werden. Sie liegen also flächig über ihre gesamte Länge an der Zylinderlauffläche 4 an und gewährleisten so eine sehr gleichmäßige und qualitativ hochwertige Bearbeitung.
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Der Aufbau des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs 100 ist dabei außerordentlich einfach und effizient, da er weitgehend die bereits vorhandenen Elemente des bisher bekannten Honwerkzeugs 1 nutzen kann.
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In der Darstellung der 3 ist eine der Honleisten 6 zusammen mit dem zentralen Element, welches die beiden Aufweitkonen 7 aufweist, gezeigt. Dieser Aufbau entspricht weitestgehend dem Aufbau, welcher so auch aus dem Stand der Technik bekannt ist. Lediglich ist in die mit 8 bezeichneten mit den Aufweitkonen 7 zusammenwirkenden Bereiche des Honleistenträgers 6 jeweils eine Tasche 11 eingearbeitet, in welcher die Federelemente 10, in diesem Fall mehrere hintereinander geschaltete Druckfedern, angeordnet sind. Dieser Aufbau reicht aus, um die vergleichsweise kleine Konizität, wie sie bei Zylinderbohrungen 2 erforderlich ist, auszugleichen und eine saubere und gleichmäßige Bearbeitung der Oberfläche der Zylinderlaufflächen 4 zu gewährleisten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011076213 A1 [0004]
- DE 202012010023 U1 [0005]
- DE 102010051193 A1 [0006]
