DE19606145B4

DE19606145B4 - Device for expanding a honing tool

Info

Publication number: DE19606145B4
Application number: DE19606145A
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl.-Ing. Nagel; Karl Günther Dr.-Ing. Roth
Original assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Current assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2016-02-21
Also published as: DE19606145A1

Abstract

Vorrichtung zur Aufweitung eines Honwerkzeugs (1) mit zumindest einem anstellbaren Honbelag (4), mit einem Aufweitmechanismus (7) zur Anstellung des Honwerkzeugs, und einer Kraftmesseinheit (24) zur Messung einer Zustellkraft (F) des Aufweitmechanismus' (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinheit (24) an einem rotatorisch ruhenden Abschnitt des Aufweitmechanismus' (7) angeordnet ist.contraption for expanding a honing tool (1) with at least one adjustable one Honing coating (4), with an expanding mechanism (7) for adjusting the Honing tool, and a force measuring unit (24) for measuring a Infeed force (F) of the expanding mechanism (7), characterized in that that the force measuring unit (24) on a rotationally stationary section the expanding mechanism '(7) is arranged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufweitung eines Honwerkzeugs mit zumindest einem ansteilbaren Honbelag, mit einem Aufweitmechanismus zur Anstellung des Honwerkzeugs, und einer Kraftmesseinheit zur Messung einer Zustellkraft des Aufweitmechanismus'.The The present invention relates to a device for expanding a Honing tool with at least one divisible honing coating, with an expanding mechanism for adjusting the honing tool, and a force measuring unit for Measurement of a delivery force of the expanding mechanism.

Ein wichtiger Parameter für den Bearbeitungsprozeß ist beim Honen der Anpreßdruck, mit dem die Honbeläge gegen das Werkstück gepreßt werden. Um die Bearbeitung exakt steuern zu können, ist es deshalb notwendig, den Anpreßdruck exakt einzustellen. Hierzu ist es zweckmäßig, die zugehörige Zustellkraft des Aufweitmechanismus' zu kennen bzw. zu messen. Bei der Betätigung des Aufweitmechanismus' mittels eines Antriebs ist es ebenfalls erforderlich, die Zustellkraft des Aufweitmechanismus' zu messen, um grundsätzlich zu erfahren, welche Zustellkräfte durch entsprechende Einstellungen des Antriebs bewirkt werden.On important parameter for is the editing process when honing the contact pressure, with which the honing pads against the workpiece be pressed. In order to be able to control the processing precisely, it is therefore necessary the contact pressure set exactly. For this, it is advisable to have the associated delivery staff of the expanding mechanism know or measure. When the expanding mechanism is actuated by a drive it is also necessary to measure the delivery force of the expanding mechanism in order to fundamentally learn which delivery staff by setting the drive accordingly.

Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, eine Kraftmeßeinheit an dem Aufweitmechanismus anzuordnen, um die in diesem wir kende Zustellkraft zu messen. Aus der DE 35 37 172 C2 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der im Aufweitgestänge ein piezoelektrisches Element angeordnet ist, das die Zustellkraft des Aufweitmechanismus' angibt. Die Zwischenschaltung eines derartigen Kraftmeßelementes wirkt sich jedoch nachteilig auf die Steifigkeit des Aufweitgestänges aus. Darüber hinaus besitzt die bekannte Anordnung zur Messung der Zustellkraft den Nachteil, daß das Kraftmeßelement an einem Abschnitt des Aufweitmechanismus' angeordnet ist, der sich mit dem Werkzeug mitdreht. Piezoelektrische Sensoren liefern Ladungssignale, die sehr empfindlich auf Störungen reagieren. Dementsprechend aufwendig ist die Übertragung der Signale des piezoelektrischen Elementes. Ein hierzu notwendiger Rotierübertrager ist zum einen anfällig gegen Schmutz, ist hinsichtlich einer kompakten Anordnung ungünstig und erweist sich zum anderen bei einer pendelnden Aufhängung des Werkzeugs schwierig auszuführen.It has therefore already been proposed to arrange a force measuring unit on the expansion mechanism in order to measure the feed force in it. From the DE 35 37 172 C2 a device of the type mentioned is known, in which a piezoelectric element is arranged in the expansion rod, which indicates the feed force of the expansion mechanism. The interposition of such a force measuring element has a disadvantageous effect on the rigidity of the expanding rod. In addition, the known arrangement for measuring the feed force has the disadvantage that the force measuring element is arranged on a section of the expansion mechanism which rotates with the tool. Piezoelectric sensors provide charge signals that are very sensitive to interference. The transmission of the signals of the piezoelectric element is correspondingly complex. A rotary transducer required for this is, on the one hand, susceptible to dirt, is unfavorable with regard to a compact arrangement and, on the other hand, proves to be difficult to carry out when the tool is suspended.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die erwähnten Nachteile vermeidet und insbesondere bei einfacherem Aufbau eine genaue und zuverlässige Messung der Zustellkraft des Aufweitmechanismus' bewirkt.The The present invention is therefore based on the object of an improved To create device of the type mentioned, the disadvantages mentioned avoids and in particular with a simple structure an accurate and reliable Measurement of the delivery force of the expanding mechanism 'causes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kraftmeßeinheit an einem rotatorisch ruhenden Abschnitt des Aufweitmechanismus' angeordnet ist.According to the invention Object achieved in a device of the type mentioned in that the force measuring unit is arranged on a rotationally stationary section of the expanding mechanism.

Die Kraftmeßeinheit ist dementsprechend von der Drehung des Honwerkzeuges entkoppelt und dreht sich nicht mit diesem, wodurch die Übertragung der Meßsignale wesentlich vereinfacht wird. Die Zustellkraft wird dabei an einem Bauteil gemessen, das die Zustellkraft mittelbar oder unmittelbar überträgt, sich jedoch nicht mit dem Honwerkzeug dreht, so daß ein Ro tierübertrager entfallen kann und darüber hinaus auf die Kraftmeßeinheit wirkende Fliehkräfte ausgeschlossen sind.The force measuring unit is accordingly decoupled from the rotation of the honing tool and does not rotate with this, causing the transmission of the measurement signals is significantly simplified. The delivery worker is at one Component measured, which transmits the delivery force directly or indirectly, itself however, does not rotate with the honing tool, so that a Ro animal transformer can be omitted and above to the force measuring unit acting centrifugal forces excluded are.

Vorzugsweise besitzt der Aufweitmechanismus einen Träger und ein Zustellstück, das relativ zu dem Träger axial verstellbar ist. Die Zustellkraft kann vorteilhaft direkt an dem Zustellstück gemessen werden, das unmittelbar mit der Zustellkraft beaufschlagt ist. Das Anbringen der Kraftmeßeinheit direkt an dem Zustellstück verhindert mögliche Abweichungen der gemessenen von der tatsächlich wirkenden Zustellkraft beispielsweise infolge äußerer Einwirkungen, wie Masse- und Trägheitskräfte oder realer Übertragungswirkungsgrade und bewirkt eine sehr genaue Messung.Preferably the expanding mechanism has a carrier and a feed piece that relative to the carrier is axially adjustable. The delivery worker can advantageously be direct on the delivery item be measured, which is acted upon directly by the delivery worker. Attaching the force measuring unit directly on the delivery item prevents possible Deviations between the measured and the actual delivery force for example due to external influences, such as Mass and inertial forces or real transmission efficiency and causes a very precise measurement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Zustellkraft auch mittelbar an dem Träger gemessen und die Kraftmeßeinheit an diesem angeordnet werden. Hierbei könnte das bewegliche Zustellstück auch durch Verdrehung oder insbesondere durch Verschraubung relativ zu dem Träger verstellt werden. Hierbei wird also die in dem Träger wirkende Reaktionskraft gemessen, die durch die in dem Zustellstück wirkende Zustellkraft in den Träger induziert wird und dieser entspricht, wobei in dem Träger eine Zugkraft wirkt, wenn das Zustellstück mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Die Anordnung der Kraftmeßeinheit an dem Träger ist besonders einfach, da dieser leicht zugänglich ist und für die Befestigung der Kraftmeßeinheit ausreichend Platz bietet. Darüber hinaus kann die Kraftmeßeinheit rasch und einfach ausgewechselt und ggf. auch nachträglich angebracht werden.According to one The feed force can be an advantageous embodiment of the invention also indirectly on the carrier measured and the force measuring unit be arranged on this. Here, the movable delivery piece could also by twisting or in particular by screwing relative to the carrier be adjusted. This means that the one acting in the carrier Reactive force measured by the acting in the feed piece Feed force induced in the carrier and this corresponds, with a tensile force acting in the carrier when the delivery item is subjected to a compressive force. The arrangement of the force measuring unit on the carrier is particularly easy because it is easily accessible and for attachment the force measuring unit offers enough space. About that In addition, the force measuring unit quickly and easily replaced and, if necessary, retrofitted become.

Um eine direkte und steife Übertragung der Zustellkraft auf die Honbeläge zu erzielen, ist vorzugsweise eine Aufweitstange axial verschieblich in dem Honwerkzeug aufgenommen, die relativ zu dem rotatorisch ruhenden Abschnitt mit dem Werkzeug drehbar ist und vorzugsweise mit einem nockenartigen Spreizelement, insbesondere einem Spreizkonus, verbunden ist, wobei eine axiale Verschiebung der Aufweitstange bzw. des Spreizelementes eine veränderte Anstellung der Honbeläge bewirkt und die Zustellkraft, mit der die Aufweitstange beaufschlagt wird, über das Spreizelement auf die Honbeläge übertragen wird. Vorzugsweise ist die Aufweitstange direkt, d.h. ohne Umlenkung der Kraft, mit dem Zustellstück verbunden und relativ zu diesem drehbar. Um das Zustellstück von der Drehung der Aufweitstange, die sich mit dem Werkzeug dreht, zu entkoppeln, kann vorteilhaft zwischen der Aufweitstange und dem Zustellstück ein Drehgelenk angeordnet sein, das vorzugsweise zumindest ein Wälzlager zur Übertragung der axialen Zustellkraft vorsieht, um bei geringer Reibung hohe Axialkräfte übertragen zu können.In order to achieve a direct and rigid transmission of the feed force to the honing pads, an expanding rod is preferably axially displaceably received in the honing tool, which can be rotated with the tool relative to the rotationally stationary section and is preferably connected to a cam-like expansion element, in particular an expansion cone , wherein an axial displacement of the expansion rod or the expansion element causes a changed position of the honing pads and the feed force with which the expansion rod is applied, via the expansion element on the honing pads is transmitted. The expansion rod is preferably connected directly to the feed piece, ie without deflecting the force, and is rotatable relative to the feed piece. In order to decouple the feed piece from the rotation of the expansion rod, which rotates with the tool, a swivel joint can advantageously be arranged between the expansion rod and the feed piece, which preferably provides at least one roller bearing for transmitting the axial feed force in order to withstand high axial forces with low friction to be able to transfer.

Um den Aufweitmechanismus fein und exakt auch mit hohen Kräften zu beaufschlagen, kann als Aufweitantrieb vorteilhaft ein elektrischer Schrittmotor mit einem diesem zugeordneten Getriebe, insbesondere einem Lineargetriebe, vorgesehen sein, das mit dem Zustellstück verbunden ist, um dieses bzw. die Aufweitstange axial zu verstellen. Zum einen kann die in der Aufweitstange bzw. dem Zustellstück wirkende Zustellkraft mit einem elektrischen Schrittmotor sehr genau eingestellt und justiert werden, während zum anderen sich der Schrittmotor selbst einfach ansteuern läßt. Vorzugsweise ist der Aufweitantrieb an dem Träger gelagert, so daß bei einer entsprechenden axialen Verschiebung des Zustellstückes dieses sich an dem Träger abstützt und mit diesem verspannt. Hierdurch entspricht die in dem Zustellstück wirkende Zustellkraft komplementär der Kraft, mit der der Träger beaufschlagt wird. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, das Zustellstück relativ zu dem Träger zu verschrauben, jedoch besitzt die zuvor genannte Ausführungsform des Aufweitantriebes mit einem Lineargetriebe Vorteile hinsichtlich der Messung der Zustellkraft, insbesondere da die Kraftmeßeinheit auch direkt an dem Zustellstück angeordnet werden kann.Around the expanding mechanism fine and precisely even with high forces can act as an expansion drive advantageously an electric Stepper motor with a gear assigned to it, in particular a linear gear can be provided, which is connected to the feed piece is to adjust this or the expanding rod axially. For one, can the feed force acting in the expansion rod or the feed piece an electric stepper motor very precisely adjusted and adjusted be while on the other hand, the stepper motor can be easily controlled. Preferably is the expansion drive on the carrier stored so that at a corresponding axial displacement of the feed piece yourself on the carrier supported and braced with this. This corresponds to the one acting in the delivery item Complementary delivery staff the force with which the wearer is applied. in principle would it be also conceivable, the delivery item relative to the carrier to screw, however, has the aforementioned embodiment the expansion drive with a linear gear advantages in terms the measurement of the feed force, especially since the force measuring unit also directly on the delivery item can be arranged.

Vorzugsweise ist der gesamte Aufweitmechanismus an einer Werkzeugführung, insbesondere an einem Hubschlitten, befestigt und mit diesem bewegbar, wobei vorzugsweise der Träger starr mit dem Hubschlitten vorzugsweise durch Verschraubung verbunden ist. Der Aufweitmechanismus macht also die Auf- und Abbewegung des Honwerkzeugs mit. Um die Aufweitvorrichtung bzw. die Honmaschine flexibel und einfach umrüstbar zu gestalten, kann vorzugsweise in dem Zustellstück bzw. zwischen dem Zustellstück und der Aufweitstange oder vorzugsweise in der Aufweitstange ein Verbindungsstück vorgesehen sein, so daß das Honwerkzeug zusammen mit der Aufweitstange ausgetauscht werden und leicht an den verbleibenden Abschnitt der Aufweitvorrichtung angeschlossen bzw. hiervon abgetrennt werden kann, während der verbleibende Abschnitt der Aufweitvorrichtung einschließlich des Aufweitantriebs und des Trägers an der Werkzeugführung befestigt bleiben kann.Preferably is the entire expanding mechanism on a tool guide, especially on a lifting carriage, attached and movable with it, preferably the carrier rigidly connected to the lifting carriage, preferably by screwing is. The expanding mechanism makes the up and down movement of the Honing tool with. To the expanding device or the honing machine flexible and easy to convert to design, preferably in the delivery item or between the delivery item and the Expanding rod or preferably a connector is provided in the expanding rod be so that Honing tool can be replaced together with the expanding rod and easily connected to the remaining section of the expander or can be separated therefrom while the remaining section the expanding device including the expanding drive and of the carrier on the tool guide can remain attached.

Um die Aufweitvorrichtung kompakt zu gestalten und das Zustellstück vor äußeren Einwirkungen, insbesondere Schmutz, zu schützen, ist der Träger vorzugsweise als rohrförmiges Gehäusestück ausgebildet, wobei das Zustellstück im Inneren des Gehäusestückes angeordnet sein kann. Der Aufweitmechanismus ist hierdurch abgekapselt und insbesondere gegen zerspantes Werkstückmaterial und Abrieb der Honbeläge geschützt.Around to make the expanding device compact and the delivery piece from external influences, especially to protect dirt, is the carrier preferably as a tubular one Housing piece formed, being the delivery item arranged inside the housing piece can be. The expansion mechanism is thereby encapsulated and especially protected against machined workpiece material and abrasion of the honing pads.

Um bei dem Bearbeitungsprozeß stets einen definierten Anpreßdruck der Honbeläge aufrechtzuerhalten, ist vorzugsweise eine Regeleinrichtung zur Regelung der Zustellkraft vorgesehen, die mit der Kraftmeßeinheit und mit dem Aufweitantrieb verbunden ist. Dementsprechend kann die auf die Honbeläge wirkende Kraft durch entsprechende Ansteuerung des Aufweitantriebs auf vorgegebene Werte geregelt werden. Beispielsweise kann hierdurch ein definierter Kraftverlauf über den gesamten Bearbeitungszyklus genau eingehalten werden.Around always in the editing process a defined contact pressure of the honing pads A control device for control is preferably to be maintained the feed force provided with the force measuring unit and with the expansion drive connected is. Accordingly, the one acting on the honing pads Force by appropriate control of the expansion drive to predetermined Values are regulated. For example, a defined Force curve over the entire machining cycle is adhered to exactly.

Hierbei ist es ebenfalls möglich, zyklische Schwankungen der Zustellkraft infolge von Massekräften durch die Auf- und Abbewegung des Honwerkzeugs, der auch der Aufweitantrieb unterworfen ist, auszufiltern beziehungsweise gegebenenfalls zu korrigieren.in this connection it is also possible cyclical fluctuations in the delivery force due to inertia forces the up and down movement of the honing tool, which is also the expansion drive is subject to filtering or correcting if necessary.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Träger und/oder das Zustellstück einen Kraft/Längenwandler, wobei als Meßwertgeber eine Längenmeßeinrichtung vorgesehen ist. Um die Zustellkraft zu bestimmen, wird dementsprechend die Dehnung der mit der Zustellkraft beaufschlagten Bauteile erfaßt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, die Dehnung des Trägers oder des Zustellstückes mit zumindest einem Dehnungsmeßstreifen zu erfassen. Die Dehnungsmeßstreifen sind sehr leicht an dem Träger oder dem Zustellstück anzubringen und erfassen die Dehnung des entsprechenden Bauteils sehr genau.According to one preferred embodiment of the Invention forms the carrier and / or the delivery item a force / length converter, being as a transmitter a length measuring device is provided. Accordingly, to determine the delivery worker the expansion of the components loaded with the feed force is detected. in this connection it is particularly advantageous to use the elongation of the carrier or the feed piece at least one strain gauge capture. The strain gauges are very light on the carrier or the delivery item attach and record the elongation of the corresponding component very accurate.

Vorzugsweise sind zur Erfassung der Zustellkraft mehrere Kraftmeßeinheiten vorgesehen, die vorteilhaft in einer Brückenschaltung miteinander verbunden und in bzw.. senkrecht zur Kraftflußrichtung angeordnet sind. Eine derartige Anordnung der Kraftmeßeinheiten reduziert die Auswirkungen lokaler Einflüsse auf die Kraftmessung und bewirkt eine aussagekräftige und exakte Erfassung der Zustellkraft.Preferably are several force measuring units for recording the infeed force provided, which are advantageously connected to one another in a bridge circuit and are arranged in or .. perpendicular to the direction of force flow. Such an arrangement of the force measuring units reduces the effects local influences on the force measurement and causes a meaningful and exact recording the deliverer.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:following the invention is based on two exemplary embodiments and associated drawings explained in more detail. In show this:

1 eine schematische Darstellung eines Honwerkzeugs mit einer Vorrichtung zur Aufweitung des Honwerkzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei eine Kraftmeßeinheit an einem Träger des Aufweitmechanismus angeordnet ist und rotierende Teile des Honwerkzeuges und des Aufweitmechanismus schraffiert dargestellt sind, 1 is a schematic representation of a honing tool with a device for expansion the honing tool according to a preferred embodiment of the invention, wherein a force measuring unit is arranged on a carrier of the expanding mechanism and rotating parts of the honing tool and the expanding mechanism are shown hatched,

2 ein Zustellstück der Aufweitvorrichtung aus 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer Teilschnittansicht, wobei bei dieser Ausführung die Kraftmeßeinheit an dem Zustellstück angeordnet ist, und 2 a delivery piece of the expanding device 1 according to a preferred embodiment of the invention in a partial sectional view, the force measuring unit being arranged on the feed piece in this embodiment, and

3 eine schematische Darstellung mehrerer in einer Brückenschaltung angeordneter Kraftmeßeinheiten gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen. 3 is a schematic representation of several force measuring units arranged in a bridge circuit according to the preceding embodiments.

In 1 ist ein Honwerkzeug 1 schematisch gezeigt, das drehbar mittels eines Lagers 3 mit einem Hubschlitten 2 verbunden ist, der die axiale Auf- und Abbewegung des Honwerkzeugs 1 bewirkt, wobei der entsprechende Antrieb des Hubschlittens 2, der beispielsweise hydraulisch sein kann, nicht dargestellt ist. Obwohl dies nicht explizit gezeigt ist, kann die Lagerung des Honwerkzeugs 1 auch pendelnd sein.In 1 is a honing tool 1 schematically shown, the rotatable by means of a bearing 3 with a lifting carriage 2 is connected, the axial up and down movement of the honing tool 1 causes the corresponding drive of the lifting carriage 2 , which can be hydraulic, for example, is not shown. Although this is not shown explicitly, the honing tool can be stored 1 also be commuting.

Das Honwerkzeug 1 besitzt mehrere Honbeläge 4, die auf einem Belagträger 5 starr befestigt, beispielsweise aufgeklebt sind. Der Belagträger 5 ist mit einer Hohlspindel 6 verbunden, die rotatorisch, ohne daß dies explizit gezeigt wäre, von einem entsprechenden Rotationsantrieb angetrieben wird.The honing tool 1 has several honing layers 4 that on a topping 5 rigidly attached, for example glued on. The brake pad 5 is with a hollow spindle 6 connected, which is driven in rotation, without this being explicitly shown, by a corresponding rotary drive.

Die Honbeläge 4 des Honwerkzeugs 1 sind durch einen Aufweitmechanismus 7 radial verstellbar und können an die zu bearbeitende Oberfläche angestellt werden. Der Aufweitmechanismus 7 weist hierzu eine Aufweitstange 8 auf, die in der Hohlspindel 6 aufgenommen, relativ zu dieser axial verschieblich und zusammen mit dieser drehbar ist. Wie in 1 zu sehen ist, sind an einem unteren Ende der Aufweitstange 8 hintereinander zwei Konen 9 und 10 vorgesehen, die mit dem Belagträger 5 zusammenwirken und entsprechend ihrer axialen Stellung die radiale Position bzw, den Anpreßdruck der Honbeläge 4 bestimmen. Anstelle der Aufweitkonen 9 und 10 kann selbstverständlich auch ein anders gestaltetes, nockenartiges Aufweitelement zur Anstellung der Honbeläge 4 verwendet werden. Um das Gewicht der Aufweitstange zu kompensieren und die Aufweitkonen 9 und 10 in eine nicht aufweitende Stellung vorzuspannen, so daß die Honbeläge 4 in einer Ruhestellung eingefahren sind, ist an einem Ende der Hohlspindel 6 eine Federeinrichtung 11 angeordnet, die die Aufweitkonen 9 und 10 bzw. die Aufweitstange 8 in eine in 1 obere Position vorspannt. Wie in 1 zu sehen ist, rotiert die Aufweitstange einschließlich der Aufweitkonen 9 und 10, zusammen mit dem Honwerkzeug 1 einschließlich der Hohlspindel 6 (in 1 sind die rotierenden Teile schraffiert dargestellt).The honing pads 4 of the honing tool 1 are through an expansion mechanism 7 radially adjustable and can be placed on the surface to be processed. The expanding mechanism 7 has an expanding rod for this purpose 8th on that in the hollow spindle 6 added, axially displaceable relative to this and rotatable together with this. As in 1 can be seen are at a lower end of the expanding bar 8th two cones in a row 9 and 10 provided with the topping 5 interact and according to their axial position, the radial position or the contact pressure of the honing pads 4 determine. Instead of the expansion cones 9 and 10 can of course also have a differently designed, cam-like expansion element for adjusting the honing pads 4 be used. To compensate for the weight of the expansion rod and the expansion cones 9 and 10 preload in a non-expanding position so that the honing pads 4 are retracted in a rest position is at one end of the hollow spindle 6 a spring device 11 arranged which the expanding cones 9 and 10 or the expanding rod 8th in an in 1 preloaded upper position. As in 1 can be seen, the expanding rod rotates including the expanding cones 9 and 10 , together with the honing tool 1 including the hollow spindle 6 (in 1 the rotating parts are shown hatched).

Um die Aufweitstange 8 axial zu verschieben und dementsprechend die Honbeläge 4 anzustellen, ist ein Aufweitantrieb 12 vorgesehen, der mittels eines Zustellstückes 13 mit der Aufweitstange 8 verbunden ist. Der Aufweitantrieb 12 besitzt einen Aufweitmotor 14, vorzugsweise einen elektrischen Schrittmotor, und ein diesem nachgeschaltetes Aufweitgetriebe 15, insbesondere ein Lineargetriebe, die mittels eines Trägers 16 mit dem Hubschlitten 2 verbunden sind. Der zylinderrohrförmige Träger 16 ist hierbei mit einem Ende mit dem Hubschlitten 2 und mit dem anderen Ende mit dem Aufweitgetriebe 15 jeweils starr, vorzugsweise durch Verschraubung, verbunden.Around the expander 8th to move axially and accordingly the honing pads 4 to start is an expansion drive 12 provided by means of a delivery item 13 with the expanding bar 8th connected is. The expansion drive 12 has an expansion motor 14 , preferably an electric stepper motor, and an expansion gear connected downstream of this 15 , in particular a linear transmission, which is carried out by means of a carrier 16 with the lifting carriage 2 are connected. The cylindrical tubular support 16 is here with one end with the lifting carriage 2 and with the other end with the expansion gear 15 each rigidly connected, preferably by screwing.

Das Aufweitgetriebe 15 ist ausgangsseitig mit dem Zustellstück 13 verbunden und wandelt die Antriebsbewegung des Aufweitmotors 14 in eine axiale Verschiebung des Zustellstücks 13 entlang der Längsachse des Honwerkzeugs 1 bzw. der Aufweitstange 8 um. Das Zustellstück 13 ist mit der Aufweitstange 8 verbunden, jedoch von deren Rotation entkoppelt, d.h. das Zustellstück 13 ist axial relativ zu dem Träger 16 verschieblich und bestimmt entsprechend seiner axialen Verstellung auch die axiale Lage der Aufweitstange 8, ist jedoch rotatorisch ruhend. Hierzu ist zwischen dem Zustellstück 13 und der Aufweitstange 8 ein Drehgelenk 17 vorgesehen, wie in 2 gezeigt ist.The expansion gear 15 is on the output side with the delivery item 13 connected and converts the drive movement of the expanding motor 14 in an axial displacement of the feed piece 13 along the longitudinal axis of the honing tool 1 or the expanding rod 8th around. The delivery item 13 is with the expanding bar 8th connected, but decoupled from their rotation, ie the delivery item 13 is axial relative to the carrier 16 displaceable and also determines the axial position of the expansion rod in accordance with its axial adjustment 8th , but is rotationally dormant. This is between the delivery item 13 and the expanding bar 8th a swivel 17 provided as in 2 is shown.

Wie in 2 zu sehen ist, weist das Zustellstück 13 einen Hülsenkörper 18 auf, der starr mittels einer Schraubenverbindung mit einem nicht dargestellten Ausgangselement des Aufweitgetriebes 15 verbunden ist und ein Endstück 20 der Aufweitstange 8 drehbar aufnimmt, wobei zwischen dem Endstück 20 und dem Hülsenkörper 18 zwei Radiallager vorgesehen sind. Um Axialkräfte aufnehmen zu können, sind zwischen dem Endstück und dem Hülsenkörper 18 zusätzlich zwei Axialwälzlager 21 und 22 angeordnet, die das Endstück 20 gegenüber dem Hülsenkörper 18 in beiden Axialrichtungen abstützen, um zwischen dem Hülsenkörper 18 und dem Endstück 20 sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen zu können. Wie aus 2 ersichtlich ist, dreht sich das Endstück 20 also mit der Aufweitstange 8, während der Hülsenkörper 18 rotatorisch ruht. Das Endstück 20 ist mittels einer lösbaren Verbindungsvorrichtung 23 mit dem Körper der Aufweitstange 8 verbunden, um bei einem Wechseln des Honwerkzeugs 1 die Aufweitstange 8 von dem Endstück 20 trennen zu können.As in 2 can be seen, shows the delivery item 13 a sleeve body 18 on the rigid by means of a screw connection with an output element, not shown, of the expansion gear 15 is connected and an end piece 20 the expanding rod 8th rotatably receives, being between the end piece 20 and the sleeve body 18 two radial bearings are provided. In order to be able to absorb axial forces, there are between the end piece and the sleeve body 18 additionally two axial roller bearings 21 and 22 arranged that the tail 20 towards the sleeve body 18 support in both axial directions to between the sleeve body 18 and the tail 20 to be able to transmit both tensile and compressive forces. How out 2 can be seen, the end piece rotates 20 so with the expanding bar 8th while the sleeve body 18 rotationally resting. The tail 20 is by means of a detachable connecting device 23 with the body of the expander rod 8th connected to when changing the honing tool 1 the expanding bar 8th from the tail 20 to be able to separate.

Wie in 1 zu sehen ist, ist bei dieser Ausführungsform eine Kraftmeßeinheit 24 an dem Träger 16 angeordnet, um die Zustellkraft F zu erfassen. Wie aus 1 ersichtlich, wird hierbei die in dem Träger 16 wirkende Reaktionskraft F_R gemessen, die im Betrag mit der Zustellkraft F, mit der das Zustellstück 13 beaufschlagt wird, übereinstimmt, jedoch in entgegengesetzter Richtung wirkt, d.h. wenn die Zustellkraft F eine Druckkraft ist, ist die Reaktionskraft F_R eine Zugkraft.As in 1 can be seen in this embodiment is a force measuring unit 24 on the carrier 16 arranged to detect the feed force F. How out 1 it can be seen here that in the carrier 16 acting reaction force F _R measured in the amount with the feed force F with which the feed piece 13 is acted upon, coincides, but acts in the opposite direction, ie if the feed force F is a compressive force, the reaction force F _{R is} a tensile force.

Zur Messung der Zustellkraft bzw. der Reaktionskraft F_R dient der Träger 16 als Kraft/Längenwandler, wobei die angreifende Kraft in eine Längenänderung des Trägers 16 umgewandelt wird. Zur Bestimmung der Kraft wird die Längenänderung des Trägers gemessen, wobei als Meßwertgeber eine Längenmeßeinrichtung verwendet wird. Vorzugsweise ist hierbei ein Dehnungsmeßstreifen auf die Oberfläche des Trägers 16 aufgeklebt, der die Dehnung des Trägers 16 erfaßt.The carrier is used to measure the feed force or the reaction force F _R 16 as a force / length converter, the applied force in a change in length of the carrier 16 is converted. To determine the force, the change in length of the carrier is measured, a length measuring device being used as the measuring transducer. Preferably, there is a strain gauge on the surface of the carrier 16 glued on the stretch of the wearer 16 detected.

Um die Zustellkraft genau und unabhängig von lokalen Einflüssen zu erfassen, sind mehrere Kraftmeßeinheiten 24 an dem Träger 16 angebracht, die, wie in 3 gezeigt ist, vorzugsweise in einer Brückenschaltung miteinander verbunden sind. Um sowohl die Längsdehnung des Trägers 16 in Richtung der Reaktionskraft F_R als auch die Querkontraktion des Trägers 16 exakt zu erfassen, sind jeweils zumindest ein Dehnungsmeßstreifen sowohl in als auch senkrecht zur Kraftflußrichtung angeordnet. Vorzugsweise sind die Kraftmeßeinheiten 24 mittig an dem Träger 16 befestigt, um die Dehnung desselben unter einem möglichst einachsigen Spannungszustand zu erfassen.To measure the infeed force precisely and independently of local influences, there are several force measuring units 24 on the carrier 16 attached which, as in 3 is shown, are preferably connected to one another in a bridge circuit. To both the longitudinal expansion of the beam 16 in the direction of the reaction force F _R as well as the transverse contraction of the carrier 16 To detect exactly, at least one strain gauge is arranged both in and perpendicular to the direction of the force flow. The force measuring units are preferably 24 in the middle of the carrier 16 attached to detect the elongation of the same under a uniaxial stress state as possible.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 2 kann die Kraftmeßeinheit 24 auch auf dem Zustellstück 13, vorzugsweise mittig auf dem Hülsenkörper 18, angebracht werden, so daß nicht die Reaktionskraft F_R, sondern direkt die Zustellkraft F erfaßt wird. Davon abgesehen, entspricht die Ausführungsform nach 2 der zuvor in Verbindung mit 1 beschriebenen Ausführungsform.According to the embodiment 2 can the force measuring unit 24 also on the delivery item 13 , preferably in the middle of the sleeve body 18 , are attached so that not the reaction force F _R , but the feed force F is detected directly. That being said, the embodiment corresponds to 2 who previously associated with 1 described embodiment.

Die, wie in 3 gezeigt ist, mit einer Brückenspeisespannung U versorgten Kraftmeßeinheiten 24 geben ein Ausgangssignal S, das von einer nicht dargestellten Regeleinrichtung, die mit dem Aufweitantrieb 12 verbunden ist, zur Regelung der Zustellkraft F verwendet wird. Hierdurch kann die Zustellkraft F exakt auf einem gewünschten, ggf. sich mit der Zeit verändernden Wert gehalten werden.The as in 3 is shown, with a bridge supply voltage U supplied force measuring units 24 give an output signal S from a control device, not shown, with the expansion drive 12 is connected to regulate the feed force F is used. As a result, the infeed force F can be kept exactly at a desired value, which may change over time.

Die Funktionsweise der Aufweitvorrichtung ist aus 1 ersichtlich. Zunächst, um das Honwerkzeug 1 in eine Bohrung o.dgl. eines Werkstückes einzuführen, ist das Zustellstück 13 in einer in 1 oberen Ruhestellung, so daß die Aufweitkonen 9 und 10 den Belagträger 5 nicht aufweiten und die Honbeläge 4 dementsprechend in einer eingefahrenen Ruhestellung sind. Um die Honbeläge 4 anzustellen und gegen die zu bearbeitende Oberfläche zu pressen, wird das Zustellstück 13 nach unten verfahren, so daß die Aufweitstange 8 mit den Aufweitkonen 9 und 10 gegen den Belagträger 5 gedrückt wird, so daß in der Aufweitstange 8 und dem Zustellstück 13 eine Druckspannung aufgebaut wird.The operation of the expanding device is off 1 seen. First, to the honing tool 1 in a hole or the like. Introducing a workpiece is the delivery piece 13 in one in 1 upper rest position, so that the expansion cones 9 and 10 the brake pad 5 do not widen and the honing pads 4 are accordingly in a retracted rest position. To the honing pads 4 to set and press against the surface to be machined becomes the delivery item 13 move downwards so that the expanding rod 8th with the expansion cones 9 and 10 against the brake pad 5 is pressed so that in the expansion rod 8th and the delivery item 13 a compressive stress is built up.

Während des Bearbeitungsprozesses rotiert das Honwerkzeug 1 einschließlich der Hohlspindel 6 sowie der Aufweitstange 8, während das Zustellstück 13 rotatorisch ruht. Die Auf- und Abbewegung des Honwerkzeugs 1, die mit dem Hubschlitten 2 bewirkt wird, wird auch auf den rotatorisch ruhenden Teil der Aufweitvorrichtung übertragen. Hierdurch werden auch der Träger 16, der Aufweitantrieb 12 und das Zustellstück 13 axial auf- und abbewegt. Durch das Abwärtsdrücken des Zustellstückes 13 verspannt sich dieses über das Lineargetriebe 15 gegenüber dem Träger 16, so daß die Druckkraft F komplementär der Reaktionskraft F_R entspricht. Sowohl bei Erfassung der Reaktionskraft F_R als auch der Zustellkraft F wird die entsprechende Kraft jeweils an einem rotatorisch ruhenden Abschnitt des Aufweitmechanismus' 7 erfaßt. Das entsprechende Meßsignal, das die Zustellkraft repräsentiert, kann zur rückkoppelnden Steuerung der Zustellkraft bzw. des Aufweitantriebmotors 14 verwendet werden. Die Erfassung der Zustellkraft, in Kraftflußrichtung gesehen abwärts des Getriebes 15, bewirkt eine genaue Erfassung der tatsächlich wirkenden Kraft, die Verluste im Getriebe 15 berücksichtigt.The honing tool rotates during the machining process 1 including the hollow spindle 6 as well as the expanding rod 8th while the delivery item 13 rotationally resting. The up and down movement of the honing tool 1 that with the lift carriage 2 is effected, is also transferred to the rotationally stationary part of the expanding device. This also becomes the carrier 16 , the expansion drive 12 and the delivery item 13 moved axially up and down. By pushing the delivery piece down 13 this clamps over the linear gear 15 towards the carrier 16 , so that the pressure force F complements the reaction force F _R. When the reaction force F _R and the feed force F are detected, the corresponding force is in each case applied to a rotationally stationary section of the expansion mechanism. 7 detected. The corresponding measurement signal, which represents the feed force, can be used for feedback control of the feed force or of the expander motor 14 be used. The detection of the infeed force, seen in the direction of the force flow down the transmission 15 , causes an exact recording of the actually acting force, the losses in the transmission 15 considered.

Die Anordnung der Kraftmeßeinheit 24 an einem rotatorisch ruhenden Abschnitt des Aufweitmechanismus' vereinfacht die Übertragung der Meßsignale wesentlich, wobei die Messung der Zustellkraft sehr exakt ist.The arrangement of the force measuring unit 24 on a rotationally stationary section of the expanding mechanism, the transmission of the measurement signals is considerably simplified, the measurement of the feed force being very precise.

Claims

Device for expanding a honing tool ( 1 ) with at least one adjustable honing pad ( 4 ), with an expanding mechanism ( 7 ) to adjust the honing tool and a force measuring unit ( 24 ) for measuring a feed force (F) of the expanding mechanism ( 7 ), characterized in that the force measuring unit ( 24 ) on a rotationally stationary section of the expanding mechanism ( 7 ) is arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the expanding mechanism ( 7 ) a carrier ( 16 ) and one relative to the carrier ( 16 ) movable delivery piece ( 13 ) having.

Device according to claim 2, characterized in that the force measuring unit ( 24 ) with the delivery item ( 13 ) connected is.

Device according to claim 2 or 3, characterized characterized that the force measuring unit ( 24 ) with the carrier ( 16 ) connected is.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the expanding mechanism ( 7 ) one with the honing tool ( 1 ) and expansion bar rotatable relative to the rotationally stationary section ( 8th ), the expanding rod ( 8th ) relative to the honing tool ( 1 ) is axially displaceable and preferably with an expansion element, such as an expansion cone ( 9 . 10 ) that the honing pads (according to its axial position 4 ) hires.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the expanding rod ( 8th ) with the delivery item ( 13 ) connected and rotatable relative to it, preferably between the expansion rod ( 8th ) and the delivery item ( 13 ) a swivel ( 17 ), especially a roller bearing ( 21 . 22 ), is provided.

Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the expanding mechanism ( 7 ) an expansion drive ( 12 ), especially an electric stepper motor ( 14 ) and a gearbox assigned to it ( 15 ), to adjust the delivery item ( 13 ), the expansion drive ( 12 ) preferably on the carrier ( 16 ) is stored.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a regulating device for regulating the feed force is provided, which is connected to the force measuring unit ( 24 ) connected is.

Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the expanding mechanism ( 7 ) with a tool guide, especially a lifting slide ( 2 ), connected and movable with it, preferably the carrier ( 16 ) is rigidly connected to the tool guide.

Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the carrier ( 16 ) has a tubular housing piece, the feed piece ( 13 ) is arranged in the housing piece.

Device according to one of claims 2 to 10, characterized in that the carrier ( 16 ) and / or the delivery item ( 13 ) forms a force / length converter and a length measuring device is provided as a measuring value transmitter.

Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the force measuring unit ( 24 ) has a strain gauge.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that several force measuring units ( 24 ) are provided, which are preferably connected to one another in a bridge circuit and are arranged in or perpendicular to the direction of force flow.