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Vorrichtung zum Feinziehschleifen von Wellen Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Feinziehschleifen von Wellen, insbesondere von zylindrischen
Lagerzapfen an Kurbelwellen, mit einem an einem feststehenden Gehäuse geführten,
geradlinig hin- und herschwingenden Schwingkopf, an dem mindestens zwei winklig
zueinander stehende Honsteine nachgiebig gegen das Werkstück bewegbar gehalten sind.
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Bekannte Außenhonwerkzeuge haben sich insofern als mangelhaft herausgestellt,
als nach dem Honen die durch ein vorheriges Schleifen erzielte geometrische Form
nicht genügend genau erhalten blieb, indem z. B. die vorher genau zylindrisch geschliffenen
Lagerzapfen nach dem Honen und der Erzielung einer entsprechend glatten Oberfläche
die genau zylindrische geometrische Form dieser Oberfläche verlorenging.
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Es ist bereits bei derartigen Vorrichtungen vorgeschlagen worden,
einen Honstein am Schwingkopf in seiner Längsrichtung nachgiebig federnd anzuorden,
so daß dieser an das Werkstück mit Federdruck anpreßbar ist. Ferner ist es bekannt,
mehrere Honsteine von Federziehschleifvorrichtungen mittels Druckflüssigkeit oder
Preßluft gemeinsam an die zu bearbeitende Werkstückfläche anzupressen. Eine unabhängige
Einstellung der einzelnen Honsteine ist bei diesen bekannten Vorrichtungen nicht
möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Außenhonwerkzeuge
so zu verbessern, daß sich nach dem Honen die geometrische Form des vorher geschliffenen
Körpers möglichst nicht verändert. Außerdem soll ein hoher Feinheitsgrad bei der
Bearbeitung erzielt werden. Die Einstellung der einzelnen Honsteine soll infolgedessen
im Hinblick auf den Anpreßdruck mit der notwendigen Abstufung entsprechend dem gewünschten
Feinheitsgrad der Bearbeitung möglich sein.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Schwingkopf mittels am Gehäuse
gelagerter Führungsstangen geführt ist und die Honsteine an Kolben befestigt sind,
die in am Schwingkopf starr befestigten Führungszylindern geführt sind und so unter
der Einwirkung von Druckluft stehen, daß die Honsteine unabhängig voneinander gegen
das Werkstück anpreßbar sind.
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Durch die starre Führung des Schwingkopfes auf sehr breiter Basis
mittels der Führungsstangen ergibt sich eine strenge Geradlinigkeit und Parallelität
der Schwingbewegung, wodurch die geometrische Form des vorgeschliffenen Körpers
erhalten bleibt, während gleichzeitig durch die zwar in den Zylindern starr ; radial
geführten, aber doch unabhängig voneinander unter der Wirkung der Druckluft sich
einstellenden Honsteine ein gleichmäßiger und fein regulierbarer Anpreßdruck erzielt
wird, der eine bestmögliche Oberflächengüte ergibt. Bei bekannten Honwerkzeugen
sind eine solche Führung auf breiter Basis und ein so fein regulierbarer Anpreßdruck
nicht gegeben, wodurch die Oberflächengenauigkeit nach dem Feinziehschleifen zu
wünschen übrig ließ. Praktische Versuche und Vergleiche haben die Richtigkeit dieser
Annahme bestätigt.
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Eine besonders starre Lagerung des Schwingkopfes ergibt sich, wenn
die beiden Führungsstangen in je zwei kräftig ausgebildeten Längslagern des Werkzeuggehäuses
gelagert und zwischen diesen mit einem die Schwingbewegungen des Schwingkopfes berücksichtigenden
Spiel mit dem Schwingkopf starr verbunden sind.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Außenhonwerkzeug quer
zu den Führungsstangen des Schwingkopfes (Teile des Werkzeugs sind in Ansicht dargestellt);
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch das Außenhonwerkzeug nach der Linie II-11 der
Fig. 1.
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Ein Außenhonwerkzeug zum Honen von Wellen, insbesondere von zylindrischen
Lagerzapfen an Kurbelwellen, besteht im wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse
1, einem an diesem Gehäuse hin-und herschwenkbar gelagerten und von einer das Gehäuse
durchdringenden Antriebswelle 2 über weitere nachstehend näher erläuterte Mittel
angetriebenen Schwingkopf 3 und zwei am Schwingkopf 3 gegenüberliegend starr befestigten
Führungszylindern 4, 4', in denen je ein an seiner vorderen Stirnseite mit einem
Honstein 5, 5' versehener Werkzeughalter 6, 6' längsverschiebbar gelagert ist. Dabei
kann die Antriebswelle
2 z. B. von einem am Gehäuse 1 dem Schwingkopf
3 gegenüberliegend befestigten Elektromotor 7 aus antreibbar sein.
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Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist an dem aus dem Gehäuse 1
herausragenden freien Ende der Antriebswelle 2 ein Kulissenstein 8 angeschraubt,
dessen Achse in nicht besonders dargestellter Weise um einen kleinen Betrag exzentrisch
zur Achse der Antriebswelle 2 liegt, so daß der Kulissenstein bei angetriebener
Antriebswelle mit seiner Achse einen kleinen Kreisbogen um die Achse der Antriebswelle
2 beschreibt. Der Kulissenstein 8 ist in einer Ausnehmung 9 des Schwingkopfes 3
geführt, der seinerseits beiderseits dieser Ausnehmung 9 von zwei kräftigen Führungsstangen
10, 10' durchsetzt ist, die mit ihm fest verbunden sind. Die parallel zueinander
verlaufenden Führungsstangen 10,10' sind in je zwei kräftig ausgebildeten
Längslagern des Gehäuses 1 gelagert, von denen in den Fig. 1 und 2 die Lager 11',
12 und 12' sichtbar sind. Dabei besteht zwischen dem Schwingkopf 3 und den genannten
Längslagern beiderseits des Schwingkopfes 3 ein genügend großes Spiel, damit der
von dem Kulissenstein 8 aus über die in Querrichtung der Führungsstangen 10,10'
den Kulissenstein 8 praktisch spielfrei aufnehmende Ausnehmung 9 in Längsrichtung
der Führungsstangen 10, 10' hin- und hergehend angetriebene Schwingkopf 3 entsprechend
der Exzentrizität des Kulissensteines ausschwingen kann.
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An dem Schwingkopf 3 ist in der quer zu den Führungsstangen 10, 10'
liegenden Mittelebene des Schwingkopfes 3 (vgl. Fig. 1) symmetrisch zur Längsachse
13 des Schwingkopfes 3 je einer der Führungszylinder 4 derart angeordnet, daß sich
die Achsrichtungen 14,14' der beiden Führungszylinder 4, 4' vor dem Schwingkopf
3 auf dessen Längsachse 13 unter Einschluß eines Winkels 15 von 60° schneiden. Dabei
sind die Führungszylinder 4, 4' mit dem Schwingkopf 3 als ein gemeinsames
Gußstück hergestellt und weisen zu ihrer starren Lagerung am Schwingkopf 3 noch
je eine nach der Mitte des Schwingkopfes 3 zu ragende und in diesen übergehende
starke Rippe 16, 16' auf. In jedem Führungszylinder 4, 4' ist ein Kolben 17,17'
geführt, der sich an der dem Honstein 5 bzw. 5' gegenüberliegenden Seite des Werkzeughalters
6, 6' befindet und an seinem im Führungszylinder 4 bzw. 4' befindlichen freien Ende
mit einer Abdichtungsmanschette 18,18'gegenüber der inneren Wandung 19 des Führungszylinders
4 bzw. 4' abgedichtet ist. Der an die Manschette 18, 18' anschließende Zylinderraum
20, 20' des Führungszylinders 4 bzw. 4' ist an der dortigen Stirnseite des Führungszylinders
mit einem Deckel 21 bzw. 21' verschlossen und kann lediglich durch eine axiale Öffnung
22 bzw. 22' des Deckels mit dem Außenraum oder einer anschließenden Leitung in Verbindung
stehen. Je öffnung 22, 22' ist in nicht besonders dargestellter Weise ein Anschluß
an eine gemeinsame Preßluftleitung vorgesehen, so daß die Kolben 17,17' und damit
die Honsteine 5, 5' stets in Richtung auf den Schnittpunkt 23 der Achsen 14, 14'
vorbelastet sind. Darüber hinaus sind sowohl die Kolben 17,17' als auch die Führungszylinder
4, 4' derart starr ausgeführt, daß die Werkzeughalter 6, 6' außer den genannten
axialen Bewegungen praktisch keine Schwingungen, Querbewegungen od. dgl. relativ
zu dem Schwingkopf 3 ausführen können. Die Honsteine 5, 5' können dabei dem Preßluftdruck
nur bis zu ihrer Auflage auf das als zylindrischer Lagerzapfen 24 ausgebildete Werkstück
nachgeben, dessen Drehachse den Schnittpunkt 23 in sich aufnimmt und außerdem parallel
zu den Führungsstangen 10, 10' verläuft.
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Um ein Verschmutzen der Kulissenführung am Kulissenstein 8 während
des Betriebes des Außenhonwerkzeuges zu verhindern, weist einerseits das Gehäuse
1 nach dem Schwingkopf 3 hin einen die mittleren Antriebsteile ringförmig umgebenden
Bund 25 und andererseits die Kulissenführung 3 nach dem Gehäuse 1 hin einen gleichen
Bund 26 auf, und beide axial mit einem geringen Abstand nebeneinanderliegenden Bunde
25, 26 sind durch eine einfache in ihrem Mittelteil wulstförmig nach außen gewölbte
Manschette 27 zugleich den Innenraum abdichtend miteinander verbunden. Weiterhin
sind auch die beiderseits des Schwingkopfes 3 aus diesem herausragenden Teile der
Führungsstangen 10, 10' bis über die Längsläger 11, 11" bzw. 12, 12' hinweg mittels
einer äußeren Kappe 28 gegen das Eindringen von Staub zu den genannten Längslagern
weitgehend geschützt.
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Die Wirküngsweise des vorbeschriebenen Außenhonwerkzeuges geht aus
der Zeichnung ohne weiteres hervor: Der Schwingkopf 3 wird nach Einschaltung des
Elektromotors 7 über die Antriebswelle entlang den Führungsstangen 10,10' hin- und
herschwingend angetrieben und bleibt dabei in bezug auf jegliche übrige Bewegungen
starr an dem Gehäuse 1 geführt. Die Schwingbewegungen machen auch die beiden Führungszylinder
4, 4' mit, in denen die mit den Werkzeughaltern 6,6' verbundenen Kolben
17,17'
längsverschiebbar sind und dabei mittels der aus der genannten gemeinsamen
Preßluftanlage entnommenen Preßluft derart aus den Führungszylindern 4, 4' herausgedrückt
werden, daß die Honsteine 5, 5' in Längsrichtung der Werkzeughalter 6, 6' unabhängig
voneinander nachgiebig gegen den Lagerzapfen 24 gepreßt werden. Dabei ist auch der
Anpreßdruck der Honsteine 5, 5' an dem Lagerzapfen 24 absolut gleichartig, wodurch
in Verbindung mit der vorbeschriebenen starren Lagerung der Werkzeughalter 6, 6'
in den Führungszylindern 4, 4', der starren Lagerung des Schwingkopfes 3 am Gehäuse
1 und auch der starren Halterung der Führungszylinder 4, 4' am Schwingkopf
3 die angestrebte äußerst gleichmäßige Bearbeitung der Oberfläche des Lagerzapfens
24 bewirkt wird, bei der insbesondere die geometrische Form des Lagerzapfens 24
in bisher nicht erreichter Weise erhalten bleibt.
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Statt der in Fig. 2 dargestellten Kappe 28 kann gegen das Eindringen
von Staub zu den Längslagern auch eine geeignete Manschette oder ein Balg bzw. können
gegebenenfalls auch zwei in bezug auf die Mitte des Schwingkopfes gegenüberliegend
angeordnete Bälge od. dgl. verwendet werden.