DE2010636B2 - Maschine zum automatischen Honen von Bohrungen mit geringem Durchmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum automatischen Honen von Bohrungen mit geringem Durchmesser, insbesondere von Sacklöchern, die am Lochboden nur eine kleine ringförmige Hinterdrehung haben, mit einem drehantreibbaren und relativ zur Werkstückbohrung hin- und herbewegbaren Honwerkzeug, das durch eine in der Achse des Werkzeuges axial veriagerbare

ao und von einem Motor angetriebene Zugstange mit konischem Kopf aufweitbar ist. wobei die Aufweitung in Abhängigkeit von dem bei der Oberflächenbearbeitung auftretenden Widerstandsmoment über eine Einrichtung zur Steuerung des Motors erfolgt.

as Es sind bereits nachstellbare Werkzeuge zur Feinbearbeitung von Bohrungen mittels Schleifkörper bekannt (deutsche Patentschrift 870 367) mit einer in der Achse des Werkzeuges axial vcrlagerbaren Zugstange, die mindestens einen konischen Kopf aufweist, durch den das Werkzeug bei Axialverlagerung der Zugstange aufweitbar ist.

Ferner ist es bei derartigen Maschinen zur Feinbearbeitung von Bohrungen bekannt (deutsche Gebrauchsmuster 1 948 626 und 1 949 587), die mit einem oder mehreren konischen Abschnitten versehene Stange zum Aufweiten des Honwerkzeuges mittels eines Elektromotors während des Honvorganges so zu verschieben, daß zwischen den Honsteinen und der Bohrung selbsttätig ein vorgegebener Schleifdruck eingehalten wird. Für die Regelung des Schleifo/uckes wird dabei die vom Widerstandsmoment abhängige Motorstromaufnahme herangezogen, um die Drehzahl des Motors und damit die Verschiebung der Aufweitstange entsprechend den Änderungen des Motorstromes zu regeln. Die dafür benötigten elektrotechnischen Einrichtungen sind jedoch technisch aufwendig und entsprechend kostspielig.

Es ist weiterhin bekannt (USA.-Patentschrift 2 323 780), bei Honmaschinen eine anschlagbegrenzte Tischsteuerung vorzunehmen, bei der die Bewegung des Werkstückschlittens durch Ventile gesteuert wird, die bei Erreichen der eingestellten Endstellungen des Werkstückschlittens von diesem automatisch umgesteuert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs erwähnten Art mit einer rein mechanisch arbeitenden, einfach zu handhabenden Einrichtung auszubilden, die es erlaubt, die Aufweitung des Honwerkzeuges in Abhängigkeit von dem bei der Oberflächenbearbeitung auftretenden Widerstandsmoment automatisch zu steuern.

Diese Aufgabe findet ihre Lösung nach der Erfindung dadurch, daß der Stator des gleichzeitig dem Honwerkzeugdrehantrieb dienenden Motors in Lagern eines ortsfesten Rahmens verdrehbar gelagert und normalerweise in einer einem vorgegebenen Wert des Widerstandsmoments de-, Honwerkzeugs entsprechenden Gleichgewichtslage elastisch gehalten ist. derart.

d.iß. durch clic auftretenden Änderungen des VVidei-Miindmnnients der Stator mis seiner Gleiehgewichtsuellung uuslenkbar und damit die Steuereinrichtung für die Aufteilung des Honwerkzeugs beiiitigbar ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß sowohl der Vorschub als auch die Aufweimng des Honwerkzeugs ohne zusätzliche elektrische Steuereinrichtungen allein durch die bei der Oberflächenbearbeitung der jeweiligen Bohrung auftretenden Auslenkungen des Stators des verwendeten Antriebsmotors aus seiner Gleichgc- m wichtsstellung bewirkt werden kann, Die Einrichtung ist entsprechend einfach, damit robust und betriebssicher ausgebildet.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6 in Verbindung mit der folgenden Beschreibung.

Ein Ausführungsb'eispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seilenansicht der Maschine,

F 1 g. 2 eine Endansicht der Maschine ohne den Werksuickschlitten von tier linken Seite in F i g. 1 her gesehen.

F i g. 3 eine teilweise weggebrochen dargestellte Endansicht des Werkstückschliitens, ebenfalls von der linken Seite in F i g. 1 her gesehen, und

Fig.4 einen Schnitt durch den Werkstückschlitten gemäß Schnittlinie IVIV in F i g. 3.

Die in der Zeichnung gezeigte Maschine hat einen ortsfesten Rahmen I, der einen um seine eigene Achse »verdrehbaren« Elektromotor 2 aufnimmt. Die mit Jem R(jior4 des Elektromotors verbundene Motorwelle 3 ragt beiderseits über den verdrehbaren Stator 5 hinaus und ist über Lager 6, 7 im Rahmen I gelagert.

Das bei der Oberflächenbearbeitung von Bohrungen auftretende Widerstandsmoment des Stators 5 wird durch eine Ausgleichsfeder 8 ausgeglichen, die einerseits an einem radialen Arm 5a des Stators 5 und andererseiu an einer Stellschraube¹) sitzt, die in einer seitlichen Nase la des Rahmens I einstellbar angeordnet ist. Der Rahmen 1 weist außerdem zwei verstellbare Anschlage 20a, 20b auf, die mit einem Finger 5b am verdrehbaren Stator 5 zusammenwirken, um dessen Verdrehungsweg oder -amplitude zu begrenzen.

Zur den Honorganen, die von der Motorwelle 3 angetrieben werden, gehört ein zylindrisches Honwerkzeug 10. das am Wellenende 3a der Motorwelle 3 sitzt und eine konische Bohrung aufweist, in der eine konische Zugstange Il fii·· die Aufweitung des Honwerkzeuges 10 verschiebbar gelagert ist.

Die axiale Verschiebung der Zugstange Il wird durch eine Ringmutter 12 bewirkt, die über einen Klemmteil 13 mit der Zugstange 11 verbunden ist.

Die Ringmutier 12 ist an ihrem Umfang gerändelt (der Grund hierfür wird später erläutert) und auf das Außengewinde des Wellenendes 3,7 aufgeschraubt, das eine Axialbohrung 3b aufweist, in der der zylindrische Schaft I \;i der Zugstange If gleiten kann.

Das zu honende Werkstück P ist wcichgelagert in eine Halterung 14 eingesetzt, die nachgiebig in einem Schlitten 16 befestigt ist und von Nasen 15 gegen Mildrehen gesichert wird. Der Werkslückschlitten 16 kann eine axiale Hin- und Herbewegung ausführen, die durch einen doppeltwirkenden Betätigungszylinder 17 ausgelöst wird, der im Ralimen I untergebracht ist und dessen Kollx-nsiange 17i mit dem Werkstückschiitien 16 verbunden ist.

Diu· Beaufschlagung des Bcuingungvylinder·. 17 durch ein Druckmittel wird von zwei endseitig angeordneten Ventilen 18,7, I8i> gesteuert, die ven am Werkstückschlitten 16 vorgesehenen Anschlägen 19a, 190 in Form zweier verstellbarer Schrauben betätigt werden.

Die .Schraubstellung der Ringmutter 12 auf dem mit Außengewinde versehenen Wellenende 3a (im Sinne einer Zugwirkung auf die konische 7ugstange Il zur Aufweitung des Honwerkzeugs 10) wird durch eine Abbremsung dieser Ringmutter, die normalerweise bestrebt ist, sich gleichförmig mit der Antriebswelle zu drehen, auf die sie aufgeschraubt ist. geregelt Die hierzu dienende Bremsvorrichtung besteht aus einem Hammer 21, der durch einen einfach wirkenden Druckmittelzylinder 22 betätigt wird, dessen Beaufschlagung durch ein von der Auslenkung des Stators 5 aus der Gleichgewichtslage abhängiges Ventil 23 erfolgt.

Der Fall des Hammers 21 auf die Ringmutter 12 und damit die Stillsetzung der Mutter wird ausgelöst durch die periodische Unterbrechung der Druckmittelzufuhr zum Druckmittelzylinder 22; die:e Unterbrechung wird periodisch durch das endschalterbctäligte Ventil 18a bewirkt. Die Dauer der Betriebsphasen Jes Motors 2 wird durch ein in der Zeichnung nichi dargestelltes Ze· tscha it sy stern geregelt.

Die vorstehend beschriebene Honmaschine a. heilet wie folgt: Man setzt in die Halterung 14 das zu honende Werkstück P ein, nachdem man vorher das Honwerkzeug 10 in zusammengezogenem Zustand — also mit seinem kleinstmöglichen Durchmesser — in das zu bearbeitende Werkstück eingeführt hat. Dann schaltet man den Motor 2 ein.

Das Honwerkzeug 10 dreht sich frei und somit ohne ein Widerslandsmoment im Werkstück P, üas unter der Einwirkung des Betätigungszylinders 17 eine axiale Hin- und Herbewegung ausführt. Gleichzeitig bewirkt der Stator 5 des Motors 2 die Öffnung des Ventils 23, das in Reihe mit dem endschalierbetätigte<i Ventil 18a treschaltei ist und die Funktion und die Stillsetzung des Hammers 21 steuert, dessen Schlag durch das genannte endschalierbetäligte Ventil 18a ausgelöst wird.

Sobald der Flammer wirksam wird und somit eine periodische Bremswirkung auf die Ringmutter 12 ausübt, wird über die Ringmutter 12 und den Klemmteil 13 ein Zug auf die Zugslange Il ausgeübt, wodurch das Honwerkzeug 10 aufgeweitet wird. Dadurch entsteht ein Widerstandsmoment, welches das Antriebsmoment erhöht und sich in einer Veränderung des Gleichgewichtszustandes des Stators 5 auswirkt, der sich dadurch entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors 4 verdreht.

Diese Verdrehung des Stators 5 unterbricht die Betätigung des Ventils 23. so daß der Hammer 21 nicht mehr auf die Ringmutter 12 einwirkt.

Das Honwerkzeug 10 hat unterdessen seine Arbeit fortgesetzt, jedoch hat sich das Widerstandsmomenl zunächst ver- ,ngert und dann auf Null reduziert, so daß der Stator 5 wieder seine Anfangsstellting einnimmt.

Nach Beendigung der beschriebenen Phase hört die Aufweitung des Flonwerkzeuges 10 auf, das Ventil 23 ist äußer Betrieb, und der Bearbeitungszyklus endet mit einem Schlichtvorgang.

Durch Verstellen der axialen Schubstrecke für das Werkstück P, nämlich durch Verstellen der Anschläge 19a, 196, kann man nach Belieben auf den in der Bohrung des Werkstückes Perzielten Konus einwirken.

Die Zeit, die zur Erzielung dp«; frewiinsrhtrn Hnnah-

hubs (Unterschied der Innendurchmesser von gehonten und noch nicht gehonten Werkstücken) erforderlich ist. bestimmt sich erstens nach dem Zcitschalisystem. das die Laufzeit des Motors und die Aufweitung des Honwerk/euges steuert, und zweitens nach der Spannung der Atisgleichsfedcr 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   |_T Maschine zum automatischen Honen von Bohrungen mit geringem Durchmesser, insbesondere von Sacklöchern, die am Lochboden tiur eine kleine ringförmige Hinserdrehung haben, mit einem drehantreibbaren und relativ zur Werkstückbohrung hin- und herbewegbaren Honwerkzeug, das durch eine in der Achse des Werkzeugs axial verlagerbare und von einem Motor angetriebene Zugstange mit konischem Kopf aufweitbar ist, wobei die Aufweitung in Abhängigkeit von dem bei der Oberflächenbearbeitung auftretenden Widerstandsmoment über eine Einrichtung zur Steuerung des Motors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (5) des gleichzeitig dem Honwerkzeugdrehantrieb dienenden Motors (4,5) in Lagern eines ortsfesten Rahmens (1) verdrehbar gelagert und normalerweise in einer einem vorgegebenen Wert des Wider stundsmomenis des Honwerkzeugs (10) entsprechenden Gleichgewichtslage elastisch gehalten ist. derart, daß durch die auftretenden Änderungen des Widerstandsmoments der Stator (5) aus seiner Gleichgewichtsstellung auslenkbar und damit die Steuereinrichtung für die Aufweitung des Honwerk zcugs (10) betätigbar ist.
2. 2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Festpunkt am Stator (5) und einem Festpunkt am Rahmen (1) eine Ausglcichsfeder (8) ingeordnet ist. und daß eine Stellschraube (9) zwischen einem dieser Festpunkte und dem entsprechenden Ende der A MSgleichsfeder (8) vorgesehen ι*'.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1, *.?i der die Zugstange durch Drehung einer Ringmutter axial verschiebbar ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmutter (12) auf das Ende der das Honwerkzeug (10) tragenden Motorwelle (3) aufgeschraubt ist und einen Klemmteil (13) umschließt, der durch eine diametrale öffnung am Ende der Motorwelle (3) am Schaft (11«?) der Zugstange (11) angreift, und daß für die Steuerung der Relativdrehung der Ringmutter (12), die normalerweise bestrebt ist, sich mit der Motorwelle (3) zu drehen, und für die axiale Verlagerung der Ringmutter (12) und der Zugstange (11) in bezug auf das Honwerkzeug (10) eine Bremseinrichtung mit einem Hammer (21) vorgesehen ist, der periodisch auf die Ringmutter (12) schlägt und durch einen einfach wirkenden Druckmittelzylinder (22) auslösbar ist, dessen Druckmittelzufuhr über ein am Rahmen (1) angebrachtes und durch den verdrehbaren Stator (5) des Motors (2) gesteuertes Ventil (23) erfolgt.
4. 4. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das zu honende Werkstück (F) in an sich bekannter Weise in einem parallel zur Motorwelle (3) hin- und herbewegbaren Werkstückschlitten (16) angeordnet ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückschlitten (16) an der Kolbenstange (17a) eines doppeltwirkenden Betätigungszylinders (17) angebracht ist, dessen Druckmittelzufuhr von zwei durch den Werkstückschlitten (16) selbst ausgelösten Ventilen (18a, 186) gesteuert ist, und daß die auslösenden Anschlüge (19a, 19fe) vorzugsweise verstellbar an dem Werkstückschlitten (16) angeordnet sind.

   b. Maschine mich Anspruch i, diitlurth
   /Gjchnui, daß das Ventil (23) /ur Beaufschlagung des Druckmittelzylinders (22) für den Hammer (21) mit einem der beiden Ventile (18</, 186) für die Umsteuerung des Wcrkstückschliitens (16) derart in Reihe geschaltet ist, daß der Hammer (21) im selben Zeitpunkt fällt, in dem der Werkstüekscbliuen (16) seinen Rücklauf beginnt.