DE19724527A1 - Hon- oder Feinwerkzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Hon- oder Feinwerkzeug gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Honringe sind in vielfältiger Form im Stand der Technik bekannt. Gattungsgemäße Honringe besitzen Reibpartikel aus Korund- oder ähnlich hartem Material. Diese Reibpartikel können keramisch oder über eine Kunsthartmatrix miteinander verbunden sein. Die bekann­ ten Hon- oder Feinringe werden auf Antriebsaggregate von Honmaschinen aufgespannt. Die gattungsgemäßen Hon- oder Feinräder werden zur Feinbearbeitung von Zahnflan­ ken von Zahnrädern benutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Hon- oder Feinwerkzeug gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Durch ein zwischen dem zahnradartig profilierten Ar­ beitsringabschnitt des Honringes und einem Aufspannab­ schnitt des Werkzeuges auf einem Antriebsaggregat vorge­ sehenes axiales Ausweichspiel ist eine, insbesondere elastische Ausweichbarkeit des Arbeitsringabschnittes gegenüber dem Aufspannabschnitt in Achsrichtung der Werkzeugdrehachse gegeben, so daß Taumelfehler, welche die Zahnrohlinge besitzen können, ausgeglichen werden können. Die Zahnflanken des Honringes können bei der Bearbeitung der Zahnflanken des Zahnrad-Rohlinges eine Ausweichbewegung in Form einer Taumelbewegung durchfüh­ ren. Das Werkzeug kann geringfügig ausweichen. In einer ersten Variante ist eine elastische Zone vorgese­ hen, mittels welcher eine elastische Ausweichbarkeit gewährleistet ist. Diese kann vorzugsweise von einem elastischen Ringabschnitt ausgebildet sein. Der elasti­ sche Ringabschnitt kann von einer ringförmigen Trennfu­ ge eines zweigeteilten Tragringes gebildet werden, welcher Tragring Träger des Honringes ist. Der Trag­ ring kann ein radial äußeres Ringteil und ein radial inneres Ringteil besitzen. Die beiden Ringteile sind dann bevorzugt mittels eines elastischen Werkstoffes verbunden, so daß die beiden Ringteile gegeneinander ausweichen können. Die beiden Ringteile sind vorzugs­ weise über ein elastomeres Lager miteinander verbun­ den. Die Trennfuge zwischen den beiden Ringkörpern kann dabei aus Silikon oder einer anderen gießfähigen und elastisch aushärtbaren Masse gebildet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die eine eigenständige Bedeutung hat, sind die Zahnflanken der zahnradartigen Profilierungen im Arbeitsringabschnitt hohl ausgebildet. In der Draufsicht auf die Zahnflanke besitzt diese ein torförmiges Höhenprofil. Diese Profi­ lierung erfolgt über ein spezielles Abrichtwerkzeug. Dies bewirkt einen erhöhten Abtrag an den Rändern der Zahnflanken der zu bearbeitenden Zahnrad-Rohlinge. Ein weiterer, eigenständiger Gedanke der Erfindung besteht darin, das Hon- oder Feinwerkzeug aus einem Honring aus keramischem oder ähnlichem Material mit Reibpartikeln auszugestalten, welcher auf einen Tragring auswechsel­ bar aufgespannt ist. Der Hon- oder Feinring kann da­ durch der ausgebildet werden. Der Aufspannabschnitt des Tragringes kann standardisiert sein zur Aufnahme auf einer Antriebswelle eines Antriebsaggregates. Zur Aufnahme des Hon- oder Feinringes auf dem Tragring kann letzterer eine Umfangsnut ausbilden, wobei eine Wand der Nut von einem lösbaren Druckring ausgebildet wird. Bei gelöstem Druckring kann dann der Hon- oder Feinring in die Nut des Tragringes seitlich eingeschoben wer­ den. Die Nut liegt bei einem Hon-Werkzeug an der zum Zentrum des Werkzeuges hinweisenden Ringinnenfläche. Bei einem Feinwerkzeug liegt die Nut an der radial nach außen weisenden Umfangsfläche des Tragringes. Der Nutboden ist vorzugsweise mit Ringnuten versehen, in welchen elastisch gelagerte Zentrierkörper eingebracht sind. Diese Zentrierkörper können auf einer elasti­ schen Unterlage liegen und als Kugeln ausgebildet sein. Hierdurch ist eine zentrische stabile Lage des Hon- oder Feinringes gegenüber dem Tragring gegeben. Der Honring wird vorzugsweise zwischen den beiden Wän­ den der Nut eingespannt. In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß die beiden Teile des Tragringes aufeinander abgleiten können. Die beiden Teile des Tragringes bilden Gleitflächen aus, die Teile einer Kugeloberfläche sind. Das Zentrum der Kugel liegt in der Drehachse des Werkzeuges, so daß der Ar­ beitsringabschnitt gegenüber dem Aufspannabschnitt taumeln kann, indem sich die beiden Ringteile gegenein­ ander im Bereich der Trennfuge verschieben. Diese Lösung hat den Vorteil, daß ein exakter Punkt vorgege­ ben ist, um welchen das Feinwerkzeug taumeln kann. Es ist denkbar, daß das Ausweichspiel einstellbar ist. Das Ausweichspiel wird vorzugsweise dadurch ermöglicht, daß die beiden Ringteile in Umfangsrichtung nahezu spielfrei über ein Lager, vorzugsweise Kugellager, gefesselt sind. In Achsrichtung besitzt das Lager eine gewisse Ausweichbarkeit von bspw. 12 Mikrometern. Hierdurch ist der Taumelhub definiert. Das Ausweich­ spiel des Ringabschnittes gegenüber dem Aufspannab­ schnitt kann bspw. durch eine Madenschraube festgesetzt werden, wenn das Hon- oder Feinwerkzeug abgerichtet werden soll. Zur Definition der Feststellage kann ein in Radialrichtung verlaufender Fixierstift vorgesehen sein, welcher an seiner Stirnfläche kegelstumpfartig ausgebildet ist. Dieser Fixierstift wird mittels der Madenschraube unter Durchdringung der Trennfuge in eine ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildete Gegebbohrung verlagert.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt durch ein als Feinring ausge­ bildetes Werkzeug,

Fig. 2 eine Draufsicht,

Fig. 3 einen Detailschnitt gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Zahn gemäß der Linie IV-IV,

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Linie V-V,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VI-VI,

Fig. 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt gemäß Fig. 3, Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Fig. 9 (?),

Fig. 8 einen Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Fig. 7,

Fig. 9 eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbei­ spiels ähnlich der Fig. 2 und

Fig. 10 einen Schnitt gemäß der Linie X-X in Fig. 9.

Das in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft ein Feinwerkzeug. Das Werkzeug besteht aus einem Feinring 1, welcher in einer radial auswärts ragenden Nut 11 eines Tragringes 6 einliegt. Die Nut wird von Nutwänden 12 und 17 ausgebildet. Die Nutwand 17 ist einem ersten, äußeren Ringteil 9 angeformt. Die gegenüberliegende Nutwand ist einem Druckring 12 zuge­ ordnet, welcher mittels Schrauben 13 auf der Seitenflä­ che oder einer entsprechenden Aussparung der Seitenflä­ che des äußeren Ringteiles 9 aufschraubbar ist. Es sind insgesamt sechs Schrauben 13 vorgesehen.

Um den Feinring 1 in einer zentralen Lage zum Tragring 6 zu fixieren, besitzt der Boden der Nut 11 Ringnuten 14, in welchen auf einer elastischen Unterlage 16 eine Vielzahl von Kugeln 15 liegen, welche gegen die Innen­ fläche des Feinringes 1 drücken. Der Feinring 1 wird mittels des Druckringes 12 in der Nut in Achsrichtung gefesselt.

Der Tragring 6 besteht aus einem äußeren Ringteil 9 und einem inneren Ringteil 10. Das innere Ringteil 10 besitzt einen Aufspannabschnitt 7, mittels welchem das Feinwerkzeug auf einem Antriebsaggregat einer Honmaschi­ ne aufspannbar ist. Zwischen dem äußeren Ringteil 9 und dem inneren Ringteil 10 ist eine elastische Zone 8 vorgesehen. Mittels dieser elastischen Zone 8 sind die beiden Ringteile 9 und 10 miteinander verbunden. Die elastische Zone 8 ist so ausgebildet, daß der innere Ringteil 9 gegenüber dem äußeren Ringteil 10 eine gerin­ ge Ausweichbewegung in Achsrichtung durchführen kann, so daß bei dem sich drehenden Werkzeug der Arbeitsring­ abschnitt 2 taumeln kann.

Die Verbindung zwischen dem Ringteil 9 und dem Ringteil 10 erfolgt vorzugsweise über ein elastomeres Lager. Dieses wird dadurch ausgebildet, daß in die Fuge zwi­ schen den beiden Ringteilen 9 und 10 ein gießfähiges Material eingebracht wird, welches elastisch aushär­ tet. Als Material für den elastischen Ringabschnitt 8 kommt vorzugsweise Silikon in Betracht.

Wie insbesondere den Fig. 3 bis 6 zu entnehmen ist, besitzen die Zahnflanken 4 eine hohle Profilierung. Im mittleren Flankenbereich der Zahnflanken 4 eines Zahnes 3 ist die Bearbeitungsfläche zurückspringend ausgebil­ det, so daß sich eine Hohle 5 ausbildet. Um die Hohle herum erstreckt sich dann ein torförmiges Profil, so daß bei der Bearbeitung der Zahnflanken eines Rohlinges dessen randseitige Bereiche verstärkt bearbeitet wer­ den. Im Zusammenspiel mit der ermöglichten Taumelaus­ weichbewegung der Zahnflanken des Feinringes kann ein Ausgleich von Taumelfehlern an den Zahnrohlingen be­ wirkt werden. Es werden im wesentlichen nur die stirn- und kopfseitigen Flankenabschnitte bearbeitet.

Während beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 6 das Ausweichspiel zwischen Ar­ beitsringabschnitt 2 und Aufspannabschnitt 7 durch eine elastische Ausweichbarkeit der beiden Ringabschnitte bewirkt wird, zeigt das in den Fig. 7 bis 10 dargestell­ te zweite Ausführungsbeispiel eine Variante, bei wel­ cher das Ausweichspiel durch eine gleitende Anlage von Arbeitsringabschnitt 2 gegenüber Aufspannabschnitt 7 gewährleistet ist. Das äußere Ringteil 9 weist hierzu eine Gleitfläche 18' auf, die von einem Abschnitt einer Kugelinnenfläche ausgebildet wird. Das innere Ringteil 10 weist eine Gleitfläche 18'' auf, welche von einem Abschnitt einer Kugelaußenfläche ausgebildet wird. Die erzeugende Kugelfläche ist dabei eine Kugel um einen Zentrumspunkt, welcher in der Ringebene liegt, und zwar in dessen Achse. Die beiden Flächen 18' und 18'' lie­ gen unter Ausbildung einer Trennfuge 18 gleitend aufein­ ander.

Das äußere Ringteil 9 besitzt einen Stift 21, welcher etwa in Radialrichtung verläuft, die Trennfuge 18 kreuzt und in eine Führungsausnehmung 20 des inneren Ringteiles 10 ragt. An seinem in die Führungsaus­ nehmung 20 des inneren Ringteiles 10 ragenden Abschnitt besitzt der Stift 21 ein Lager 19, welches als Kugella­ ger ausgebildet ist. Die Fürungsausnehmung 20 besitzt in Achsrichtung eine größere Erstreckung als in Umfangs­ richtung des Rindteiles 10. Die Erstreckung der Füh­ rungsausnehmung 20 in Umfangsrichtung entspricht dem Außendurchmesser des Lagers 19, so daß die beiden Ring­ teile kein Bewegungsspiel in Umfangsrichtung besitzen, jedoch ein solches in Achsrichtung, wodurch die beiden Ringteile eine Taumelbewegung gegeneinander durchführen können.

Um das äußere Ringteil 9 auf der balligen Gleitfläche 18'' montieren zu können, besitzt das Ringteil 9 einen Ringabschnitt 22, welcher die eine Hälfte der Gleitflä­ che, angrenzend an die Scheitellinie der Gleitfläche 18', ausbildet.

Es ist vorgesehen, daß die beiden Ringteile 9, 10 zum Abrichten der Zähne 3 miteinander fixiert werden kön­ nen. Hierzu dient ein Fixierstift 23, welcher in einer Radialhöhlung 26 des ersten Ringteiles gelagert ist. Die Radialhöhlung 26 fluchtet mit einer Radialhöhlung 27 des zweiten Ringteiles 10. In der Radialhöhlung 27 liegt eine Feder 25, welche sich auf der Stirnfläche des Fixierstiftes 23 abstützt. Im Bereich dieser Stirn­ fläche besitzt der Fixierstift 23 einen kegelstumpfför­ mig ausgebildeten Stirnabschnitt 23', welcher in einen kegelstumpfförmig ausgebildeten Höhlungsendabschnitt 27' der Höhlung 27 eintauchen kann, um die beiden Ring­ teile 9, 10 gegeneinander zu fixieren. In der nicht fixierten Stellung wird der Fixierstift 23 mittels der Feder 25 in Außereingriffsstellung in der Höhlung 27 gehalten.

In einer Querbohrung sitzt eine Madenschraube 24, wel­ che auf eine Schrägfläche des Fixierstiftes 23 drückt, so daß durch Verstellen der Madenschraube 24 die axiale Lage des Fixierstiftes 23 einstellbar ist.

Das Lager 19 kann sich in Axialrichtung der Ausnehmung 20 bewegen, wobei das Bewegungsspiel durch die in Achs­ richtung weisenden Wände 20' der Ausnehmung 20 begrenzt ist. Diese Wände 20' bilden Anschlagbegrenzungen für das Bewegungsspiel.

Es ist ferner vorgesehen, daß alle Einspannflächen des Fein- oder Honringes mit einem abrasionsmindernden Material beschichtet werden, insbesondere wird die beim Feinring nach innen und beim Honring nach außen weisen­ de Umfangsfläche 1' abrasionsmindernd beschichtet. Die Beschichtung kann bspw. durch ein Auffüllen der Vertie­ fungen der rauhen Oberfläche erzeugt werden. Durch diese abrasionsmindernde Beschichtung wird ein Abrieb an den Lagerkugeln 15, welche sich auf den elastischen Lagern 16 abstützen, verhindert.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (21)

1. Hon- oder Feinwerkzeug mit einem Reibpartikel aufwei­ senden Hon- oder Feinring (1) mit zahnradartig profi­ liertem Arbeitsringabschnitt (2), gekennzeichnet durch einen vorzugsweise stählernen Tragring (6) mit einem Aufspannabschnitt (7) zum Aufspannen des Hon- oder Feinwerkzeuges auf ein Antriebsaggregat, auf welchem Tragring (6) der Hon- oder Feinring (1) sitzt, und durch ein Ausweichbeispiel des Arbeitsringabschnittes (2) gegenüber dem Aufspannabschnitt (7) in Achsrichtung der Werkzeugdrehachse.

2. Hon- oder Feinwerkzeug nach Anspruch 1 oder insbeson­ dere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeits­ ringabschnitt (2) und der Aufspannabschnitt (7) zueinan­ der beweglich sind und das axiale Ausweichspiel entwe­ der durch eine elastische Ausweichbarkeit oder durch Anschläge begrenzt ist.

3. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch einen zwischen Arbeitsringab­ schnitt (2) und Aufspannabschnitt (7) angeordneten elastischen Ringabschnitt (8).

4. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Ringab­ schnitt (8) einer Trennfuge zwischen den Teilen eines zweigeteilten Tragringes (6) zugeordnet ist.

5. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (6) ein radial äußeres Ringteil (9) und ein radial inneres Ringteil (10) besitzt, welche Ringteile elastisch miteinander verbunden sind.

6. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ringteile (9, 10) über ein elastomeres Lager (8) miteinander verbun­ den sind.

7. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (8) zwischen den beiden Ringkörpern (9, 10) aus Silikon oder einer anderen gießfähigen und elastisch aushärtbaren Masse gebildet ist.

8. Hon- oder Feinwerkzeug mit einem Reibpartikel aufwei­ senden Hon- oder Feinring (1) mit zahnradförmig profi­ liertem Arbeitsringabschnitt (2), dadurch gekennzeich­ net, daß die Bearbeitungsflanken (4) des Arbeitsringab­ schnittes eine hohle Profilform besitzen.

9. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragring (6) an einer seiner Umfangsflächen eine Nut (11) ausbildet zur Auf­ nahme des Hon- oder Feinringes (1), deren eine Wand von einem lösbaren Druckring (12) gebildet ist.

10. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutboden mindestens eine Ringnut (14) besitzt, in welcher elastisch gelager­ te Zentrierkörper (15) liegen.

11. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch zwei parallel verlaufende Ringnu­ ten (14).

12. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierkörper auf einer elastischen Unterlage (16) aufliegende Kugeln (15) sind.

13. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Hon- oder Feinring (1) zwischen den Nutwänden (12, 17) eingespannt ist.

14. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (8, 9) des Tragringes mit Gleitflächen (18', 18'') aufeinanderlie­ gen.

15. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugende der Gleitflä­ chen (18', 18'') eine Kugel um ein Zentrum in der Dreh­ achse ist.

16. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausweichspiel mittels Einstellmittel einstellbar ist.

17. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausweichspiel zum Ab­ richten des Hon- oder Feinringes festsetzbar ist.

18. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Ausweichspie­ les etwa 12 Mikrometer beträgt.

19. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch eine die Trennfuge (18) kreuzende Lagerung zur Fesselung der beiden Ringteile (9, 10) in Umfangsrichtung und zur Ermöglichung eines anschlagbe­ grenzten Ausweichspiels in Achsrichtung.

20. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, gekennzeichnet durch ein in eine Ausnehmung (20) eintau­ chendes Kugellager (19), wobei die in Achsrichtung weisenden Wände (20') der Ausnehmung (20) die Anschläge ausbilden.

21. Hon- oder Feinwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Hon- oder Feinring an seinen Einspannflächen und insbesondere an seiner einge­ spannten Umfangsfläche (1') abrasionsmindernd beschich­ tet ist.