DE1264988C2 - Einrichtung an Honmaschinen zum Regeln der Hubbewegung der Honspindel bzw. des Honwerkzeugs - Google Patents

Description

1. In Unter- bzw. Übermaßbereichen von Bohrungen bzw. Wellen vorübergehend iiurzhübe des

Honwerkzeugs einstellenden Einrichtung an In- ___^__

nen- bzw. Aubenhomnaschinen mit von einer mit- _l0
tels eines Drehantriebs in Umlauf versetzbaren
Spindel angetriebenem, insbesondere die Maschine

pneumatisch meiJsteuernden Honwerkzeug, mit Die Erfindung bezieht sich auf eine in Unter- bzw.

einstellbaren, auf eine Umsteuerungserancntung übermaßbereichen von Bohrungen bzw. Wellen voreinwirkenden Anschlägen, mit denen der volle, ₁₅ übergehend Kurzhübe des Honwerkzeuges einstelüber die ganze Arbeitslänge reichende, durch iende Einrichtung an Innen- bzw. Außenhunmaschieinen beispielsweise hydraulischen Hubantrieb nen mit von emer mittels eines Drehantriebes in. Umbewirkbare Hub der Spindel bzw. des Honwerk- lauf versetzbaren Spindel angetriebenem, insbesondere zeugs begrea-^ar ist, dadurch gekenn- die Maschine pneumatisch meßsteuernden Honwerkz e ι c h η e t, dab entweder am Dreh- (S) oder am ₂₀ zeug, mit einstellbaren, auf eine Umsteuerungsein-Hubantrieb (6 bis 8) der Spindel (2) oder an dem richtung einwirkenden Anschlägen, mit denen der den Staudruck messenden feil (52, 53) des meß- volle, über die ganze Arbeitslänge reichende, durch steuernden Honwerkzeugs (1) aut die bei Ver- einen beis^jlsweise hydraulischen Hubantrieb belassen des Unter- bzw. UDenwßbereichs des wirkbare Hub de: Spindel bzw. des Honwerkzeugs Werkstückdurchmessers auf Grund des dort ab- ₂₅ begrenzbar ist.

fallenden Krattbedarts des Honwerkzeugantriebs ß_ej normalen Durchgangsbohrungen wurden bisher

(5, 6, 7, 8) oder des sich dort ändernden Meß- &e Anschläge so eingestellt, daß an jedem Hubende weits des Honwerkzeugs (1, la, 3) ansprechende, jeweils em Drittel der Honsteinlänge die beiden an die Umsteuereinrichtung (9,13) ange- Bohrungsenden über'p.uft. Das isi ein Erfahrungswert, schlossene Steu "elemente'25, 40 bzw. 31 bzw. _3o der sich in der P axis als zweckmäßig ergeben hat. 51) vorgesehen sind, die am fide eines Unter- jj_ej konischen Bohrungen hat man auch schon die

bzw. Uoermaßbereichs Steuerimpulse erzeugen, Hublage des Honwerkzeugs zur Engstelle hin verdurch die die Umsteaerungseinncrtung (9,13) Dis i_{agert unc}j d_en überlauf dort bis zur Hälfte der zur Beseitigung des fehlernaiten Bereichs selbst- Honsteinlänge und am breiten Bohrungsende nur tätig zur Durchführung der Kurzhübe in diesen _{35 senr} J^j_n gewählt. Durch diese Hubverlagerung Bereichen einstellbar ist. erhält man an der Engstelle einen größeren Werk-

2. Einrichtung nach Anspruch 1 bei einer Hon- stoffabtrag, so daß die zylindrische Bohrungsfonn maschine, deren Spindel durch einen hydrau- rascher erreicht wird.

lischen Motor drehantreibbar ist, mit einer B_ej Bohrungen, deren Konizität weit über die Druckölzuleitung zu dem Motor, dadurch ge- ₄₀ Grenzen eines gelegentlichen Fertigungsfehlers hinkennzeichnet, daß das Steuerelement als an die ausgeht, hat man auch schon zwei Operationen Ölzuleitung angeschlossener Druckschalter (25) durchgeführt, nämlich ein Vorhonen mit verkürztem ausgebildet ist, durch den bei Absinken des Öl- Hub im Bereich der Engstelle und ein Fertighonen drucks unter einen eingestellten Wert der Steuer- _mj_t normaler Hubeinstellung.

impuls zum Umsteuern der Hubrichtung erzeug- ₄₅ ßei Bohrungen mit tonnenförmiger Erweiterung

bar ist. _ocj_er bei Bohrungen mit welliger Wand hat man

3. Einrichtung nach Anspruch 1 bei einer Hon- schon die einzelnen Engstellen nacheinander durch maschine mit hydraulischem Hubantrieb und manuell eingestellte Kurzhübe beseitigt und dann einer Druckölzuleitung zu dem Hubzylinder, da- über die ganze Bohrungslänge niü dem üblichen durch gekennzeichnet, daß das Steuerelement als _5o beiderseitigen Überlauf des Honwerkzeugs gehont, an die Druckölzuleitung (30) angeschlossener von diesen Möglichkeiten ist gelegentlich bei der Druckschalter (31) ausgebildet ist, durch den bei Einzelfertigung Gebrauch gemacht worden. Für die Absinken des Öldrucks unter einen eingestellten Serienfertigung sind diese Abweichungen vom Wert der Steuerimpuls zum Umsteuern der Hub- normalen Honbetrieb nicht geeignet, weil hier richtung erzeugbar ist. manuelle Eingriffe nicht in Betracht gezogen werden

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bei einer Hon- können

maschine mit elektromotorisch angetriebener Bekannt ist auch die sogenannte Impulsaufweitung

Honspindcl, dadurch gekennzeichnet, daß das des Honwerkzeugs, bei der das Honwerkzeug nach

Steuerelement als in den Stromkreis des Elektro- und nach selbsttätig stufenweise bis zum Sollmaß

motors (5) eingebautes, stromstärkeabhängiges _6o aufgeweitet v/ird. Dabei arbeitet das Honwerkzeug

Schaltgerät (4·) ausgebildet ist, durch das beim zuerst nur an d^n Engstellen, und durch das fort-

Absinken der Stromstärke unter einen einge- schreitende Expandieren des Honwerkzeugs werden

stellten Wert der Steuerimpuls zum Umsteuern auch die tiefer liegenden Partien erfaßt,

der Hubrichtung erzeugbar ist. Dadurch ist es möglich, die Bohrungsfom ohne

5. Einrichtung nach Anspruch 1, mit einem _is manuelle Eingriffe bis zur genauen Zylindrizität zu pneumatisch wirkenden Staudruckmesser mit verbessern. Nachteilig ist aber, daß viel Zeit ver-Dtfferenzdruckschalter im Honwerkzeug, dadurch gradet wird, weil der über die ganze Bohrungslänge tekennzeichnet. daß als Steuerelement der Diffe- reichende Hub des Honwerkzeugs vorwiegend als

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-eerhub gefahren werden muß, um vielleicht an :inem Bohrungsende eine Engstelle zu erfassen. Beim Bearbeiten von langen und stark konischen Bohrungen wirkt sich der große Leerhub besonders ungünstig auf die Stückzeit aus.

Es ist ferner eine Meßeinrichtung bekanntgeworden, durch die während des Honvorganges die Bohrung dauernd gemessen und die Maschine bei Erreichen des Sollmaßes in allen Bohrungsstellen automatisch abgeschaltet wird. Diese Einrichtung arbeitet mit einem pneumatisch messenden Honwerkzeug zusammen und gibt einen Abschaltimpuls auf die Maschine, wenn über die gesamte Länge das Sollmaß erreicht ist.

Der Erfindung liegt von daher als Aufgabe die Schaffung einer Einrichtung zugrunde, mit der Leerhübe der Honspindel, die sich ungünstig auf die Stückzeit auswirken, ohne Mitwirkung des Bedienenden selbsttätig vermieden werden können, also die ftubbewegungen der Honspindel vollkommen selbsttatig bei verkürzter Hubgröße vcrübergenen' auf die Unter- bzw. Übermaßbereiche von Bohrungen bzw. Wellen beschränkt und, wenn diese Bereiche normalisiert sind, auf den eingestellten Gesamthub ausgedehnt werden können.

Diese Aufgabe wird j,jmäß der Erfindung dadurch gelost, daß entweder am Dreh- oder am Hubantrieb der Spindel oder an dem den Staudruck messenden Teil des ineßsteuornden Honwerkzeugs auf die bei Verlassen des Unter- bzw. Ijbermaßbereichs des WerKstückdurchmessers auf Grund des dort abfallenden Kraftbedarfs des Honwerkzeugantriebs oder des sich dort ändernden Meßwerts des Honwerkzeugs ansprechende, au die Umsteuerungseinrichtung angeschlossene Steuerelemente vorgesehen sind, die am Ende eines Unter- bzw. Übermaßbereichs Steuerimpulse erzeugen, durch die die Umsteuerungseinrichtung bis 'ur Beseitigung des fehlerhaften Bereichs selbsttätig zur Durchführung der Kurzhübe in diesen Bereichen einstellbar ist. Nunmehr bleibt das Honwerkzeug dauernd mit dem Werkstück im Zerspanungseingriff, weil seine Hubbewegung sich dem fortschreitenden Vterkstoffabtrag onpaßt, so daß nach und nach i;nmer giößere Spindelhübe zustande kommen und schließlich die ganze Bohrungslänge erfaßt wird. I.eerhübe, d.h. Hübe, bei denen keine Beatbeitung erfolgt, sind damit praktisch beseitigt. Das hat zur Folge, daß die Stückzeit auf das kleinstmögliche Maß herabgesetzt ist.

Bei einei Honmaschine, deren Spindel durch einen hydraulischen Motor drehantreibbar ist und eine Druckölzuleitung zu dem Motor besitzt, kann nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung üui Steuerelement als an Jie ölzi'.leitung angeschlossener Druckschalter ausgebildet sein, durch den bei Absinken des Öldrucks unter einen eingestellten Wert der Steuerinipuls zum Umsteuern der Hubrichtung erzeugbar ist.

Bei einer Honmaschine mit h>draulischem Hubantrieb und einer Druckölzuleitung zu dem Hubzylinder kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung das Steuerelement als an die Druckölzuleitung angeschlossener Druckschalter ausgebildet sein, durch den bei Absinken des Öldrucks unter einen eingestellten Wert der Steuerimpuls zum Umsteuern der Hubrichtung erzeugbar ist.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung kann bei einer Honmaschine mit elektromotorisch angetriebener Honspindel das Steuerelement als in den Stromkreis des Elektromotors eingebautes, stromstärkeabhängiges Schaltgerät ausgebildet sein, durch das beim Absinken der Stromstärke unter einen eingestellten Wert der Steuerimpuls zum Umsteuern der Hubrichtung erzeugbar ist.

Schließlich kann bei einer Einrichtung mit einem

ίο pneumatisch wirkenden Staudruckmesser mit Differenzdruckschalter im Honwerkzeug nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als Steuerelement der Differenzdruckschalter vorgesehen sein, wobei beim Absinken des Staudrucks in der Zuleitung zum Schalter unter einen eingestellten Wert der steuerimpuls zum umsteuern der Hubrichtung erzeugbar ist

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der vier vorgenannten Möglichkeiten zum Regeln der Hubbewegang der Honspindel bzw. des Honwerk-

ao zeugs durch vier Schaltbilder beis; dsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Regelung in Verbindung mit einem hydraulischen Motor für den Drehantrieb der H011-spindel,

F i g. 2 die Regelung in Verbindung mit einem hydraulischen Hubantrieb für die Honspindel.

Fig. 3 die Regelung in Verbindung mit einem

elektromotorischen Drehantrieb für die Honspindel.

F i g. 4 die Regelung in Verbindung mit einem pneumatisch messenden Honwerkzeug.

- Bei allen vier Beispielen ist eine übliche Honmaschine vorgesehen, bei der ein in einer Bohrung eines Werkstückes W arbeitendes Honwerkzeug I am Ende einer Spindel 2 Defestigt ist. Die in dem Werkzeugkörper radial verschiebbaren Honsteine 1 a sind durch einen Konus 3, der über eine in einer Längsbohrung der Spindel 2 verschiebbare Stange 4 mit einem nicht dargestellten Verschieheantrieb verbunden ist, radial gegen die Bohrungsvvand /ui Ausübung eines Zerspanungsdrucks bewegbar.

Die Spindel 2 hat als Drehantrieb einen Motor 5. Außerdem ist die Spindel 2 zur.amnvn mit dem Honwerkzeug 1 und dem Antriebsmotor S mit einem Hubantrieb verbunden, der durch einen fest eingebauten hydraulischen Zylinder 6 und einen dann verschiebbaren Kolben 7 mit an dem am Maschinengestell geführten Antritbskopf der Spindel angreifender Kolbenstange 8 gebildet ist. Die HubrichtiMig des Kolbens 7 is* durch einen den Druckmittel/u- und -abfluß in die beiden Zylinderseiten regelnden elektromagnetisch beiätigten Steuerschieber 9 umteuerbar. ß3£*J2rü£kö!„ fürdenHub/ylinder wird

Pumpe Il gefördert. ArTuVe ττϊΐπρ

ein auf den Maximaldruck eingestelltes Druckbegrenzungsventil 12 angeschlossen. Alle elektrischen Zuleitungen sine⁴ in üblicher Weise über ein Steuergerät 13 geführt. Die Größe der Hubbewegung der Spindel 2 und die Hublage in bezug auf das Werkstück W sind durch in Hubrichtung um Maschinengestell verstellbare Anschlagschalter 14 und 15 bestimmt, die mit einem Anschlag 16 am Spindelkopf zusammenwirken. Die Ansehlagsehalter (4 und 15 schließen beim Zusammentreffen mit dem Anschlag 16 einen Stromkreis, wodurch der Steuerschieber 9 umgesteuert und damit die Hubrichtung des Hon-Werkzeugs umgekehrt wird.

Bei dem Beispiel F i g. I ist tier SpinJeliintriebs-

motor 5 ein hydraulischer Motor, zu dem eine durch' einen Elektromotor 20 angetriebene Pumpe 21, ein elektromagnetisch betätigter Steuerschieber 22 und ein an die Pumpendrucklcitung angeschlossenes Druckbegrenzungsventil 23 gehören. An eine Druckölzuleitung 24 zu dem Motor S ist zwischen dem Steuerschieber 22 und dem Motor 5 ein Druckschalter 25 mit Schaltkontakt 26 angeschlossen. Wenn das Honwerkzeug 1 bei seiner Hubbewegung

Bei dem Beispiel Fig.3 ist der Spindelantriebsmotor 5 ein Elektromotor. In den Stromkreis des Motors ist ein stromstärkeabhängiges, elektromagnetisches Schaltgerät 40 mit einem Zuganker 41 eingebaut, der mit einem Schaltkontakt 42 zusammenwirkt, Das Schaltgerät 40 schließt einen Stromkreis, wenn die Stromstärke im Stromkreis des Elektromotors einen eingestellten Wert unterschreitet. Es gibt dann einen Impuls an den Steuerschieber 9

Wenn das Honwerkzeug ι nei seiner nuinKwcguu_B ω e¹"^{1 ua}"" ν««.·· ....»»»«. --..

in der Werkzeugbohrung in eine Engstelle einfährt, _l0 für die Umsteuerung der Hubnchtung, wenn beim ö frill in der DruckoizSleitung 24 ein Druckanstieg Ausfahren des Honwerkzeugs aus einer EngsteUc der uf dem beim Wiederausfahren aus der Engstelle Werkstückbohrung das Drehmoment an der Motor-Jm Druckabfall folgt. Der Druckschalter 25 schließt welle und damit die Stromstärke im Motorstromkreis m?t "einem Kontakf 26 einen Stromkreis, sobald der abnimmt, so daß das Honwerkzeug sofort wieder «n Druck inde Drackölzuleitung 24 beim Ausfahren „ dieEngstelle zurückfährt und keine Leerhübe ausfuhrt, des Hon Werkzeugs aus der Engstelle der Werkstück- F i g. 4 zeigt eine Vorrichtung zum Umsteuernder

bohrung auf einen eingestellten Wert abgefallen ist. Das hat zur Folge, daß über das Schaltgerät 13 ein Impuls an den Steuerschieber 9 des Hubantriebs zur sofortigen Richtungsänderung gegeben wird. Das _ao Honwerkzeug fährt also, nachdem es die Engstelle

verlassen hat, sofort wieder in diese ein. Es führt also in jeder Richtung nur einen echten Arbeitshub aus. Das Umstcuerspiel wiederholt sich so lange, bis die

Hubrichtung" an einer Honmaschine mit einem pneumatisch messenden Honwerkzeug. Hierbei ist an eine Zuleitung 50 für die zum Honwerkzeug 1 strömende Meßluft ein Differenzdruckschalter 51 gelegt. Dieser hat bei dem Beispiel zwei gegeneinanderarbeitende Ausdehnungskörper 52 und 53. und zwar ist der eine Ausdehnungskörper 52 über eine Drossel 54 und einen Speicher 55 und der andere

Das Umsteuerspiel wiedernoit sicn so lange u« wc uimsci m u»u cmcn o^iv-m-i « u·.« «-. .. ·- I^:ηeslclle abgearbeitet ist und von dem Druckschalter _as Ausdehnungskörper 53 unmittelbar an die Mcbüiu 25 kein Druckabfall mehr registriert werden kann. zuleitung 50 angeschlossen. Die einander zugekeliι ·· >i

Die normale Umsteuerung der Werkzeughub- frei beweglichen Enden der Ausdehnungskörpci i-. richtung durch die Anschlagschalter 14 und 15 ist der und 53 sind durch ein starres Glied 56 miteinat,«.· vorstehend beschriebenen, vom Bohrungsdurchmesser verbunden, das über einen gegebenenfalls als /<■';' abhängen Umsteuerung primär überlagert, so daß _3<J verwendbaren Zwischenhebel 57 einen Schaltkon ■> das Honwerkzeug nur innerhalb der durch diese se beeinflußt.

Anschlagschalter gegebenen Hubgrenzen die Kur/- Wenn das Honwerkzeug 1 aus einer Engstell·-

hübe zur Beseitigung von Engstelten ausführen kann. der Werkstückbohrung ausfährt, so kann durch d-c Bei dem Ausführungsbeispiel Fig.2 ist an eine gegen die Bohmngswand gerichteten Luftaustritt Zuleitung 30 zum Hubzylinder 6 vor dem Umsteuer- _J5 öffnungen am Honwerkzeug eine größere Luftnit..;· schieber 9 ein Druckschalter 31 mit Schaltkontakt 32 ausströmen. Das hat zur Folge, daß der Staude I angeschlossen. Der Druckschalter31 schließt einen in der Druckluftzuleitung 50 und in dem an 0.·■■> < Stromkreis sobald der Druck in der Pumpendrück- unmittelbar angeschlossenen Ausdehnungskörp·.■ ·· leitung einen an ihm eingestellten Wert unterschritten sinkt. Dieser Druckabfall findet in dem Ausdehnnv·. hat Da der Druckschalter vor dem Umsteuer- ₄₀ körper 52 infolge der Vorschaltung der Dros>c^; schieber 9 an die Drackölzuleitung 30 angeschlossen und des Speichers 55 mit Verzögerung statt. Es iii ist ist es gleichgültig, welche Seite des Hubzylinders 6 wiegt also zunächst der Druck in dem Ausdehnung gerade an die Pumpendruckleitung geschaltet ist, körper 52. Hierdurch wird der Zwischenhebel 57 d h es ist einerlei, welche Hubnchtung gerade vor- solchem Sinn verschwenkt, daß der Konta < 58 ein t liegt Der zum Ansprechen des Druckschalters 31 ₄₅ Stromkreis schließt, wenn der Differenzdfjck führcnde Druckabfall in der Drackölzuleitung 30 ih

tritt auf sobald das Honwerkzeug eine Engstelle der Werkstückbohrung verläßt und damit sein Bewed

Werkstückbohrung verläßt und d giingswiderstand abnimmt. Hierdurch ergibt sich die lih Wirkung wie bei dem Beispiel Fig.1. das

, wenn der

zwischen den beiden Ausdehnungskörpern eiutn eingestellten Wert unterschreitet. Beim Schließen .)■■> Kontakts 58 erhält der Steuerchieber 9 einen Im^u'--.

giingswiderstand abnimmt. Hierdurch erg für die Hubumsteuerung, so daß das Honweriw.·;;

gleiche Wirkung wie bei dem Beispiel Fig.1. das ₅o nach Verlassen der Engstelle der Werkstückbohruu£ Honwerkzeug kehrt bei seinen Hubbewegimgen nach sofort wieder in diese zurückfährt.

i Etll fort wieder in diese und Die beiden Einrichtungen sind mit der gleichen

Wirkung auch beim Außenhonen einer Welle mittels eines ringförmigen Honwerkzeugs und radial nach 55 innen bewegbaren Honsteinen anwendbar.

Honwerkzeug kehrt bei seinen Hgg Verlassen einer Engstelle sofort wieder in diese und führt also keine Leerhübe aus. Der Spindelantriebsmotor 5 kann hierbei ein hydraulischer Motor 'oder ein Elektromotor sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

S~S renzdruckschälter (iff) vorgesehen ist," wobei beim

Z^ Absinken des Standrucks in der Zuleitung(50)

Patentansprüche: O zum Schalter (Si) unter einen eingestellten Wert

der Steuerimpuls zum Umsteuern der Hubrich-5 tang erzeugbar ist.