-
Die Erfindung betrifft eine Honmaschine zum Honen einer Bohrung in einem Werkstück.
-
Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem ein Honwerkzeug eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführt und eine ständige Flächenberührung zwischen einem oder mehreren Schneidstoffkörpern, z.B. Honleisten, des Honwerkzeugs und der zu bearbeitenden Bohrungsinnenfläche vorliegt. Die Kinematik eines Honwerkzeugs ist charakterisiert durch eine Überlagerung einer Drehbewegung und einer in Axialrichtung der Bohrung verlaufenden Hubbewegung. Meist ist noch eine optionale Aufweitbewegung vorgesehen, die zu einer Veränderung des wirksamen Durchmessers des Honwerkzeugs führt.
-
Eine einmalige Hub-Bewegung des Honwerkzeugs innerhalb der Bohrung, bestehend aus einem Einfahren und einem darauffolgenden Ausfahren aus der Bohrung wird als „Dornen“ bezeichnet. Eine mehrmalige Hub-Bewegung innerhalb der Bohrung, d.h. ein Einfahren in die Bohrung, daraufhin ein zyklisches hin- und her-Bewegen innerhalb der Bohrung sowie ein am Ende folgendes Ausfahren aus der Bohrung wird als „Oszillieren“ bezeichnet.
-
Bei oszillierenden Honprozessen wird in der Regel eine Aufweitbewegung benötigt, da während der Oszillation der wirksame Durchmesser des Honwerkzeugs aktiv verändert wird. Zusätzlich wird in der Regel der Verschleiß der Schneidstoffkörper durch die Aufweitbewegung kompensiert.
-
An der Bohrungsinnenfläche erzeugt die Kinematik des Honwerkzeugs eine Oberflächenstruktur mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren. Durch Honen endbearbeitete Oberflächen können extrem hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen genügen, sowie teilweise eine spezielle Oberflächenrauheit und Struktur wie beispielsweise eine Plateauoberfläche aufweisen, die einen geringen Verschleiß durch einen hohen Materialtraganteil mit der Fähigkeit verbindet, einen Ölfilm zur Schmierung gut erhalten zu können. Daher werden viele hoch belastete Gleitflächen in Motoren oder Motorbauteilen, z.B. Zylinderlaufflächen in Motorblöcken oder Bohrungsinnenflächen in Gehäusen von Einspritzpumpen, durch Honen bearbeitet.
-
Eine Honmaschine ist eine zum Honen von Bohrungen in Werkstücken geeignete Werkzeugmaschine. Sie weist wenigstens eine Honeinheit auf, die an einer maschinenfesten Tragestruktur, z.B. einem Ständer, einer Säule oder einem Rahmen, montiert ist. Eine Honeinheit umfasst eine Spindeleinheit, in der eine Spindelwelle drehbar gelagert ist. Die Spindelwelle ist mittels eines Drehantriebs um ihre Spindelachse drehbar und weist an einem werkzeugseitigen Ende eine Einrichtung zum Befestigen eines Honwerkzeugs auf. Zwischen dem Grundträger und der Spindeleinheit ist ein Linearführungssystem zur Führung einer linearen Hubbewegung der Spindeleinheit gegenüber dem Grundträger angeordnet. Zur Erzeugung der Hubbewegung der Spindeleinheit parallel zur Spindelachse ist ein Hubantrieb vorgesehen. In der Regel ist außerdem ein Aufweitantrieb zur Aufweitung des Honwerkzeugs vorgesehen. Der Aufweitantrieb kann z.B. mit einer im Inneren der Spindelwelle verlaufende Zustellstange gekoppelt sein.
-
Die Flächenberührung der Schneidstoffkörper mit der Bohrungsinnenfläche erzeugt eine gleichachsige Bearbeitung, so dass die Achse der Bohrung und die Achse des Honwerkzeugs sich zueinander ausrichten. In der Regel werden dem Werkstück und/oder dem Honwerkzeug Bewegungsfreiheitsgrade gegeben, so dass sich die Bohrung und das Honwerkzeug zueinander ausrichten können.
-
Eine Honmaschine soll in der Regel flexibel für unterschiedliche Werkstücktypen mit unterschiedlichen Werkstückhöhen und Bohrungslängen einsetzbar sein.
-
Bei hohen Werkstücken bzw. Werkstücken mit langen Bohrungen wird typischerweise eine Honeinheit eingesetzt, die eine große Hublänge ermöglicht, da ein langes Honwerkzeug verwendet werden und dieses einen weiten Weg im Werkstück oszillieren muss, und weiterhin noch aus dem Werkstück ausfahren muss. Der für eine große Hublänge notwendige lange Grundkörper wird zweckmäßigerweise relativ weit oben an der Tragestruktur montiert, damit bei Bedarf das hohe Werkstück in der dazugehörigen großen Werkstückaufnahme unter der Unterkante des Grundkörpers hindurch transportiert werden kann. Je nach Ausführung der Maschinenverkleidung kann ein relativ hoch angeordnetes Maschinendach notwendig sein. Gegebenenfalls ergibt sich auch ein relativ hoch liegender Schwerpunkt der Anordnung, was zu Instabilitäten im Betrieb führen kann.
-
Im Gegensatz dazu wird für ein niedriges Werkstück (d.h. für ein Werkstück mit geringer Werkstückhöhe) mit kurzer Bohrung und hohen Anforderungen an die Bearbeitungsqualität vorzugsweise ein möglichst kurzes Honwerkzeug verwendet, um einen möglichst geringen Rundlauffehler am Honwerkzeug sicherstellen zu können. Gleichzeitig soll in der Regel die Werkstückaufnahme möglichst klein und leicht sein, damit wenig Masse und wenig Massenträgheitsmoment geringe Rückstellkräfte während der Bearbeitung und somit eine gute Werkstückqualität erzeugen. Es ist nur ein geringer Hub der Spindeleinheit notwendig, und die Spindeleinheit sollte dicht über der Werkstückaufnahmevorrichtung montiert werden, damit das Honwerkzeug das Werkstück erreichen kann. In dieser werkstücknahen Montageposition des Grundträgers kann jedoch eine große Werkstückaufnahmevorrichtung eventuell unter dem Grundträger nicht mehr hindurch transportiert werden.
-
Abhängig vom jeweils zu bearbeitenden Werkstück, der zugehörigen Werkstückaufnahme (starr, schwimmend, kardanisch), der dazu gewählten Honwerkzeug-Anordnung (starres Honwerkzeug oder Gelenkstange) sowie dem gewählten Maschinentyp (z.B. Transfermaschine mit Palettenumlauf, Ein- oder Zweispindelmaschine mit Getriebetisch, Ringtischmaschine mit Getriebe- oder NC-Tisch, Sondermaschine o.dgl.) wird herkömmlich jeweils eine speziell für das zu bearbeitende Werkstück geeignete vertikale Montageposition der Honeinheit in der Honmaschine bzw. an deren Tragestruktur festgelegt, die z.B. durch unterschiedliche Rasterung in den Maschinenständern, Honeinheiten und ggf. auf einer die Spindeleinheit tragenden Schlittenplatte nur in begrenztem Maß genau erreichbar ist. Diese werkstückspezifische Auslegung der Honmaschine schränkt die mögliche Varianz an Werkstücken stark ein, die auf der jeweiligen Honmaschine bearbeitet werden können.
-
AUFGABE UND LÖSUNG
-
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Honmaschine der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die ohne Umrüstung an der Honeinheit ein großes Spektrum von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstückhöhen bearbeiten kann.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Honmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird zur Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Gemäß der beanspruchten Erfindung wird eine Honmaschine der eingangs erwähnten Art hinsichtlich mehrerer durch die Maschinenkonstruktion bedingter Parameter so optimiert, dass ein großes Spektrum von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstückhöhen bearbeitet werden kann, ohne Umrüstarbeiten an der Honeinheit vornehmen zu müssen. Dabei werden mehrere Eigenschaften der Honmaschine sinnvoll aneinander angepasst, um dieses Ziel zu erreichen. Zum einen wird die axiale Montageposition des Grundträgers an der Tragestruktur berücksichtigt. Der Begriff „axiale Montageposition“ bezeichnet hierbei die Montageposition in Richtung parallel zur Spindelachse. Ist die Spindelachse, wie bei bevorzugten Ausführungsformen, vertikal ausgerichtet, so entspricht die axiale Montageposition des Grundträgers somit der Montageposition bezüglich der Höhe des Grundträgers. Weiterhin werden die nutzbare Länge des Linearführungssystems und die Eigenschaften des Hubantriebs berücksichtigt. Diese Parameter zusammen geben eine Hublänge und eine Hublage der Honmaschine vor.
-
Der Begriff „Hublage“ bezeichnet hierbei die Gesamtheit aller mittels des Hubantriebs entlang des Linearführungssystems anfahrbaren Axialpositionen des werkzeugseitigen Endes der Spindelwelle. Dieses wird in dieser Anmeldung auch als „Spindelnase“ bezeichnet und bezeichnet die dem Werkstück nächste Stelle der Spindeleinheit. Bei vertikal ausgerichteter Spindelachse bezeichnet die Hublage somit den Bereich zwischen der konstruktionsbedingt höchsten erreichbaren Axialposition und der dem Werkstück nächsten niedrigsten erreichbaren Axialposition des werkzeugseitigen Endes der Spindelwelle. Die Hublage umfasst somit den Bereich aller Axialpositionen, der während der Bearbeitung des Werkstücks durch die oszillierende Hin- und Herbewegung abgedeckt werden kann, als auch denjenigen Bereich, der nach der Bearbeitung genutzt werden kann, um das Honwerkzeug aus dem Werkstück herauszufahren, als auch denjenigen Bereich, der je nach Größe der Werkstücke und Werkzeuge ggf. nicht ohne mechanische Kollision von Honwerkzeug und Honmaschine angefahren werden kann.
-
Der Begriff „Hublänge“ bezeichnet die axiale Distanz zwischen der konstruktiv möglichen werkstückfernen axialen Endposition der Hubbewegung des werkzeugseitigen Endes der Spindelwelle und der konstruktiv möglichen werkstücknahen axialen Endposition der Hubbewegung des werkzeugseitigen Endes der Spindelwelle.
-
Die Hublage unterscheidet sich begrifflich und inhaltlich von der Hublänge. Während die Hublänge beschreibt, welche Distanz zwischen einem höchsten und dem niedrigsten Punkt liegt, den die Hubachse (mit Hubantrieb und Linearführungssystem) innerhalb der Honmaschine dynamisch anfahren kann, beschreibt die Hublage die absolute Position dieser beiden Punkte, d.h. die statische Montageposition des Grundträgers und der davon getragenen Einheiten an der Honmaschine.
-
Die Begriffe „Hublänge“ und „Hublage“ beziehen sich somit auf den mechanischen Aufbau der Honmaschine. Die werkstückspezifischen Bearbeitungsprogramme müssen sich innerhalb dieser mechanischen Grenzen bewegen. Dies gilt unter anderem für die Länge der Hubbewegung bei einer oszillierenden Arbeitsbewegung des Honwerkzeugs. Diese Länge wird hier auch als „Oszillationslänge“ bezeichnet. Weiterhin müssen die Verfahrwege der Spindeleinheit aus dem Werkstück heraus in eine zurückgezogene Grundstellung innerhalb dieser mechanisch definierten Grenzen liegen. In der zurückgezogenen Grundstellung muss es z.B. möglich sein, das Werkstück senkrecht zur Axialrichtung der Spindelachse weiterzubewegen oder zu entnehmen.
-
Gemäß der beanspruchten Erfindung ist der Grundträger derart an der Tragestruktur angebracht, dass ein werkstücknahes Ende des Grundträgers mit Abstand oberhalb einer spindelzugewandten Grenze eines ausgewählten Werkstückhöhenbereichs liegt. Weiterhin ist die Spindeleinheit derart in Bezug auf das Linearführungssystem angebracht, dass in der konstruktiv möglichen werkstücknahen Endposition einer Hubbewegung der Spindeleinheit das werkzeugseitige Ende der Spindelwelle näher am Werkstückhöhenbereich liegt als das werkstücknahe Ende des Grundträgers.
-
Die Spindelnase kann also (sofern es die Werkstückhöhe zulässt) in eine Axialposition verfahren werden, die näher am Werkstück liegt als das werkstücknahe Ende des Grundträgers. Diese aufgrund der Konstruktion mögliche werkstücknahe Endposition muss im eingerichteten Honprozess nicht erreicht werden. Insbesondere bei relativ hohen Werkstücken kann es sein, dass der tatsächlich im Honprozess erreichte untere (werkstücknahe) Umkehrpunkt der Oszillationsbewegung der Spindelnase weiter entfernt vom Werkstück liegt als das werkstücknahe Ende des Grundträgers.
-
Am werkstücknahen Ende der Spindelwelle, also an der „Spindelnase“, befindet sich der Werkzeuganschluss bzw. die Einrichtung zum Befestigen eines Honwerkzeugs. Der Begriff „Werkstückhöhenbereich“ charakterisiert das Höhenspektrum derjenigen unterschiedlich hohen Werkstücke, die mit der Honmaschine ohne Umrüstung bearbeitet werden sollen. Die spindelzugewandte Grenze des Werkstückhöhenbereichs ist somit definiert durch die Höhe des höchsten zu bearbeitenden Werkstücks mitsamt der dafür vorgesehenen Werkstückaufnahme. In Axialrichtung betrachtet, also betrachtet in Richtung parallel zur Spindelachse, sollte der Grundträger daher in einer solchen Axialposition angebracht sein, dass das höchste einzuspannende Werkstück nicht mit dem werkstücknahen Ende des Grundträgers kollidieren kann, wenn das Werkstück senkrecht zur Spindelachse am Grundträger vorbeitransportiert wird. Gleichzeitig sollte die Spindeleinheit derart in Bezug auf das Linearführungssystem angebracht sein, dass das werkstückseitige Ende der Spindelwelle, also die Spindelnase, bei Bedarf am werkstücknahen Ende des Grundträgers vorbei in Richtung Werkstück vorbeibewegt werden kann, also in einer werkstücknäheren Position positioniert werden kann als das werkstücknahe Ende des Grundträgers. Bei einer vertikal ausgerichteten Spindelachse wäre somit die axiale Höhe der Unterkante des Grundträgers höher gelegen als die Axialposition der Spindelnase am werkstücknahen Umkehrpunkt einer möglichen Hubbewegung.
-
Wird ein konstruktiver Kompromiss im Rahmen dieser Vorgaben eingehalten, so können Werkstücke aus einem großen Werkstückhöhenspektrum bearbeitet werden, ohne dass beim Wechsel zwischen unterschiedlich hohen Werkstücken eine Umrüstung der Honmaschine erforderlich ist und ohne dass der Gesamtaufbau der Honmaschine unnötig groß wird.
-
Für eine Honmaschine mit vertikal ausgerichteter Spindelachse kann beispielsweise durch die Optimierung von Hublänge und Hublage bzw. von Hublänge und Montageposition der Honeinheit in der Honmaschine für eine festgelegte Höhe eines Maschinendachs erreicht werden, dass einerseits eine maximal große Werkstückaufnahme (für ein relativ hohes Werkstück), andererseits aber auch eine sehr niedrige Werkstückaufnahme (für ein niedriges, präzise zu bearbeitendes Werkstück) gleichermaßen in ein- und derselben Montageposition der Honeinheit in der Honmaschine bearbeitet werden können, ohne die Werkstückaufnahme für das kleine Werkstück unnötig hoch zu bauen oder das zugehörige Honwerkzeug unnötig lang zu gestalten. Die Honmaschine gewinnt dadurch ein hohes Maß an Flexibilität.
-
Gleichzeitig kann eine herkömmlich vorgesehene große Varianz an unterschiedlich langen Linearführungssystemen auf eine einzige Standard-Länge reduziert werden, so dass nur eine Version eines Linearführungssystems konstruktiv gepflegt werden muss. Diese kann dafür in größeren Fertigungslosen und damit kostengünstiger in gleichbleibend hoher Qualität hergestellt werden. Entsprechendes gilt z.T. für andere Baugruppen, z.B. für lange Schlittenbaugruppen. Die bei herkömmlichen Systemen bisher notwendige gegenseitige Abstimmung von Werkstückaufnahmen und Honwerkzeugen vor der Montage der Honmaschine kann entfallen, so dass für ein vorgegebenes Werkstückhöhespektrum eine Honmaschine grundsätzlich immer gleich aufgebaut werden kann. Während der Einsatzzeit der Honmaschine können nachträglich neue bzw. anders gestaltete Werkstücke in den Bearbeitungsprozess eingebracht werden, ohne einen zeit- und kostenaufwändigen Umbau durchführen zu müssen.
-
Außerdem kann die Honmaschine bei Bedarf mit einer geschlossenen Maschinenverkleidung umhaust werden, die auch nach oben durch ein Maschinendach abgeschlossen sein kann. Dies reduziert den Lärm, der von der Bearbeitung in die jeweilige Halle abgegeben werden kann, verhindert das Eindringen von Schmutz aus der Umgebung in die Honmaschine und das eingesetzte Bearbeitungsmedium (zum Beispiel Honöl oder Kühlschmierstoff) und bietet die Möglichkeit, eine Absauganlage zu installieren, die aus dem Bearbeitungsraum entstehende Vernebelung des Kühlmittels nach außen abführen kann.
-
Eine Honmaschine der hier betrachteten Art hat nur ein einziges Linearführungssystem, wobei eine nutzbare Länge des Linearführungssystems und der Hubantrieb derart ausgelegt sind, dass unterschiedliche Hublagen innerhalb eines Hublagenbereichs zwischen einer werkstücknahen Hublagengrenze (werkstücknahe axiale Endposition) und einer werkstückfernen zweiten Hublagengrenze (axiale Endposition) der Spindelnase sowie unterschiedliche Hublängen einer oszillierenden Hubbewegung möglich sind. Der Hubantrieb und das Linearführungssystem dienen dabei sowohl für Einstellung der Hublage als auch für Erzeugung der Oszillationsbewegung mit vorgebbarer Oszillationslänge.
-
Bei manchen Ausführungsformen ist die Spindeleinheit an einem Schlitten montiert, der auf Führungsschienen des Linearführungssystems läuft. Die Spindeleinheit kann dort so montiert sein, dass das werkzeugseitige Ende der Spindelwelle (die Spindelnase) über ein werkstückseitiges Ende des Schlittens zur Werkstückseite hinausragt. Somit kann der Schlitten bis ans Ende des durch das Linearführungssystem erlaubten Verfahrwegs gefahren werden und die Spindelnase kann über dieses Ende und. ggf. über das werkstücknahe Ende des Grundträgers hinaus in Richtung Werkstück bewegt werden. Dies ist besonders für den Einsatz von kurzen Honwerkzeugen von Vorteil.
-
Ein solcher Schlitten ist jedoch nicht zwingend. Es ist auch möglich, die auf Führungsschienen des Linearführungssystems geführten Führungsschuhe ohne Zwischenschaltung einer den Führungsschuhen gemeinsamen Schlittenplatte an individuellen Befestigungsflächen der Spindeleinheit zu befestigen. Dies bietet ebenfalls die Möglichkeit, die Schlitteneinheit so zu montierten, dass am werkzeugseitigen Ende des Linearführungssystems die Spindelnase sehr nahe an das Werkstück herangeführt werden kann.
-
Vorzugsweise ist die Honmaschine für die Verwendung unterschiedlich langer Honwerkzeuge einer Honwerkzeuggruppe ausgelegt in der Weise, dass bei Verwendung des längsten Honwerkzeugs der Honwerkzeuggruppe ein werkstücknahes Ende des Honwerkzeugs mindestens bis zum werkstücknahen Ende des Grundträgers zurückgezogen ist, wenn sich die Spindeleinheit in einer werkstückfernen Endposition der Hubbewegung befindet. Dadurch ist ein kollisionsfreier Werkstücktransport senkrecht zur Spindelachse auch bei Verwendung der längsten Honwerkzeuge der Honwerkzeuggruppe sichergestellt.
-
Nach den Erfahrungen der Erfinder kann es sich vorteilhaft auf die Variabilität der Honmaschine bei gleichzeitig guter Stabilität auswirken, wenn eine oder mehrere der folgenden Bedingungen eingehalten werden. So kann z.B. ein konstruktiv möglicher Überstand des werkzeugseitigen Endes der Spindelwelle über das werkstücknahe Ende des Grundträgers im Bereich von 20% bis 40% der Hublänge liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Obergrenze des Werkstückhöhenbereichs 50% bis 75% der Hublänge betragen. Alternativ oder zusätzlich kann die Hublänge im Bereich von 70% bis 90% der Länge der Spindeleinheit betragen. Abweichungen von diesen Dimensionierungsbedingungen können vorgesehen und sinnvoll sein.
-
Um bei möglichst geringer Länge des Grundträgers eine möglichst große Hublänge realisieren zu können, sollten die bewegten Teile der Honeinheit, also insbesondere die Spindeleinheit und ein eventuell zum Tragen der Spindeleinheit vorgesehener Schlitten, in Axialrichtung möglichst kurz gestaltet werden. So kann es zum Beispiel vorgesehen sein, sowohl den Drehantrieb als auch den Aufweitantrieb axial möglichst kurz zu gestalten, beispielsweise durch die Verwendung von Direktantrieben, die voll in ein Spindelgehäuse integriert werden können. So kann beispielsweise der Drehantrieb in die Spindeleinheit integriert sein, also innerhalb eines die Spindelwelle aufnehmenden Spindelgehäuses angeordnet sein. Ein Stator des Drehantriebs kann drehfest mit dem Spindelgehäuse verbunden sein, während ein Rotor drehfest mit der Spindelwelle verbunden ist.
-
Vorzugsweise ist ein Aufweitantrieb zur Aufweitung des Honwerkzeugs vorgesehen, wobei der Aufweitantrieb mit einer im Inneren der Spindelwelle verlaufenden Zustellstange gekoppelt ist. Vorzugsweise ist der Aufweitantrieb als elektrischer Direktantrieb ausgelegt, insbesondere als Torquemotor oder als Tauchspulenantrieb. Ein elektrischer Direktantrieb kann in axial kurzer Bauweise realisiert werden.
-
Um bei kompakter Bauweise möglichst große Hublängen realisieren zu können, ist bei bevorzugten Ausführungsformen der Hubantrieb als ein elektrischer Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil ausgebildet, die relativ zueinander parallel zur Längsrichtung des Längsführungssystems (nominell parallel zur Spindelachse) verfahrbar sind. Vorzugsweise ist das Primärteil auf Seiten der Spindeleinheit angebracht. Innerhalb des Grundträgers kann eine Reihe von Permanentmagneten angeordnet sein, um ohne zwischengeschaltete Getriebe oder dergleichen eine Linearbewegung des Primärteils gegenüber dem mit Permanentmagneten ausgestatteten Sekundärteil zu erreichen.
-
Bei bevorzugten Ausführungsformen hat die Honmaschine ein Werkstück-Transportsystem mit mehreren Werkstückaufnahmen, die wahlweise in eine Bearbeitungsposition bewegbar sind, in der eine zu bearbeitende Bohrung eines gehaltenen Werkstücks koaxial zur Spindelachse angeordnet ist. Damit können nacheinander an ein- und derselben Honeinheit mehrere mit dem Werkstück-Transportsystem transportierbare Werkstücke bearbeitet werden. Die Transportrichtung verläuft vorzugsweise ausschließlich senkrecht zur Spindelachse, so dass das Werkstück-Transportsystem keine eigene Hubachse benötigt. Aufgrund der günstigen geometrischen Auslegung der Honmaschine können Werkstücke unterschiedlicher Höhe aus dem Werkstückhöhenbereich mittels des Werkstück-Transportsystems transportiert werden, ohne dass eine Kollision zwischen Werkstück und Grundträger der Honeinheit vorkommen kann.
-
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Werkstück-Transportsystem einen Rundtisch, der um eine Rotationsachse drehbar ist und eine Tischplatte aufweist, die auf einem Teilkreis um die Rotationsachse herum mehrere Werkstückaufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Werkstücks aufweist, welche mittels des Rundtisches wahlweise in eine Bearbeitungsposition bewegbar sind, in der eine zu bearbeitende Bohrung koaxial zur Spindelachse angeordnet ist. Mithilfe des Rundtisch-Transfers kann eine in Querrichtung besonders kompakte Bauweise der Honeinheit mit vielen gleichzeitig bestückbaren Werkstückaufnahmen realisiert werden.
-
Bei manchen Ausführungsformen weist die Spindeleinheit ein Spindeleinheits-Gehäuse auf, das einen ersten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des Drehantriebs und einen zweiten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des Aufweitantriebs aufweist. Das Spindeleinheits-Gehäuse kann aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetzt sein, ist jedoch vorzugsweise ein einstückiges Bauteil, was u.a. aus Gründen der Stabilität und der genauen Ausrichtung der Komponenten der Spindeleinheit vorteilhaft sein kann. Vorzugsweise ist der Drehantrieb in einer auswechselbaren ersten Patrone und der Aufweitantrieb in einer unabhängig von der ersten Patrone auswechselbaren zweiten Patrone aufgenommen, wobei die erste Patrone in den ersten Gehäuseabschnitt und die zweite Patrone in den zweiten Gehäuseabschnitt einführbar ist. Die beiden Patronen können von entgegengesetzten Seiten in das Spindeleinheits-Gehäuse einführbar sein. Die Verfahrbarkeit des Spindeleinheits-Gehäuses im Hubbereich erleichtert den Einbau und die Auswechslung von Patronen.
-
Wird eine Honmaschine gemäß der beanspruchten Erfindung für unterschiedliche Werkstückhöhen aus einem interessierenden Werkstückhöhenspektrum ausgelegt, so ist durch die Festlegung der idealen Position der Honeinheit in der Honmaschine eine durchgängige Standardisierung möglich, die es erlaubt, eine deutlich höhere Vielfalt an Werkstücken mit unterschiedlichen Werkstückhöhen mithilfe der Honmaschine zu bearbeiten und gleichzeitig die Honmaschine immer gleich aufbauen zu können. Weiterhin kann in der Regel mit einer einheitlich dimensionierten Maschinenverkleidung gearbeitet werden, da deren Maschinendach nicht zu hoch baut.
-
Figurenliste
-
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
- 1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Honmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine an der Tragestruktur der Honmaschine angeordnete Honeinheit und Komponenten eines Rundtisch-Transportsystems;
- 3 zeigt einen Schnitt entlang der y-z-Ebene durch eine Einstelleinheit eines Ausrichtungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel:
- 4 zeigt einen Schnitt parallel zur x-y-Ebene durch die Einstelleinheit aus 3
- 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der Einstelleinheit der 3 und 4;
- 6 zeigt die Auswechslung von Komponenten eines Aufweitsystems, bei dem der Aufweitantrieb in einer auswechselbaren Patrone angeordnet ist;
- 7 zeigt die Auswechslung der Spindelwelle und anderer Komponenten der Spindeleinheit, wobei der Drehantrieb in einer auswechselbaren Patrone angeordnet ist;
- 8 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht der den Drehantrieb enthaltenden Patrone, die an ihrer Oberseite Stecker von Steckverbindungen zum elektrischen und fluidischen Anschluss von Komponenten der Patrone aufweist; und
- 9A bis 9Dzeigen Besonderheiten der verfügbaren Hublänge und Hublagen der Ausführungsform.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Die 1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Honmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine an der Tragestruktur der Honmaschine angeordnete Honeinheit und Komponenten eines Rundtisch-Transportsystems. In der gezeigten Konfiguration hat die Honmaschine nur eine einzige Honeinheit. Eine zweite Tragestruktur mit einer zweiten Honeinheit zur Bearbeitung derselben Werkstücke kann vorgesehen sein.
-
Die Honmaschine 100 hat eine im Wesentlichen rechteckige Maschinenbasis 110 mit einem Gestell und einer Basisplatte, die bei fertig eingerichteter Honmaschine horizontal ausgerichtet ist oder sein sollte. Die rechteckförmige Basisplatte ist in der parallel zur y-Achse des Maschinenkoordinatensystems MKS verlaufenden ersten Richtung (Längsrichtung) etwas länger als in der senkrecht dazu parallel zur x-Achse des Maschinenkoordinatensystems verlaufenden zweiten Richtung (Querrichtung). Nahe der Rückseite 114 der Maschinenbasis ist in der Nähe einer der Längskanten ein vertikaler Ständer 120 angeordnet, der fest mit der Maschinenbasis verschraubt ist. Der vertikale Ständer dient als Tragestruktur 120 für eine Honeinheit 130, die im Bereich der Vorderseite der Tragestruktur an dieser montiert ist.
-
Ein wesentlicher Bestandteil der Honeinheit ist eine Spindeleinheit 150, in der eine Spindelwelle 152 drehbar gelagert ist. Zum Antrieb der Spindelwelle ist ein in die Spindeleinheit integrierter Drehantrieb bzw. Spindelmotor integriert, der die Spindelwelle um die Spindelachse 155, d.h. um die Rotationsachse der Spindelwelle 152, mit vorgegebenem Drehzahlprofil antreiben kann. Die Spindelwelle 152 weist an einem werkzeugseitigen Ende 153, das auch als Spindelnase bezeichnet wird, eine Einrichtung (Werkzeugaufnahme) zum Befestigen eines Honwerkzeugs 190 auf.
-
Die Spindeleinheit 150 ist auf der Oberseite bzw. Vorderseite einer Schlittenplatte 165 montiert. Die Schlittenplatte wird von einem Schlittenkasten 160 getragen, der als Grundträger der Honeinheit dient. Zwischen dem durch den Schlittenkasten gebildeten Grundträger 160 und der Schlittenplatte 165 bzw. der davon getragenen Spindeleinheit ist ein (in den Darstellungen nicht sichtbares) Linearführungssystem zur Führung einer linearen Hubbewegung der Spindeleinheit 150 gegenüber dem Grundträger 160 vorgesehen. Der Hubantrieb weist im Beispielsfall einen elektrischen Linearmotor mit einem Primärteil und einem Sekundärteil auf, die relativ zueinander parallel zur Längsrichtung des Längsführungssystems (idealer Weise auch parallel zur Spindelachse 155) verfahrbar sind.
-
Im Beispielsfall ist das mit elektrischem Strom betriebene Primärteil auf Seiten der Schlittenplatte bzw. der ebenfalls mit Strom betriebenen Spindeleinheit 150 angebracht, während innerhalb des Grundträgers 160 eine Reihe von Permanentmagneten angeordnet ist. Auch eine umgekehrte Anordnung ist möglich.
-
Das Linearführungssystem weist Führungsschienen auf, die am Grundträger 160 angebracht sind. Die korrespondierenden Führungsschuhe sind an der Unterseite der Schlittenplatte 165 angeordnet. Es gibt auch Ausführungsformen, bei denen die Führungsschuhe, die auf den Führungsschienen abgleiten, ohne Zwischenschaltung einer den Führungsschuhen gemeinsamen Schlittenplatte an individuellen Befestigungsflächen der Spindeleinheit befestigt sind.
-
Die Honmaschine 100 ist mit einem Werkstück-Transportsystem 180 ausgestattet, das einen Rundtisch bzw. Rundschalttisch aufweist. Beim dargestellten Rundtisch-Transportsystem ist eine horizontal ausgerichtete Tischplatte 184 vorgesehen, die mithilfe eines unterhalb der Tischplatte angeordneten Drehantriebs um eine nominell vertikale (parallel zur z-Richtung des Maschinenkoordinatensystems) ausgerichtete Rotationsachse 185 um vordefinierte Winkelschritte gedreht werden kann. Auf einem Teilkreis um die Rotationsachse 185 herum sind mehrere (im Beispielsfall sechs) Werkstückaufnahmen 182 zur Aufnahme jeweils eines Werkstücks W vorgesehen. Beim Transportieren dreht sich die Tischplatte um einen bestimmten Winkel (hier 60°) um die fest im Raum positionierte Rotationsachse 185, um schrittweise nacheinander jeweils ein Werkstück W so in einer Bearbeitungsposition unter der Honeinheit 130 anzuordnen, dass die Spindelachse 155 möglichst gut mit der Bohrungsachse im Werkstück W übereinstimmt. Im Idealfall sind alle Werkstückaufnahmen möglichst im gleichen Abstand von der Rotationsachse 185 und möglichst im gleichen Umfangsabstand zueinander montiert. Wenn mithilfe des Rundtisch-Transportsystems 180 mehrere Honeinheiten bzw. mehrere Honstationen bedient werden, so müssen alle Honeinheiten möglichst so ausgerichtet werden, dass in jeglicher Transportstellung ein möglichst geringer Abstand der tatsächlichen Rotationsachse des Spindelmotors zur Bohrungsachse im Werkstück gegeben ist. Dies bedeutet, dass alle Honeinheiten in der Honmaschine entsprechend ausgerichtet werden müssen.
-
Die Honeinheit 130 ist mithilfe von zwei Befestigungseinheiten 210-1, 210-2 an der Vorderseite des Ständers bzw. der Tragestruktur 120 befestigt. Die Befestigungseinheiten stellen dabei eine mechanische Verbindung zwischen dem maschinenfesten Ständer 120 (Tragestruktur 120) und dem Grundträger 160 der Honeinheit 130 dar. Der in z-Richtung gemessene vertikale Abstand 212 zwischen den wirksamen Mitten der Befestigungseinheiten 210-1, 210-2 beträgt im Beispielsfall mehr als 30%, insbesondere mehr als 40% und/oder weniger als 90% oder weniger als 80% der in Vertikalrichtung gemessene Länge des Grundträgers 160. Die Befestigungseinheiten sind nicht an den äußeren Enden des Grundträgers 160 angeordnet, sondern nach innen versetzt. Besonders vorteilhaft ist eine Anordnung in der Art, dass die Befestigungseinheiten so positioniert sind, dass die Führungsschuhe, die sich an der die Spindeleinheit tragenden Schlittenplatte befinden, einen möglichst geringen Abstand zu den Befestigungseinheiten haben, wenn sich die Spindeleinheit in einer für die Bearbeitung vorgesehenen Hubposition befindet. Dann können insbesondere die bei einer oszillierenden Hubbewegung auftretenden dynamischen Kräfte besonders gut aufgenommen werden.
-
Die Befestigungseinheiten 210-1 und 210-2 fungieren gleichzeitig als erste Einstelleinheit 210-1 und zweite Einstelleinheit 210-2 eines Ausrichtsystems 200, dessen Komponenten wenigstens zum Teil zwischen der Tragestruktur 120 und dem Grundträger 160 angeordnet sind. Mithilfe des Ausrichtsystems 200 ist es möglich, sowohl die Position der Spindelachse 155 entlang von zwei zueinander senkrechten Translationsachsen als auch die Einstellung der Orientierung (Winkellage) der Spindelachsen in Bezug auf zwei zueinander senkrechte Rotationsachsen stufenlos und reversibel zu verstellen. Dadurch ist es möglich, die Spindeleinheit insgesamt so auszurichten, dass ihre Achse (Spindelachse 155) möglichst gut zur Achse der zu bearbeitenden Bohrung ausgerichtet ist.
-
Jede der Einstelleinheiten 210-1, 210-2 bietet genau zwei translatorische Einstell-Freiheitsgrade. Gemäß einem ersten Einstell-Freiheitsgrad kann die parallel zur ersten Richtung (y-Richtung) gemessene Bauhöhe der Einstelleinheit in gewissen Grenzen stufenlos und reversibel verändert werden, so dass der parallel zur ersten Richtung gemessene Abstand 214 zwischen der Tragestruktur 120 und dem Grundträger 160 der Honeinheit am Ort der Befestigungseinheit verändert werden kann. Hierfür sind erste Einstellelemente vorgesehen. Gemäß dem zweiten Einstell-Freiheitsgrad ist es möglich, die fest mit dem Grundträger 160 der Honeinheit 130 verbundenen Komponenten der Einstelleinheit gegenüber denjenigen Komponenten, die fest mit der Tragestruktur 120 verbunden sind, parallel zur zweiten Richtung (x-Richtung) stufenlos und reversibel zu verschieben. Hierfür sind zweite Einstellelemente vorgesehen. Es gibt Komponenten, die sowohl zu den ersten als auch zu den zweiten Einstellelementen gehören und somit eine Doppelfunktion haben (z.B. ein später noch erläutertes Keilelement)
-
Diese zwei translatorischen Einstell-Freiheitsgrade verbunden mit dem Umstand, dass die beiden Einstelleinheiten 210-1, 210-2 in einem vertikalen Abstand 212 (gemessen entlang der z-Richtung bzw. der dritten Richtung) zueinander angeordnet sind, ermöglicht es, die Position der Spindelachse 155 entlang zweier zueinander senkrechter Translationsachsen (parallel zur ersten Richtung und parallel zur zweiten Richtung) einzustellen und unabhängig davon außerdem die Orientierung der Spindelachse 155 in Bezug auf zwei zueinander senkrechte Rotationsachsen (jeweils parallel zur ersten Richtung und zur zweiten Richtung) stufenlos und reversibel einzustellen.
-
Werden beispielsweise beide Einstelleinheiten 210-1, 210-2 in ihrer effektiven Bauhöhe so verstellt, dass der parallel zur ersten Richtung gemessene Abstand 214 zwischen Tragestruktur 120 und Grundträger 160 um den gleichen Betrag verändert wird, so ergibt sich eine Änderung der Position der Spindelachse 155 durch Parallelverschiebung in einer y-z-Ebene bzw. eine Translation der Spindelachse 155 in der ersten Richtung. Dies entspricht einer reinen Positionsänderung ohne Änderung der Orientierung.
-
Wird an der ersten Einstelleinheit 210-1 keine oder eine andere Abstandsänderung eingestellt als an der zweiten Einstelleinheit 210-2, so ergibt sich dadurch eine Neigungsänderung der Spindelachse 155 innerhalb der y-z-Ebene, was einer Rotation der Spindelachse um eine virtuelle Rotationsachse führt, die parallel zu der zur y-z-Ebene senkrechten zweiten Richtung (x-Richtung) verläuft. Es ergibt sich somit eine Änderung der Orientierung.
-
Wird an der ersten Einstelleinheit 210-1 und an der zweiten Einstelleinheit 210-2 eine Verschiebung parallel zur zweiten Richtung (x-Richtung) um den gleichen Verschiebungsweg eingestellt, so ergibt sich eine Parallelverschiebung der Spindelachse in einer x-z-Ebene bzw. eine Translation der Spindelachse 155 in der zweiten Richtung. Dies entspricht einer reinen Positionsänderung ohne Änderung der Orientierung.
-
Werden an der ersten Einstelleinheit 210-1 und an der zweiten Einstelleinheit 210-2 ungleich lange Verschiebungswege eingestellt, so resultiert dies in einer Neigungsverstellung der Spindelachse in einer x-z-Ebene, was einer Rotation um eine virtuelle Rotationsachse entspricht, die parallel zur ersten Richtung verläuft.
-
Die räumliche Lage der sich eventuell ergebenden virtuellen Rotationsachsen ist nicht festgelegt, sondern sie variiert in Abhängigkeit von den Verhältnissen der an den beiden Einstelleinheiten vorgenommenen Veränderungen.
-
Nachfolgend werden nun mit zusätzlichem Bezug auf die 3 bis 5 Einzelheiten des Aufbaus der ersten Einstelleinheit 210-1 bzw. der ersten Befestigungseinheit 210-1 des Ausrichtsystems 200 näher erläutert. Dabei zeigt 3 einen Schnitt entlang der y-z-Ebene durch die Einstelleinheit, 4 zeigt einen Schnitt parallel zur x-y-Ebene und 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der ersten Einstelleinheit 210-1. Die zweite Einstelleinheit 210-2 kann identisch oder nahezu identisch aufgebaut sein.
-
Die Einstelleinheit 210-1 umfasst ein aus mehreren Komponenten bestehendes Basiselement 220, das dafür ausgebildet ist, fest an der Tragestruktur 120 der Honmaschine oder an einer fest mit der Tragestruktur verbundenen Adaptereinheit montiert zu werden. Weiterhin ist ein Keilelement 230 vorgesehen, welches eine dem Basiselement 220 zugewandte ebene erste Keilfläche 231 sowie eine ebene zweite Keilfläche 232 aufweist, die im montierten Zustand dem Grundträger 160 zugewandt ist. Die Keilflächen 231, 232 des relativ flachen Keils schließen einen Keilwinkel 233 von ca. 5° bis 6° ein. Im zusammengebauten Zustand liegt die ebene erste Keilfläche 231 flächig an einer ihr zugewandten ebenen Gleitfläche 221 des Basiselements 220 an. Eine Relativverschiebung des Keilelements 230 relativ zu dieser Gleitfläche 221 des Basiselements entlang einer parallel zur x-Richtung (zweite Richtung) verlaufende Verschiebungsrichtung 238 ist konstruktiv vorgesehen, Relativbewegungen in anderen Richtungen sind konstruktiv unterbunden. Die zur Betätigung dieser Relativverschiebung vorgesehenen Betätigungseinrichtungen zur Verschiebung des Keilelements 230 in der Verschiebungsrichtung und zum Positionieren des Keilelements in einer Zielposition werden später noch erläutert.
-
Zum Basiselement 220 gehört eine Kugelpfanne 222, die als Basis der Befestigungseinheit dient und dafür vorgesehen ist, mit der Tragestruktur der Honmaschine an der dafür vorgesehenen Befestigungsposition fest verschraubt zu werden. Bei manchen Ausführungsformen wird zwischen der Kugelpfanne und der Tragestruktur noch eine Adaptereinheit mit passenden Montage-Schnittstellen zwischengeschaltet. Zur Lageorientierung der Kugelpfanne 222 an der Tragestruktur 120 oder einem zur Verbindung mit der Tragestruktur vorgesehenen Adapter kann ein Zylinderstift genutzt werden. Dieser Zylinderstift kann die rotative Position der Kugelpfanne in einer Passbohrung der Tragestruktur bzw. eines Adapters definieren.
-
An der dem Keilelement zugewandten Seite ist eine sphärisch gekrümmte Gleitfläche 223 ausgebildet. In der Kugelpfanne 222 liegt im montierten Zustand eine Kugelscheibe 224. Diese hat an der der Kugelpfanne zugewandten Seite eine zur Gleitfläche 223 korrespondierende konvexe sphärische Gleitfläche 225 und an der dem Keilelement zugewandten Seite die ebene Gleitfläche 221. Eine freie Rotation der Kugelscheibe 224 in der Kugelpfanne 222 wird dadurch verhindert, dass die Kugelpfanne zwei Zylinderstifte 228 aufweist, die in einer Nut in der Kugelscheibe 224 laufen. Somit ist nur eine begrenzte Rotation um eine parallel zur zweiten Richtung verlaufende Rotationsachse möglich.
-
Beim Zusammenbau wird auf der Kugelscheibe 224 das Keilelement 230 aufgelegt. Dieses Keilelement kann seitlich in der Verschiebungsrichtung (parallel zur x-Richtung) verschoben werden, um die parallel zur y-Richtung gemessene Bauhöhe des Einstellelements stufenlos und reversibel einstellen zu können. Einerseits sollte der Winkel des Keilelements 230 flach genug sein, damit es sich im Bereich der Selbsthemmung bewegt. Dies bedeutet hier, dass eine Laständerung auf dem Keilelement keine seitliche Verschiebung des Keilelements auslösen soll. Andererseits sollte der Winkel des Keilelements jedoch auch steil genug sein, damit mit dem zur Verfügung stehenden seitlichen Verschiebungsweg des Keilelements 230 ein ausreichender Verstellbereich in der Höhe des Keilelements vorhanden ist. Beim Ausführungsbeispiel ist der Keilwinkel 223 so bemessen, dass ein ganzzahliges Verhältnis zwischen einer seitlichen Verschiebung des Keilelements und der damit verursachten Höhenänderung der Befestigungseinheit bzw. der Einstelleinheit einhergeht. Als gut geeignet hat sich ein Keil mit einem entsprechenden Verhältnis von 1:10 erwiesen, so dass eine Verschiebung um 1 mm eine Höhenänderung um 0.1 mm verursacht.
-
Zur Erleichterung der Handhabung der Komponenten beim Zusammenbau sind zwei Zuganker 229 vorgesehen. Diese üben jeweils über eine Schraubenfeder einen geringen Druck auf das Keilelement 230 aus, so dass dieses sich auf der Kugelscheibe 224 abstützt und somit verhindert, dass bei der Montage das Keilelement von der Kugelscheibe abhebt.
-
In der fest montierten Kugelpfanne 222 ist ein im Wesentlichen quaderförmiger Halteklotz 226 fest montiert. Im Halteklotz sitzt ein Auflagebolzen 227, auf dem sich beim Anbauen der Honeinheit 130 an die Befestigungseinheit 210-1 der Grundträger 160 abstützen kann, um bei der Montage die Masse der Honeinheit gegen die Erdanziehungskraft auszugleichen. Der Auflagebolzen 227 hat an seiner der Honeinheit zugewandten Seite eine runde Außenkontur. Der Grundträger 160 hat an seiner der Befestigungseinheit zugewandten Seite eine rechteckige Tasche bzw. Ausnehmung 162 zum Aufnehmen des Auflagebolzens, der im aufgenommenen Zustand mit der rechteckigen Tasche im Idealfall einen Linienkontakt (oder bei größeren Schrägstellungen einen Punktkontakt) bildet, so dass auch bei Schrägstellung der Honeinheit kein Zwang ausgeübt wird.
-
An der oberen Befestigungseinheit 210-1 ist der Auflagebolzen 227 relativ eng in dieser Tasche am Grundträger 160 eingepasst, um die Position der Honeinheit in der Honmaschine bei der Montage schon relativ genau festzulegen. An der unteren Befestigungseinheit 210-2 ist die Tasche am Grundträger 160 der Honeinheit etwas größer, so dass auch hier kein Zwang auf die Honeinheit ausgeübt wird.
-
Im Keilelement 230 sind an gegenüberliegenden Seiten der zum Durchlassen des Halteklotzes 226 vorgesehenen echteckigen Aussparung Gewindebohrungen vorgesehen, die im Wesentlichen parallel zu der zweiten Richtung orientiert sind. In die Gewindebohrungen sind Stellschrauben 240-1, 240-2 eingeschraubt, die als Betätigungselemente einer Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Keilelements 230 in der Verschiebungseinrichtung 238 dienen. Mithilfe dieser Stellschrauben kann das Keilelement gegen den (maschinenfest angebrachten) Halteklotz 226 in Verschiebungsrichtung 238 verschoben werden. Durch Verschiebung des Keilelements wird die Höhenverstellung des Befestigungselements und damit die Abstandsverstellung (in y-Richtung) zwischen Tragestruktur und Grundträger der Honeinheit am Ort der Einstelleinheit bewirkt. Ist die gewünschte Zielposition erreicht, hält das Keilelement aufgrund von Selbsthemmung diese Position selbsttätig. Das Keilelement kann jedoch durch Festziehen der gegeneinander wirkenden Stellschrauben zusätzlich in dieser Position fixiert werden.
-
Am Grundkörper 160 ist an der zum Anbringen der Befestigungseinheit bzw. Einstelleinheit 210-1 vorgesehenen Stelle eine plane Schrägfläche 164 ausgebildet, die im montierten Zustand als Gleitfläche mit der zweiten Keilfläche 232 zusammenwirkt. Im Grundträger 160 der Honeinheit sind weiterhin parallel zur x-Richtung verlaufende Gewindebohrungen eingebracht, in denen Stellschrauben 250-1, 250-2 sitzen. Diese stützen sich ebenfalls am (maschinenfest montierten) Halteklotz 226 ab. Durch Betätigung der Stellschrauben 250-1, 250-2 ist eine Verschiebung des Grundträgers 160 der Honeinheit gegenüber der maschinenfesten Tragestruktur 120 parallel zur Verschiebungsrichtung 238 möglich. Dabei gleiten die ebene zweite Keilfläche 232 und die gegenüberliegende ebene Schrägfläche 164 am Grundträger aneinander ab. Da hiermit eine minimale Abstandsänderung in y-Richtung einhergeht, sollten auch die Stellschrauben 240-1, 240-2 zur Kompensation in gleichem Maße verstellt werden.
-
Vorteilhaft ist eine Gestaltung in der Art, dass sich ein festes Maß der Verschiebung pro Umdrehung der Stellschraube ergibt. Beispielsweise ergibt bei einer Gewindesteigung von 1 mm eine volle Umdrehung der Stellschraube 250-2 eine Verschiebung um 1 mm. Durch Nachmessen der Positionen der Teile zueinander kann die jeweils eingestellte Position abgelesen werden und der noch vorhandene erforderliche Verstellweg kann abgeschätzt werden.
-
Die Grundeinstellung der Befestigungseinheiten 210-1, 210-2 ist die theoretische Mitte, so dass bei Abwesenheit aller Fertigungstoleranzen der Honmaschine in dieser Position die Achse des Spindelmotors, also die Spindelachse 155, genau fluchtend zur Bohrungsachse im Werkstück laufen würde. Ausgehend von dieser Mittellage kann sowohl die Höhe der Einstelleinheiten parallel zur ersten Richtung (y-Richtung) als auch der seitliche Versatz durch relative Verschiebung parallel zur zweiten Richtung (x-Richtung) mithilfe der Stellschrauben 240-1, 240-2 bzw. 250-1, 250-2 unabhängig voneinander reversibel eingestellt werden. Eine seitliche Verschiebung parallel zur x-Richtung ergibt sich dabei durch die Stellschrauben 250-1, 250-2 im Grundträger. Die Einstellung der Höhe der Befestigungseinheit in y-Richtung ergibt sich durch die Stellschrauben bzw. Abdrückschrauben 240-1, 240-2 im Keilelement 230.
-
Um die Position der Honeinheit relativ zur Bohrungsachse im Werkstück zu verändern, werden die obere Einstelleinheit 210-1 und die untere Einstelleinheit 210-2 in die jeweils gleiche Richtung um denselben Stellweg verstellt. Um die Winkellage der Einheit zu verstellen, werden die obere Einstelleinheit und die untere Einstelleinheit gegensinnig und/oder um unterschiedliche Beträge verstellt. Bei Einstellung der Befestigungseinheiten in gegensinniger Richtung und/oder um unterschiedliche Beträge kann es durch die unterschiedlichen Höhen der beiden Einstelleinheiten zu einem Winkelversatz zwischen den Keilflächen der Keilelemente, die auf den Kugelkalotten aufliegen, kommen. Dieser Winkelversatz kann durch kleine Ausgleichsbewegungen der Kugelscheiben in den Kugelpfannen ausgeglichen werden. Somit dienen die in die Befestigungseinheiten 210-1, 210-2 integrierten Kalottenlager, die die komplementären gekrümmten Gleitflächen aufweisen, als Winkelausgleichseinrichtung zum selbsttätigen Ausgleichen von Winkelversätzen und dadurch eventuell verursachte Spannungen bei ungünstigen Einstellverhältnissen der Einstelleinheiten. Im Beispielsfall ist der Krümmungsradius der sphärischen Gleitflächen 223, 225 so gewählt, dass (bei Einstellung des Keilelements in seine Mittellage) der Kugelmittelpunkt auf der Rotationsachse des Spindelmotors, also auf der Spindelachse 155, liegt. Dadurch wirken sich eventuelle Ausgleichsbewegungen nicht auf die Position und Orientierung der Spindelachse aus.
-
Ein Verfahren zum Einstellen der Maschinengeometrie mit Ausrichtung der Spindelachse in Bezug auf die Bohrungsachse der zu honenden Bohrung kann beispielsweise wie folgt ablaufen.
-
Zunächst werden die als Einstelleinheiten dienenden Befestigungseinheiten 210-1, 210-2 an ihren vorgesehenen Positionen an der Vorderseite der Tragestruktur mittels Schrauben befestigt. Dabei werden die Keilelemente und die Kugelscheiben jeweils in eine mittlere Stellung gebracht.
-
Danach wird die Honeinheit eingehängt, indem sie auf die Auflagebolzen 227 oben und unten aufgesetzt wird. Dann wird der Grundträger 160 der Honeinheit 130 in eine mittlere Stellung gebracht.
-
Für eine Ausrichtoperation sollte auf Seiten der Werkstückaufnahme eine möglichst lange, zylindrische Geometrie mit Bezug zur Werkstückaufnahme bzw. zum Transportsystem vorhanden sein. Beispielsweise kann ein Meister-Zylinder als Ausricht-Hilfsmittel am Ort einer Werkstückaufnahme des Rundtisch-Transportsystems montiert werden. Die zylindrische Bohrung im Meister-Zylinder repräsentiert damit die Bohrungsachse im Werkstück und stellt den Bezug zum Transportsystem her. Dieser Schritt kann vor oder nach dem Einhängen der Honeinheit an der Tragestruktur erfolgen.
-
Danach kann die Parallelität der Rotationsachse des Spindelmotors, also die Parallelität der Spindelachse zur Mittellängsachse des Meister-Zylinders, z.B. durch gegensinnige und/oder ungleich starke Einstellung der Einstelleinheiten eingestellt werden. Dabei wird vorzugsweise erst die seitliche Einstellung (parallel zur Verschiebungsrichtung) mithilfe der Stellschrauben im Grundträger und dann die frontale Einstellung durch Verschieben der Keilelemente vorgenommen.
-
Danach kann der Meister-Zylinder demontiert werden, um einen eventuellen Positionsversatz der Spindelachse zur Sollposition direkt an denjenigen Bohrungen des Transportsystems zu messen, in denen später die Werkstückaufnahmen montiert werden.
-
Ergeben diese Messungen einen noch erforderlichen Positionsversatz, so wird die Position der Rotationsachse des Spindelmotors zur Bohrungsachse des Werkstücks durch gleichsinnige Verstellung der Einstellelemente um gleiche Beträge eingestellt. Auch hier wird vorzugsweise zunächst die seitliche Position (Position in der x-Richtung) und danach die frontale Position (Position entlang der ersten Richtung bzw. y-Richtung) eingestellt.
-
Ist die gewünschte Zielposition und Ziel-Orientierung mit ausreichender Genauigkeit erreicht, so werden die Stellschrauben der Einstelleinheiten ohne weitere Verlagerung der damit betätigten Komponenten festgezogen, um die eingenommenen Relativpositionen zu fixieren.
-
Bei der Tragestruktur kann es sich, wie gezeigt, z.B. um einen vertikalen Ständer handeln, der ggf. nur eine einzige Honeinheit trägt. Eine Honmaschine kann zwei oder mehr derartiger Ständer aufweisen. Die Tragestruktur kann auch eine Säule sein, an deren Umfang mehrere Honeinheiten umfangsversetzt montiert sind (vgl.
DE 20 2011 003 069 U1 ). Anstelle der dargestellten unmittelbaren Montage der Befestigungseinheiten an der Tragestruktur ist auch eine mittelbare Befestigung mithilfe eines zur Verbindung mit der Tragestruktur vorgesehenen Adapters möglich.
-
Anhand der 6 bis 8 werden nun Besonderheiten des Aufbaus einer Spindeleinheit 300 beschrieben, die bei manchen Ausführungsformen vorgesehen ist. Die Spindeleinheit 150 der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele kann identisch aufgebaut sein wie die nachfolgend beschriebene Spindeleinheit 300. Es ist jedoch auch möglich, dass die Spindeleinheit 150 einen anderen Aufbau hat als die jetzt beschriebene Spindeleinheit 300. Abgesehen von der Spindeleinheit erhalten die dargestellten Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Beispielen.
-
Die Spindeleinheit 300 hat einen modularen Aufbau. Das Spindeleinheits-Gehäuse 310 ist als einstückiges Bauteil konstruiert und wird hier auch als Monocoque-Gehäuse bezeichnet. Das beidseitig offene, im Wesentlichen rohrförmige Bauteil hat einen ersten Gehäuseabschnitt 310-1, der den Drehantrieb 450 aufnimmt, sowie einen einstückig damit ausgebildeten zweiten Gehäuseabschnitt 310-2, der einen kleineren Innendurchmesser hat als der erste Gehäuseabschnitt 310-1 und der dafür vorgesehen ist, den Aufweitantrieb 550 aufzunehmen.
-
Der Drehantrieb 450 ist in einer auswechselbaren ersten Patrone 400 angeordnet und ist im Inneren der im Wesentlichen rotationssymmetrischen Patronenhülse 410 der ersten Patrone 400 montiert. Der Aufweitantrieb 550 ist in einer zweiten Patrone 500 angeordnet und innerhalb des Patronengehäuses 510 der zweiten Patrone montiert.
-
Die erste Patrone 400 ist von unten in den ersten Gehäuseabschnitt 310-1 einführbar. Unabhängig davon ist die zweite Patrone 500 mit dem Aufweitantrieb von oben in den zweiten Gehäuseabschnitt 310-2 einführbar. Der Aufweitantrieb ist mit einer axial bewegbaren Zustellstange 460 gekoppelt, die beim Zusammenbau der Spindeleinheit in eine innere Durchgangsbohrung der Spindelwelle 152 eingeführt wird und im Betrieb der Honmaschine auf einen im Inneren des Honwerkzeugs angeordneten axial verschiebbaren Aufweitkonus wirkt.
-
6 zeigt eine Konfiguration, bei der die erste Patrone 400 (mit Drehantrieb 450) betriebsbereit in das Spindeleinheits-Gehäuse 310 eingebaut ist, während die zweite Patrone 500 mit dem Aufweitantrieb 550 nach oben entnommen wurde. 7 zeigt eine Konfiguration, in der die zweite Patrone 500 mit Aufweitantrieb 550 in ihren zugehörigen zweiten Gehäuseabschnitt 310-2 eingeführt ist, während die erste Patrone 400 mit dem Drehantrieb 450 nach unten aus dem Spindeleinheits-Gehäuse entnommen ist.
-
Die Zusammenschau der 6 und 7 zeigt, dass die Entnahme der beiden Patronen oder deren Einbau an gegenüberliegenden Seiten ohne großen Bauraumbedarf an den Seiten möglich ist, da zur Entnahme oder zum Einbau der zweiten Patrone 500 der auf dem Grundträger 160 verfahrbare Schlitten 165 nach unten gefahren werden kann, während zur Entnahme oder zum Einbau der ersten Patrone 400 der Schlitten 165 mit dem Spindeleinheits-Gehäuse 310 nach oben fahren kann, so dass nach unten ausreichend Freiraum zur Entnahme der ersten Patrone 400 bleibt, ohne dass eine Kollision mit dem Transportsystem oder Werkstückhaltevorrichtungen zu befürchten ist.
-
Das einstückige Spindeleinheits-Gehäuse 310, das zu Beispiel aus einer verwindungssteifen Aluminiumlegierung oder aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein kann, dient als mechanischer Bezug für die gegenseitige koaxiale Ausrichtung der beiden Patronen 400, 500 und der darin enthaltenen Komponenten sowie auch als mechanischer Bezug zur Herstellung der richtigen Ausrichtung dieser Komponenten der Spindeleinheit 300 in Bezug auf das Linearführungssystem des Hubantriebs.
-
Um sicherzustellen, dass jede der Patronen in der richtigen Ausrichtung und der richtigen axialen Position in Bezug auf den zugehörigen Gehäuseabschnitt des Spindeleinheits-Gehäuses eingebaut wird, sind korrespondierende Passflächen an den Außenseiten der jeweiligen Patronen und den Innenseiten der zugehörigen Gehäuseabschnitte ausgebildet. In 7 sind die zentrierenden Passflächen des ersten Gehäuseabschnitts 310-1 zur Aufnahme der ersten Patrone 400 gut zu erkennen. Direkt im Anschluss an die untere Stirnseite 315 des Spindeleinheits-Gehäuses 310 ist an der Innenseite desselben eine rotationssymmetrische untere Passfläche 312 ausgebildet. Mit Abstand nach oben, also im Inneren des ersten Gehäuseabschnitts 310-1, ist eine rotationssymmetrische obere Passfläche 313 ausgebildet.
-
Am Patronengehäuse 410 der ersten Patrone 400 ist im unteren Drittel ein nach außen ragender Flansch 415 ausgebildet. Dessen nach oben weisende Flanschfläche dient als axiale Anschlagsfläche zum Anschlagen an die Stirnseite 315 des Spindeleinheits-Gehäuses und legt damit die axiale Position der eingebauten Patrone fest. Unmittelbar über dem Flansch 415 befindet sich eine breite rotationssymmetrische Passfläche 416, die zur Passfläche 312 passt. Mit Abstand darüber befindet sich eine weitere Passfläche 417, die zur oberen Passfläche 313 passt. Die innenliegende Passung zwischen den Passflächen 313 und 417 ist in einem geringeren Durchmesser ausgeführt als die äußere Passung mit den Passflächen 416 und 312 in der Nähe des Flansches 415. Dadurch kann erreicht werden, dass bei der Montage erst bei fast vollständigem Einschieben der ersten Patrone 400 in das Spindeleinheits-Gehäuse bzw. den zugehörigen Gehäuseabschnitt die jeweiligen Passflächen in Kontakt zueinander kommen und nicht bereits schon bei Beginn des Einschiebens in das Spindeleinheits-Gehäuse.
-
Eine entsprechende Lösung ist auch für den Einbau der zweiten Patrone 500 im zweiten Gehäuseabschnitt 310-2 vorgesehen. Auch dort gibt es zwei mit Abstand zueinander liegende Passflächen-Paarungen sowie am verbreiterten Kopf der zweiten Patrone 500 eine Anschlagsfläche 515, die beim axialen Einsetzen der zweiten Patrone 500 an die obere Stirnseite 316 des Spindeleinheits-Gehäuses 310 anschlägt und dadurch die axiale Position der zweiten Patrone 500 in dem Spindeleinheits-Gehäuse festlegt. Somit ist ohne weitere Ausrichtarbeiten die richtige Ausrichtung und axiale Position der Patronen eingestellt, wenn das Einführen der Patronen bei der Montage am Spindeleinheits-Gehäuse abgeschlossen ist.
-
Eine besondere Herausforderung besteht darin, bei der Spindeleinheit 300 für geeignete elektrische und fluidische Anschlüsse der in der ersten Patrone 400 verbauten Komponenten zu sorgen. Während die Komponenten der den Aufweitantrieb 550 aufnehmenden zweiten Patrone 500 relativ einfach direkt von oben über geeignete Anschlüsse kontaktiert werden können, ist eine Kontaktierung der in der ersten Patrone 400 vorgesehenen Komponenten (zum Beispiel Drehantrieb) von unten, d.h. von der Seite, an die das Honwerkzeug angekoppelt wird, nicht oder nur mit Einschränkungen möglich.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel sind Anschlussprobleme für die internen Komponenten der ersten Patrone 400 dadurch gelöst, dass an der Oberseite der ersten Patrone 400, also an der der zweiten Patrone 500 zuzuwendenden Innenseite, Verbindungselemente geeigneter Steckverbindungen angebracht sind. Diese arbeiten mit korrespondierenden Verbindungselementen einer Steckverbindung an einem Gehäuseabschnitt 318 des Spindeleinheits-Gehäuses 310 am stufenförmigen Übergang vom größeren Durchmesser im ersten Gehäuseabschnitt 310-1 zum kleineren Durchmesser am zweiten Gehäuseabschnitt 310-2 zusammen.
-
Im Ausführungsbeispiel der 8 gibt es selbsttätig abdichtende männliche Steckerkomponenten von Fluid-Verbindungselementen 470 zur Einleitung oder Ableitung flüssiger oder gasförmiger Fluide. Zwei der Fluidstecker dienen für Zufuhr und Abführung von Kühlflüssigkeit zur Kühlung der innerhalb der ersten Patrone 400 angeordneten Komponenten, insbesondere des Drehantriebs. Diese Steckanschlüsse sind mit Kühlmittelkanälen 472 verbunden, die im Inneren der Wandung des Patronengehäuses 410 der ersten Patrone verlaufen und hier nur gestrichelt angedeutet sind. Kühlmittelkanäle können beispielsweise helixförmig innerhalb des Patronengehäuses verlaufen. Es ist auch möglich, ein Kanalnetzwerk mit teilweise axial verlaufenden Kühlmittelkanalabschnitten und Querverbindungen aufzubauen. Zwei weitere Fluid-Verbindungselemente können der Zufuhr und Abfuhr von Kühlschmierstoff zum Honwerkzeug und vom Honwerkzeug dienen. Auch gasförmige Fluide können angeschlossen werden. Beispielsweise kann ein Anschluss dafür vorgesehen sein, Sperrluft durch das Patronengehäuse 410 der ersten Patrone 400 hindurch zu einem Auslass auf der Werkzeugseite der ersten Patrone zu leiten.
-
Die elektrischen Steckkontakte 475 dienen der Versorgung des Drehantriebs 450 mit elektrischer Leistung sowie der Übertragung von Informationen des Drehantriebes, beispielsweise von Temperaturfühlern. Die elektrischen Anschlüsse 480 dienen zur Signalübertragung von in der ersten Patrone 400 eingebauten Gebern, beispielsweise eines Drehgebers des Drehantriebs, zur Steuerung der Honmaschine. Der Drehgeber kann aus einem statischen und einem rotierenden Teil bestehen, wobei der statische Teil als Messkopf 485 fungiert.
-
Die zugehörigen Steckbuchsen sind an der nach unten zeigenden Seite des Gehäuseabschnitts 318 am stufenförmigen Übergang zwischen dem größerem Innendurchmesser des ersten Gehäuseabschnitts 310-1 und dem kleineren Innendurchmesser des zweiten Gehäuseabschnitts 310-2 angebracht. Die elektrischen und fluidischen Verbindungen werden automatisch in der letzten Phase des Einschiebens hergestellt, wenn die erste Patrone 400 in der richtigen Drehstellung in den zugehörigen ersten Gehäuseabschnitt 310-1 eingeschoben wird. Um sicherzustellen, dass die erste Patrone nur in einer einzigen Drehstellung eingeführt und bis zum Anschlag eingeschoben werden kann, ist eine entsprechende Struktur vorgesehen.
-
Weitere Besonderheiten des Maschinenkonzepts des Ausführungsbeispiels werden nun im Zusammenhang mit den 9A bis 9D erläutert. Die Honmaschine kann zum Honen von Werkstücken sehr unterschiedlicher Werkstückhöhen und Bohrungslängen verwendet werden, ohne dass die Honmaschine hierfür umgerüstet werden muss. Die 9A und 9B zeigen die Bearbeitung eines Werkstücks W1, dessen Werkstückhöhe der maximalen Höhe WHO eines bei der Auslegung berücksichtigten Werkstückhöhenbereichs entspricht. Die Honmaschine kann also Werkstücke bis zu dieser Werkstückhöhe bearbeiten.
-
Die 9C und 9D zeigen die Bearbeitung von Werkstücken W2, die eine geringere Werkstückhöhe haben und eine nur relativ kurze zu bearbeitende Bohrung aufweisen.
-
Für die Bearbeitung des hohen Werkstücks W1 wird dementsprechend ein relativ langes Honwerkzeug 190-1 benötigt, während zur Bearbeitung der kurzen Bohrung im relativ flachen Werkstück W2 ein relativ kurzes Honwerkzeug 190-2 verwendet werden kann, welches geringen Rundlauffehler und dadurch hohe Bearbeitungsqualitäten ermöglicht.
-
Bei der Auslegung der Honeinheit 130 wird unter anderem auf eine optimale axiale Montageposition des Grundträgers 160 bzw. des Schlittenkastens 160 an der Tragestruktur 120 geachtet. Der Grundträger 160 wird dabei derart an der Tragestruktur 120 angebracht, dass ein werkstücknahes Ende 166, also die Unterkante 166 des Schlittenkastens bzw. des Grundträgers 160, mit Abstand oberhalb der der Spindeleinheit zugewandten oberen Grenze WHO des Werkstückhöhenbereichs liegt.
-
Damit können sich selbst die höchsten Werkstücke W1 bei Drehung des Rundtisches bzw. von dessen Tischplatte 184 um die Rundtischachse 185 kollisionsfrei unterhalb des Grundträgers 160 hindurchbewegen, wenn die Spindeleinheit 150 ausreichend weit nach oben zurückgefahren ist. 9A zeigt hierzu eine Situation, bei der die Spindeleinheit 150 in ihre obere Endstellung verfahren ist. Diese ist im Beispielsfall so ausgelegt, dass selbst bei Verwendung des längsten Honwerkzeugs 190-1 dessen werkstückzugewandte Spitze höchstens bis auf das (mit gestrichelter Linie dargestellte) Niveau der Unterkante 166 des Grundträgers, nicht aber weiter in Richtung Werkstück reicht. Damit ist einerseits ein freier Transport der Werkstücke bei zurückgezogener Spindeleinheit gewährleistet (9A), andererseits ist die Hublänge der Linearbewegung der Spindeleinheit so groß, dass das lange Honwerkzeug 190-1 bei heruntergefahrener Spindeleinheit die Bohrung über ihre gesamte Länge mit oszillierendem Hub bearbeiten kann. 9B zeigt hierzu die Spindeleinheit in ihrem werkstücknahen unteren Umkehrpunkt der oszillierenden Hubbewegung.
-
Wichtig ist hierbei, dass die Spindeleinheit 150 bei Bedarf auch weiter nach unten in Richtung Werkstück verfahren kann, wie es anhand von 9D noch erläutert wird.
-
Anhand von 9C ist ersichtlich, dass das werkstückzugewandte Ende bzw. die Unterkante 166 des Grundträgers weit oberhalb der Bewegungsbahn der relativ flachen Werkstücke W2 angeordnet ist, so dass die Werkstücke ohne Kollision mit dem Grundträger um die Rundtischachse 185 herum in ihre jeweilige Bearbeitungsposition unterhalb der Spindeleinheit transportiert werden können.
-
Bei Verwendung eines kurzen Honwerkzeugs 190-2 zur Bearbeitung der kurzen Bohrung eines flachen Werkstücks muss die Spindeleinheit 150 relativ weit nach unten bzw. in Richtung der Werkstücke verfahren werden. 9D zeigt hierbei eine Stellung der Spindeleinheit nahe am unteren Umkehrpunkt der Oszillationsbewegung des Honwerkzeugs 190-2 in der Bohrung des flachen Werkstücks W2. In dieser Darstellung ist gut ersichtlich, dass in dieser werkstücknahen Position der Hubbewegung der Spindeleinheit 150 das werkzeugseitige Ende 153 der Spindelwelle 152, also die Spindelnase 153 mit der Einrichtung zur Werkzeugaufnahme, über das untere Ende 166 des Grundträgers nach unten hinausbewegt wird und damit näher am Werkstückhöhenbereich liegt als das werkstücknahe Ende 166 des Grundträgers. In der Arbeitsstellung von 9D ist auch gut zu erkennen, dass das werkzeugseitige Ende 153 der Spindelwelle in Richtung nach unten bzw. in Richtung der Werkstücke über das werkstückseitige Ende der Schlittenplatte 165 zur Werkstückseite hinausragt. Der Überstand 167, d.h. die Länge, um die die Spindelnase 153 gegenüber dem werkstückseitigen Ende des Grundträgers 160 hinausragt, kann beispielsweise 10 % oder mehr oder 25 % oder mehr der Gesamtlänge der Spindeleinheit zwischen Spindelnase und oberem Ende der Aufweiteinrichtung betragen.
-
Darüber hinaus ist die Spindeleinheit 150 in Axialrichtung, also parallel zur Spindelachse, aufgrund der Verwendung von elektrischen Direktantrieben für den Drehantrieb und den Aufweitantrieb so kurz, dass selbst in der werkstückfernsten Hubstellung (9A) das obere Ende der Spindeleinheit 150 nicht über das obere Ende des Grundträgers 160 hinausragt. Somit kann das Maschinendach 105 unmittelbar oberhalb des oberen Endes des Grundträgers 160 angebracht werden, wodurch eine auch in Höhenrichtung kompakte Umhausung der Honmaschine möglich wird.
-
Untersuchungen der Erfinder zu günstigen Dimensionierungsverhältnissen haben ergeben, dass für viele praktisch relevante Anwendungen bzw. Werkstücke der Werkstückhöhenbereich im Bereich von 250 mm bis 500 mm, insbesondere im Bereich von 250 mm bis 400 mm liegen kann. Die oberen Grenze WHO des Werkstückhöhenbereichs kann somit z.B. 250 mm bis 500 mm oberhalb einer Referenzebene liegen, wobei die Referenzebene diejenige Ebene ist, auf der die Werkstückhaltevorrichtungen montiert werden (beim Beispiel also die Oberseite der Tischplatte). Die Unterkante 166 des Grundträgers kann einen oder wenige mm über dieser oberen Grenze liegen. Günstige Hublängen können z.B. im Bereich von 450 mm bis 700 mm, insbesondere im Bereich von 500 mm bis 650 mm liegen. Günstige Hublagen können z.B. im Bereich von 150 mm bis 900 mm liegen, insbesondere im Bereich von 180 mm bis 850 mm (ebenfalls bezogen auf die oben genannte Referenzebene). Günstige Längen des Grundträgers können z.B. im Bereich von 1000 mm bis 1500 mm liegen, insbesondere im Bereich von 1100 mm bis 1400 mm. Günstige axiale Längen der Spindeleinheit (gemessen von Spindelnase bis zur Oberseite des Spindeleinheitsgehäuses können z.B. im Bereich von 500 mm bis 900 mm, insbesondere im Bereich von 600 mm bis 800 mm liegen. Typische Werkzeuglängen können z.B. Im Werkzeuglängenbereich von 100 mm bis 150 mm (für die kürzeren Honwerkzeuge) bis zu 350 bis 600 mm (für die längeren Honwerkzeuge) liegen.
-
Betrachtet man den konstruktiv möglichen Überstand 167 der Spindelnase über die Unterkante 166 des Grundträgers, so kann dieser z.B. im Bereich von 20% bis 40% der Hublänge liegen, insbesondere im Bereich von 25% bis 35% der Hublänge. Die Obergrenze des Werkstückhöhenbereichs kann z.B. kann z.B. von 50% bis 75% der Hublänge betragen, insbesondere von 60% bis 70%. Die Hublänge kann z.B. im Bereich von 70% bis 90% der Länge der Spindeleinheit betragen. Abweichungen von diesen Dimensionen und Dimensionsverhältnissen sind natürlich möglich und können in besonderen Fällen sinnvoll sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202011003069 U1 [0076]
