DE2124281C3 - Honwerkzeug mit zwei radial nach außen druckbaren halbzylindrischen Halterschalen für darauf befestigte Honsteinleisten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug, das zwei gegen Rückholfedern radial nach außen drückbare starre dickwandige, etwa halbzylindrische Halterschalen aufweist, auf welchen zueinander parallelgerichtete, gegebenenfalls quergeteilte Honsteinleisten befestigt sind und welche eine Aniriebshohlwelle umschließen, in der als Stellvorrichtung zwei in axialem Abstand voneinander vorgesehene Doppelkeilpaarungen gelagert sind wobei jede Doppelkeilpaarung zwei entgegengesetzt gerichtete, etwa diametral angeordnete, die Wand der Hohlwelle durchsetzende und in die Wand der Halterschalen eingreifende Stützbolzen aufweist und Antriebshohlwelle und Halterschalen in Drehrichtung durch einen radial gerichteten Mitnehmer gekuppek sind.

Ein Werkzeug mit den vorausgesetzten Gattungsmerkmalen zeigt die US-PS 17 96 060. Bei diesem Werkzeug sind die dem Verschleiß ausgesetzten Honsteinleisten zum Zwecke der Auswechselung auf den durch zwei Rückholfedern miteinander verspannten Halterschalen mittels Kiemmittel befestigt. Die Halterschalen besitzen eine von unterschnittenen Endflanschen begrenzte Umfangsnut. Zur Befestigung der Honsteinleisten dienen längsgerichtete Klemmleisten sowie ein Klemmring. Die Klemmleisten und der Klemmring werden durch Schrauben fest angezogen. Bei dieser Klemmbefestigung stehen die Honsteinleisten nur mit einem relativ kleinen Teil ihrer Dicke, und zwar etwa der halben Dicke, über die Klemmbefestigung über. Dieser somit geringen abnutzbaren Teilhöhe der Leisten entspricht das erreichbare Verstellmaß des aus den Keilpaarungen bestehenden Stellgetriebes innerhalb der Antriebshohlwelle. Die Schraub-Klemmbefestigung für die Honsteinleisten wurde deswegen als notwendig vorgesehen, weil die Art und Ausbildung des Stellgetriebes den Ausbau der Halterschalen zum Zwecke der Auswechselung der Honsteinleisten nicht ratsam erscheinen ließ. Die Halterschalen sind nämlich bei dieser bekannten Bauart wesentliche Bestandteile des grundsätzlichen Werkzeuges und sollen mit der Spezialantriebshohlwelle möglichst dauernd verbunden bleiben. Die unterseitig der Halterschalen vorgesehenen Stützbolzen wären sonst nach dem Abheben der Halterschalen dem Verlust ausgesetzt, weil sie nur kurz ausgebildet sind, da sie sich auf von Kegelabschnitten gebildeten Keilflächen des in der Hohlwelle axialverschieblich geführten stangenartigen Stellkeils abstützen. Der radiale Stellhub ist demgemäß gering. Für den Antrieb der Halterschalen dienen an deren starken Endflanschen vorgesehene radial gerichtete Mitnehmerleisten, die in entsprechende radial gerichtete Nuten ausreichend hoher Flansche der Antriebsweile eingreifen. Die kurzen Stützbolzen neigen naturgemäß bei vibrierender Arbeitsweise zum starken Mitschwinger und zur Geräuschbildung. Nachteilig ist femer die Lage der kleinen Mitnehmerleisten an den Stirnenden dei Schalenelemente. Diese Einspannung oder Führung dei Schalenelemente führt zu Verkantungen und begün stigt auch das Entstehen von Schwingungen und star ken Geräuschen. Auch die Schraub-Klemmbefestigunj der Honsteinleisten auf den Halterschalen ist eine Aus gangssteile für starke Geräuschbildung.

An sich bekannt ist eine Befestigung der Honsteinlei sten auf einem Tragkörper durch Aufkleben (DT-PS 9 66 590). Bei dieser bekannten Bauart ist keine An triebshohlwelle vorgesehen. Die Antriebswelle ist mas siv und von einer dünnwandigen Steuerhülse umschlos sen und erst auf dieser Hülse befinden sich der Forn

der Steuerhülse angepaßte Keilsegmente. Als Mitneh-,nwrelemente füi- die Halterschalen dienen in Schalenmitte angreifende, lediglich kurze, dünne, radiale Stifte. Die Honsteinleisten sind nicht auf den Halterschalen aufgeklebt, sondern auf dünnen Hülsensegmenten, und zwar auf Blechen. Diese mit den Honsteinleisten besetzten Blechsegmente sind auf den Halierschaien mit Schrauben befestigt. Auch bei dieser Bauart ist die Befestigung der Honsteinleisten mittels besonderer hülsen- und schalenartiger Blechsegmente und die Abstützung der Halterschalen auf den außerhalb der Antriebswelle angeordneten Keilsegmenten ursächlich für die Entstehung von Schwingungen und Vibrationen, wodurch die sehr lästigen Geräusche auftreten. Auch die in der Mitte vorgesehenen kurzen, radialen Mitnehmerstifte neigen zu starkem Vibrieren. Das Maß der radialen Verstellbarkeit der Halterschalen ist sehr begrenzt. Bei jeder Durchmesservergrößerung tritt eine Verschlechterung in der Kraftübertragung zwischen den dünnen, radial gerichteten Stiften und den Halterschalen ein. Außerdem müssen die losen Stifte durch das Halteblech für die Honsteinleisten gegen Herausschleudern abgesichert werden.

Es wurde festgestellt, daß zwischen der Nachstellbarkeit und Ausbildung des Stellgetriebes sowie der Art *5 der Erfassung der Halterschalen und der Befestigung der Honsteinleisten engere Beziehung bestehen, die sowohl für die Größe der lärmverursachenden Vibration als auch für die Standdauer der Honsteinleisten ausschlaggebend sind. Nur bei Honsteinleisten geringer Höhe und damit einem erforderlichen kleinen Nachstellbereich kann man sich mit einem Stellgetriebe entsprechend kleiner radialer Hublänge zufriedengeben. Bei größeren Dicken der Honsteinleisten und einem entsprechend wünschenswerten größeren Verschleißmaß benötigt man Stelleinrichtungen mit einem entsprechend großen radialen Hub. Da aber schon die relativ kleine Nachstellbarkeit mit den angegebenen Nachteilen behaftet war, erschien die Absicht zur Schaffung einer Hubvergrößerung und einer Vergröße rung des dem Verschleiß auszusetzenden Maßes der Honsteinleisten zunächst nicht angebracht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Voraussetzungen dafür zu schaffen, daß .nan zur Erzielung eines möglichst hohen Abnutzungsgrades dickerer Honsteinleisten ein Stellgetriebe mit zum Durchmesser der Antriebshohlwelle relativ großem Hub zur Verfugung hat und Honsteinleisten und Stellgetriebe derart stabilisiert befestigt sind, daß trotz großer Verstellmöglichkeiten gegenüber früheren Bauarten eine erhebliehe Geräuschminderung erreicht wird.

Vorgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß unter Verwendung von Halterschalen mit unmittelbar auf deren Mantelfläche aufgeklebten Honsteinleisten diese Halterschalen im Mittelbereich ihrer Länge von den Endabschnitten einer gemeinsamen, in der Antriebshohlwelle unterschiedlich befestigten traversenartigen starken Mitnehmerstange vollständig durchsetzt sind, wobei die Endabschnitte der Mitnehmerstange bis etwa in den mittleren Dickenbereich der Honsteinleisten erstreckt sind und daß die vor und hinter der Mitnehmerstange vorgesehenen, gegenläufig bewegten Stützbolzen jeder Doppelkeilpaarung mit ihren inneren Enden auf seitenversetzten, sich überschneidenden Keilflächen in Nebeneinanderanordnung ^ft5 abgestützt sind.

In vorstehend gekennzeichneter Weise wird erreicht, daß unter weitestgehender Stabilisierung des Werkzeugkörpers in der Antriebshohlwelle ein Stellgetriebe mit Doppelkeilpaarungen untergebracht ist, dessen radialer Gesamthub größer ist als der lichte Durchmesser der Antriebshohlwelle. Die praktische Ausnutzung dieses großen Hubes wird durch die Mitnehmerstange ermöglicht, die traversenartig zugleich beide Halterschalen und die Antriebshohlwelle durchsetzt und mit gewissermaßen Reserveendabschnitten in dem Dickenbereich der unverbrauchten Honsteinleisten eingreift. Bei zunehmendem Verschleiß der Honsteinleisten und Vergrößerung des jeweiligen Hubes der Stützbolzen verlagern sich die Halterschalen mit ihren Bohrungen zwar auf den Endabschnitten der Mitnehmerstange, ohne von dieser aber abzugleiten oder eine Verkleinerung der Mitnahmeflächen in den Bohrungen zuzulassen. Damit sind stets gleichbleibende Antriebsverhältnisse gewährleistet, und die Verbindung beider Schalen durch die besonders lange Mitnehmerstange wird stabilisiert, zumal die Mitnehmerstange in der Antriebshohlwelle fixiert, d. h. unverschieblich und symmetrisch, eingespannt ist. Die genaue bestimmte Lage der Enden der Mitnehmerstange macht es möglich, daß die Honsteinleisten bei aufgeklebter Befestigung bis nahe an den Grund verbraucht werden können. Die Befestigungsart der Mitnehmerstange führt auch dazu, daß unbedenklich die Halterschalen zum Zwecke der Erneuerung verbrauchter Honsteinleisten leicht abgenommen werden können, indem sie nur von den Enden der Mitnehmerstange und den Enden der Stützbolzen abzuheben sind, natürlich nach Entfernung der endseitig angebrachten Rückholfedern. Man kann nun dicke Honsteinleisten aufkleben und diese vollständig abnutzen, weil die unverlierbar in der Antriebshohlwelle fixierte Mitnehmerstange und die gleichfalls in der Antriebshohlwelle stabilisiert angeordneten Stützbolzen selbst bei großem Radialstellhub uneingeschränkt funktionsfähig bleiben. Die Stützbolzen und die traversenartige Mitnehmerstange unterdrücken durch ihre eigene Befestigungsart und die Verbindung der gegenüberliegenden Halterschalen das Aufkommen lästiger Vibrationsgeräusche.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß nur die mittlere Honsteinleiste bei jeder Halterschale aus zwei etwa gleich langen Abschnitten besteht, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei in dem Raum zwischen den Leistenabschnitten jeweils die durch die Schalenwand durchgesteckten Endabschnitte der Mitnehmerstange geführt und die Querbohrungen in den Halterschalenwänden in jeder einstellbaren Stellung der Doppelkeilpaarungen von den Mitnehmerstangenendabschnitten durchsetzt sind. Diese Bauart erlaubt die Verwendung einer starken Mitnehmerstange. Die Funktionsstellung zwischen Mitnehmerstange und den Halterschalen ist leicht überprüfbar.

In weiterer baulicher Ausgestaltung des Honwerkzeuges wird gemäß der Erfindung die Ausbildung derart getroffen, daß die synchron arbeitenden Doppelkeilpaarungen jeweils zwei sich zu einem Zylinder ergänzende halbzylindrische Einsätze mit in etwa ganzer Durchmesserhöhe längsgerichtet abgeschrägten, zueinander konvergierend und dabei sich kreuzend angeordneten Keilflächen aufweisen und die in Sackbohrungen an den Halterschalen angreifenden Stützbolzen im Bereich der inneren Längenabschnitte im Querschnitt halbzylindrisch geformt sind, so daß die Flachseiten der Stützbolzen und die entsprechenden Flachseiten der halbzylindrischen Einsätze aneinanderliegend geführt

sind. Der Vorteil dieser Stellvorrichtung besteht nicht nur in der Erzielung des großen radialen Verstellbereiches, sondern in der gegenseitigen Verspannung der halbzylindrischen Einsätze mit den halbzylindrischen Abschnitten der Stützbolzen, wodurch starke geräuschverursachende Vibrationen unterbunden werden.

Zur Stabilisierung des Werkzeuges und zur Geräuschminderung trägt auch das weitere Merkmal bei, wonach die aus halbzylindrischen Doppeleinsätzen und den Stützbolzen gebildeten Doppelkeilpaarungen durch einen zentralen Stangenabschnitt unter Zwischenschaltung einer Stützscheibe distanziert sind und von dem Stangenabschnitt die quergerichtete Mitnehmerstange durchsetzt ist. Die halbzylindrischen keilförmigen Doppeleinsätze verriegeln sich so mit den Stützbolzen und dem zentralen Stangenabschnitt so fest miteinander, daß zur Zeit der Drehbewegungen ein Ausgleich der Schwungmasse garantiert ist und Vibrationen unterbunden werden, was zur geräuscharmen Arbeitsweise beiträgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Honwerkzeuges nach der Erfindung veranschaulicht.

F i g. 1 zeigt in vertikalem Längsschnitt ein in einen zu bearbeitenden Zylinder eingeführtes Honwerkzeug,

Fig.2 ist ein Querschnitt gemäß Linie 11-11 der Fig. 1.

F i g. 3 ist ein Querschnitt gemäß Linie III-III der Fig. I.

Bei dem in der Zeichnung veranschaulichten Mehrleisten-Honwerkzeug zur Bearbeitung einer Durchgangs- bzw. Sackbohrung 1 sind mehrere, nahezu quadratisch profilierte Honsteinleisten 2 jeweils in Fünfergruppen bei entsprechender, nahezu gleichmäßiger Versetzung in Umfangsrichtung auf die Mantelfläche 3 bzw. in Nuten geringer Tiefe dieser Mantelfläche von zwei dicken, formstabilen, rinnenabschnittartigen Halterschalen 4 aufgeklebt. Die Halterschalen umschließen — gegebenenfalls mit radialem Spiel — einen zentralen, rohrähnlichen Trag- und Anschlußkörper 5. Dieser Tragkörper 5 ist mit der Antriebsstange 6 einer Honmaschine lösbar gekuppelt. Im Kopf des Tragkörpers 5 befindet sich eine axiale Bohrung mit einer Steuerstange 7. Eine korrespondierende Bohrung 8 od. dgl. befindet sich in der Antriebsstange 6, und zwar entweder zur Aufnahme mechanischer Steuermittel oder eines hydraulisch betätigten Gestänges, das auf die Steuerstange 7 einwirkt und ein nachfolgend beschriebenes Stellgetriebe betätigt.

Die formsteifen Halterschalen 4 besitzen eine größere axiale Länge; die Länge ist beispielsweise dreimal größer als der Durchmesser. Die Umfangslänge der Halterschalen ist ebenfalls groß bemessen und beträgt mindestens etwa 120°, kann aber bis zu 180° vergrößert werden. Die radiale Dicke der Halterschalen beträgt etwa 1/6 des Durchmessers, kann aber auch stärker, gegebenenfalls auch etwas schwächer sein. Wesentlich ist, daß die Formsteifigkeit dieser Schalenkörper auch bei hohen Drücken gewährleistet ist.

Wie schon ausgeführt, trägt jede Halterschale eine Gruppe Honsteinleisten 2. Es sind mindestens zwei Honsteinleisten vorgesehen, die in kleinem Abstand von den Schalenlängskanten 9, beispielsweise einer Leistenbreite, aufgeklebt sind. Beim Ausführungsbeispiel sind zwischen den beiden äußeren Leisten in weitestgehend gleichmäßigen Abständen voneinander drei weitere Honsteinleisten aufgeklebt. Die große Schalenlänge und das direkte Aufkleben in flachen Nuten der Mantelfläche ermöglichen die Verwendung einer großen Anzahl schmaler Honsteinleisten. Der Abrieb kam sich deshalb in vielen Zwischenräumen zwischen dei Leisten sammeln und wird hier mit Hilfe der üblicher weise verwendeten Kühlflüssigkeit ausgeschwemm bzw. entfernt.

In der zentralen Längsbohrung 10 des Tragkörpers '. ist eine aus zwei in größerem axialen Abstand vonein ander angeordneten Keilgetrieben gebildete Stellein richtung untergebracht, mit welcher die Schalenkörpei

ίο einschließlich der Honsteinleisten im Sinne einer Auf weitung radial voneinander gegen die zu bearbeitend( Bohrungswand gedrückt werden. An den Enden dei Schalenkörper sind in geneigten Ringnuten 11 au; Schraubenfedern gebildete Rückholfedern 12 angeord net. Die Rückholfedern können auch aus Gummi odei einem geeigneten säurebeständigen Kunststoff ausreichender elastischer Eigenschaften bestehen.

Die als Keilgetriebe ausgebildeten Stellgetriebe bestehen jeweils aus zwei sich zu einem Zylinder ergän· zenden halbzylindrischen Einsätzen 13, 14. Diese Einsätze besitzen längsgerichtet abgeschrägte, zueinander konvergierend angeordnete Keilflächen 15 bzw. 16. Da jeder halbzylindrische Einsatz nur eine der beiden Keilflächen aufweist, sind diese zueinander seitenversetzt.

Jeder Keilfläche ist ein Stützbolzen 17 bzw. 18 zugeordnet. Auf einem wesentlichen Bereich des inneren Längenabschnittes besitzen die Stützbolzen einen halbzylindrischen Querschnitt, so daß sie sich in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise mit flachen Mittelflächen 19 an den ebenfalls flachen Mittelflächen 20 des benachbarten Einsatzkörpers führen. Die äußeren Enden der Stützbolzen 17, 18 greifen in kurze Sackbohrungen 21 der Schalenkörper 4 ein. 22 ist eine Rückholfeder, die als Ringfeder ausgebildet ist. Diese Feder 22 greift in stirnseitige Ausschnitte der Stützbolzen ein und führt sich außerhalb der Stützbolzen in einer Ringnut des Tragkörpers 5.

Im Bereich zwischen den beiden, aus Keilpaarungen gebildeten Stellgetrieben ist eine quergerichtete Mit-

nehmerstange 23 vorgesehen, die in der Mitte eine Führungsbohrung gleichachsig zum Tragkörper 5 aufweist. In dieser Bohrung 24 gleitet axialverschieblich ein Stangenabschnitt 25, der sich mit dem vorderen Ende in Ausnehmungen 26 der Einsatzkörper 13.14 ab-

stützt. Das hintere Ende des Stangenabschnittes 25 ist in einer Ausnehmung 27 einer Stützscheibe 28 gelagert, die sich vor die kleinen Stirnseiten der keilförmigen Einsatzkörper 13, 14 des hinteren Stellgetriebes legt. Die Enden der Mitnehmerstange 23 durchsetzen zu-

nächst Querbohrungen 29 des Tragkörpers 5 und greifen in Querbohrungen 30 der Schalenkörper 4 ein, so daß diese weitestgehend zentral mit dem Tragkörper gekuppelt sind.
Bei Druckeinwirkung auf die Steuerstange 7 wird der

Schub gleichzeitig auf beide Stellgetriebe und deren Keilpaarungen übertragen, und zwar mit Hilfe des Stangenabschnittes 25 und der Stützscheibe 28. Die Mitnehmerstange ist hinsichtlich ihrer Länge durch den Stangenabschnitt 25 einerseits gegen Querverschie-

bung und in dem Tragkörper 5 gegen Längsverschiebung gesichert. Die Schalenkörper 4 können aber auf der Mitnehmerstange 23 radial gerichtete Bewegungen ausführen, und zwar jeweils in der Größe des von den halbzylindrischen Einsätzen 13, 14 auf die Stützbolzen 17, 18 übertragenen Schubes. Die synchrone Arbeitsweise beider Keilgetriebe und sämtlicher Stützbolzen bewirkt eine gleichmäßige Querverschiebung der Schalenkörper unter Beibehaltung der Paralleilage.

In der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise können zwischen den einander zugewendeten Längskanten 9 der beiden Schalenkörper 4 Teile 31 einer Meßvorrichtung angeordnet werden, mit deren Hilfe eine automatische Anzeige des Bearbeitungsmaßes erreicht wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

21 δ Patentansprüche:

1. Honwerkzeug, das zwei gegen Rückholfedern radial nach außen drückbare starre, dickwandige, etwa halbzylindrische Halterschalen aufweist, auf welchen zueinander parallelgerichtete, gegebenenfalls quergeteilte Honsteinleisten befestigt sind und welche eine Antriebshohlwelle umschließen, in der als Stellvorrichtung zwei in axialem Abstand voneinander vorgesehene Doppelkeilpaarungen gelagert sind, wobei jede Doppelkeilpaarung zwei entgegengesetzt gerichtete, etwa diametral angeordnete, die Wand der Hohlwelle durchsetzende und in die Wand der Halterschalen eingreifende Stützbolzen aufweist und Antriebshohlwelle und Halterschalen in Drehrichtung durch einen radialgerichtelen Mitnehmer gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von Halterschalen (4) mit unmittelbar auf deren Mantelfläche aufgeklebten Honsteinleisten (2) diese Haiterschalen im Mittelbereich ihrer Länge von den Endabschnitten einer gemeinsamen, in der Antriebshohlwelle (5) unverschieblich befestigten traversenartigen starken Mitnehmerstange (23) vollständig durchsetzt sind, wobei die Endabschnitte der Mitnehmerstange (23) bis etwa in den mittleren Dickenbereich der Honsteinleisten (2) erstreckt sind und daß die vor und hinter der Mitnehmerstange (23) vorgesehenen, gegenläufig bewegten Stützbolzen (17, 18) jeder Doppelkeilpaarung (13, 14) mit ihren inneren Enden auf seitenversetzten, sich überschneidenden Keilflächen (15, 16) in Nebeneinanderanordnung abgestützt sind.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die mittlere Honsteinleiste (2) bei jeder Halterschale (4) aus zwei etwa gleich langen Abschnitten besteht, die im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei in dem Raum zwischen den Leistenabschnitten jeweils die durch die Schalenwand durchgesteckten Endabschnitte der Mitnehmerstange (23) geführt und die Querbohrungen (30) in den Halterschalenwänden in jeder einstellbaren Stellung der Doppelkeilpaarungen von den Mitnehmerstangenendabschnitten durchsetzt sind.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die synchron arbeitenden Doppelkeilpaarungen jeweils zwei sich zu einem Zylinder ergänzende halbzylindrische Einsätze (13, 14) mit in etwa ganzer Durchmesserhöhe längsgerich· so tet abgeschrägten, zueinander konvergierend und dabei sich kreuzend angeordneten Keilflächen (15. 16) aufweisen und die in Sackbohrungen (21) an den Halterschalen (4) angreifenden Stützbolzen (17, 18) im Bereich der inneren Längsabschnitte im Querschnitt halbzylindrisch geformt sind, so daß die Flachseiten (19) der Stützbolzen (17,18) und die entiprechenden Flachseiten (20) der halbzylindrischen Einsätze (13,14) aneinanderliegend geführt sind.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den halbzylindrischen Doppeleinsätzen (13, 14) und den Stützbolzen (17, 18) gebildeten Doppelkeilpaarungen durch einen tentralen Stangenabschnitt (25) unter Zwischenschaltung einer Stützscheibe (28) distanziert sind, <>s wobei von dem Stangenabschnilt (2S) die querge richtete, Mitnehmerstange (23) durchsetzt ist.

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