DE2519416C3 - Honwerkzeug für Bohrungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug für Bohrungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus den US-Patentschriften 27 54 639 und 27 77 259 sind Honwerkzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt geworden, bei denen die Honkörperträger im wesentlichen U-förmige, aus Blech gebogene Halbschalen sind, deren Seitenkanten die Schrägflächen für die als Rollen, Stifte od. dgl. ausgebildeten Ausweitkeile bilden. Diese Werkzeuge sind zwar mit relativ geringem Fertigungsaufwand in großen Stückzahlen herzustellen, neigen jedoch zum Schwingen bzw. Rattern, was nicht nur zu frühzeitigem Honkörperverschleiß durch Zerrüttung des Gefüges des Honkörpers und frühzeitiges Ausbrechen der Schleifkörner führt, sondern auch durch die dabei erzeugten Töne ist die Gesundheit und Leistungsfähigkeit der Arbeiter beeinträchtigt.

In der DE-OS 2124 281 ist ein Honwerkzeug dargestellt, bei dem eine Mitnehmerstange vorhanden

50 ist, die zur Mitnahme der als Schalenkörper ausgebildeten Honleistenträger in Drehrichtung dient. Sie ist im Schalenkörper beweglich gelagert und hat den Nachteil, daß sie den geringsten Arbeitsdurchmesser des Honwerkzeugs begrenzt

Aus der DE-PS 8 90 611 ist ein nachstellbares Honwerkzeug bekannt geworden, das als sogenanntes Segmentwerkzeug ausgebildet ist und dementsprechend geschlossene Honsegmente besitzt, die als nahezu halbzylindrische Schalen ausgebildet sind. Beide segmeniförmigen Honkörper sind auf einer einzigen dünnwandigen elastischen Metallhülse beispielsweise durch Klebung angebracht Die Metallhülse ist durch Schrauben am Werkzeugkörper festgestellt und kann durch Druckstücke aufgeweitet werden, die in Schlitzen des Werkzeugkörpers geführt sind und mit einem im Werkzeugkörper geführten Aufweitkonus zusammenwirken. Bei diesem Werkzeug ist die Herstellung der zylinderringförmigen Segmente recht schwierig, und es ist nicht für hohe Zerspanungsleistungen geeignet Die Segmente auf der elastischen Metallhülse sind zu labil und die Sicherung gegen Drehung ist gering. Außerdem sucht einer der Honkörper nach Art einer selbstverstärkenden Bremse sich von allein aufzuweiten.

Aus der DE-PS 12 98 896 ist ein Honwerkzeug bekannt geworden, das einen vierkantigen Werkzeugkörper und zwei diesem in der innenform angepaßte Honkörperträger besitzt, die am Außenumfang halbzylindrisch sind. Auf diesem halbzylindrischen Außenumfang ist je eine Blechschale mittig befestigt, die auf beiden Seiten dieser mittigen Befestigung ebenfalls schalenförmige Honkörper trägt. Die Aufweitung erfolgt über Druckstücke von einem mittleren Aufweitkörper her. Bei diesem Honkörper ist die Verdrehsicherung auf dem Werkzeugkörper wesentlich besser gelöst, da sich die Honkörperträger auf dem vierkantigen Werkzeugkörper gut führen. Allerding ist die Herstellung der Segmente schwierig und kostenaufwendig, und die Segmente können bei schwierigen Bearbeitungsfällen zum Schwingen und Rattern neigen.

Aufgabe uer Erfindung ist es, ein Honwerkzeug der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das auch in größeren Abmessungen besonders einfach herstellbar ist, eine gute Verdrehsicherung der Honkörperträger auf dem Werkzeugkörper ermöglicht und besonders schwingungs- und ratterfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung ist es möglich, ein besonders stabiles, schwingungs- und ratterarmes Honwerkzeug einfach herstellbar zu machen. Der Werkzeugkörper kann ein einfaches Rohr sein, und die Honkörperträger sind Flachmaterialabschnitte, die durch Abkanten in die gewünschte Form gebracht werden. Durch den flächigen Angriff der Aufweitkeile an den Seitenkanten der Honkörperträger erfolgt die Ableitung der in Umfangsrichtung wirkenden Kräfte unmittelbar dort. Die an den Honkörperträgern mittig angeschweißten Führungsbolzen sorgen für eine genaue und schwingungsgedämpfte radiale Führung der Honkörperträger. Durch die Dachkantform in Verbindung mit der seitlichen Abstützung wird eine außerordentliche Stabilität erreicht. Die Honleisten können unter Vermeidung aller Dämpfungsglieder schwingungsmechanisch so eng wie möglich an die Honkörperträger gekoppelt sein, so daß man eine gegenseitige Dämpfung der Honkörper bei evtl. auftretenden Schwingungserscheinungen erreicht. Die Honleisten haben mit

Sicherheit nicht alle die gleiche Schwingungsfrequenz, so daß sie sich gegenseitig dämpfen.

Durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 5 ist die Aufweiteinrichtung besonders einfach und stabil herzustellen, wobei nach Anspruch 5 für jeden Honkörperträger eine Vierpunkt-Auflage entsteht, die zusammen mit seiner dachartigen Gestalt seine Starrheit unterstützt. Durch die bevorzugte Ausbildung nach Anspruch 6 kann mit einfachsten Mitteln die genau gleid .mäßige Verstelking auf beiden Seiten sichergestellt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um eine Honmaschine mit einer axial verschiebbaren oder einer drehbaren Aufweitstange handelt Im letzteren Falle müßte ein entsprechendes Zwischengetriebe (beispielsweise Schrägschlitz und -stift) vorgesehen sein. Das Merkmal nach Anspruch 7 sorgt für eine automatische Rückstellung und Unterstützung der üblichen, die Honkörperträger nach innen drückenden Schlauchfeder.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. la und Ib zwei Hälften einer Querschnittsansicht (geschnitten nach der Linie I-I in Fig. 2), wobei Fig. la einen halben Schnitt durch die Ausführungsform nach Fig.2 zeigt, während in Fig. Ib das Honwerkzeug durch zusätzliche Maßnahmen für einen anderen Soll-Durchmesser vorgesehen ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Honwerkzeugs nach F i g. 1 und

Fig.3 einen Längsschnitt durch ein Detail des Honwerkzeugs nach Fig.2 (nach der Linie III-III in F ig. 2).

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Honwerkzeug 11 besitzt einen rohrförmigen Werkzeugkörper 12, der an seinem einen Ende mit einem nicht dargestellten Anschluß an die Spindel einer Honmaschine versehen ist. Außerhalb des Umfanges 13 des Werkzeugkörpers sind zwei Honkörperträger 14 einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Sie bestehen aus einem Flachmaterialabschnitt, beispielsweise einer Stahlplatte, die in Achsrichtung des Werkzeugkörpers eine firstartige Abknickung 15 aufweist, so daß der Honkörperträger eine dachförmige Gestalt mit zwei flachen Seitenteilen 16 erhält, die zueinander einen Winkel von ca. 120° bilden. Dieser Winkel kann in Abhängigkeit von Größe, Art und Anzahl der Honkörper zwischen 100 und 140° schwanken. Er wird unter Umrtänden größer sein, wenn statt der bevorzugten zwei Honkörperträger drei oder mehr vorgesehen sind. Jeder Honkörperträger überdeckt mit seinen beiden Seitenteilen 16 etwas mehr als ein Viertel des Umfanges des Werkzeugkörpers. Es wird also eine großflächige Aufnahmevorrichtung für Honleisten geschaffen.

Im Bereich des Firstes 15 sind zylindrische Führungsbolzen 17 angeschweißt, die durch einander gegenüberliegende, radiale Bohrungen 18 im Werkzeugkörper in dessen mittlere öffnung 19 hineinragen. In axialer Richtung sind zwei Führungsbolzen im oberen und unteren Bereich des Honwerkzeuges vorgesehen. Es ist aber auch möglich, bei im Vergleich zu ihrem Umfang axial längeren Honwerkzeugen mehr Führungsbolzen vorzusehen oder ihnen eine andere Gestalt zu geben, obwohl wegen der einfachen Herstellung zylindrische Führungsbolzen bevorzugt sind. Sie sind in Bohrungen des Honkörperträgers eingesetzt und vorn und hinten verschweißt.

An den axial verlaufenden Seilenkanten 20 der Honkörperträger 14 sind Klötze 21 mit Schrägflächen 22 angebracht, und zwar durch Schweißung. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist an jeder Seitenkante im oberen und unteren Bereich des Honkörperträgers je ein Klotz 21 angebracht Die Schrägflächen 22 liegen so, daß die sich jeweils gegenüberliegenden Schrägflächen zweier benachbarter Seitenkanten 20 einen nach oben offenen keilförmigen Spalt begrenzen. Die Klötze sind unter einem solchen Winkel an die Honkörperträger 14

lu angeschweißt, daß die einander benachbarten Klötze, die zu den einander gegenüberliegenden Honkörperträgern gehören, miteinander fluchten.

Der Aufweitmechanismus des Honwerkzeuges weist zwei gesonderte Aufweiteinrichtungen 23 auf, die miteinander identisch sind und an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen außen am Werkz?ugkörper angeordnet sind. Sie sind jeweils gegenüber den Führungsbolzen um 90° versetzt angeordnet Jede Aufweiteinrichtung 23 besitzt im dargestellten Beispiel zwei Aufweitkeile 24,25, die am oberen und unteren Teil des Werkzeugkörpers angeordnet sind und mit ihren Keilflächen 26 mit den Schrägflächen 22 der Klötze 21 zusammenwirken. Bei den Aufweitkeilen handelt es sich ebenso wie bei den Klötzen um im wesentlichen von ebenen Flächen begrenzte klotz- oder plattenartige Teile. Die beiden Aufweitkeile jeder Seite sind auf einem leisten- bzw. plattenförmigen Führungsstück 27, z. B. durch Schweißung, angebracht. Das Führungsstück 27 besitzt zwischen den beiden Aufweitkeilen ein Langloch 28, durch das eine Führungsschraube 29 hindurchragt, die in den Werkzeugkörper eingeschraubt ist (siehe auch F i g. 3). Langloch und Führungsschraube sorgen dafür, daß das Führungsstück 27 zusammen mit den beiden Keilen gegenüber dem Werkzeugkörper

ü und damit gegenüber den Klötzen in axialer Richtung verschiebbar ist. Es kann hier aber auch jede andere Art einer linearen Führung verwendet werden. Die Führungsstücke 27 laufen in axialen Nuten des Werkzeugkörpers.

■ίο Wie insbesondere aus F i g. 3 zu erkennen ist, ist im oberen Teil des Honwerkzeuges ein quer zur Werkzeugachse verlaufendes Joch 30 angeordnet, dessen beide Enden durch Schlitze 31 im Werkzeugkörper nach außen ragen und in Aussparungen 32 im Führungsstück

■r> und in den Aufweitkeilen eingreifen. Das im wesentlichen T-förmig ausgebildete Joch ist durch Querstifte 33 mit den Aufweitkeilen bzw. Führungsstücken beider Seiten verbunden. Eine Feder 34, die sich an einem Stift 35 im Werkzeuginneren 19 abstützt, belastet das Joch

in nach oben, d. h. in Richtung auf den Maschinenanschliiß. Von dieser Seite aus wirkt eine Aufweitstange 36 auf das Joch ein. Hierbei kann es sich unmittelbar um die axial verschiebbare Aufweitstange der Honmaschine handeln oder es kann eine Zwischenstange sein, die ihrerseits an

j"> die Aufweilstange anschließbar ist

Es ist zu erkennen, daß sich beide Honkörperträger 14 mit ihren Seitenkanten über die Klötze 21 und unter Zwischenschaltung der Aufweitkeile 24, 25 gegeneinander abstützen, so daß jeder Honkörperträger auf vier »Beinen« steht Durch die dachartige Ausbildung ist ferner vermieden, daß der Honkörper durchfedern kann, so daß sich eine außerordentlich starre Anordnung ergibt. Umfangskräfte werden einerseits über die Führungsbolzen 17 und andererseits über die Aufweiteinrichtung in den Werkzeugkörper abgeleitet, d. h. ziemlich unmittelbar. Die Feder 34 sorgt dafür, daß das Honwerkzeug beim Zurückziehen der Aufweitstange (in Fig. 3 nach oben) sofort in seine Ausgangslage

zurückgeht, indem das Joch angehoben wird und die Aufweiteinrichtung in ihre oberste Lage zurückgezogen wird. Die Honkörperträger werden an ihrem oberen Ende durch eine Schlauchfeder 37 und am unteren Ende durch zwei Zugfedern 38, die in an den Honkörperträ- ο gern angeschweißte Haken eingehängt sind, nach innen gegen den Werkzeugkörper gezogen. Diese sorgen auch stets für einen guten kraftschlüssigen Kontakt zwischen den Schrägflächen 22 und den Keilflächen 26.

Auf jedem Honkörperträger sind vier in Achsrich- ι ο tung langgestreckte, parallel zueinander verlaufende, rechteckige Honleisten 39 angeordnet. Diese Honleisten haben im vorliegenden Ausführungsbeispiel im unabgenutzten Zustand einen im wesentlichen quadratischen Querschnitt Sie können jedoch bis auf eine sehr flach-rechteckige Form abgenutzt werden (angedeutet durch die strichpunktierte Linie 40 in F i g. la).

Von den vier Honleisten je Honkörperträger sind je zwei auf jedem flachen Seitenteil 16 angebracht, und zwar jeweils unter einem solchen Winkel versetzt, daß ihre Außenfläche im Neuzustand tangential und im durch Abnutzung angepaßten Zustand parallel zur strichpunktierten Umfangslinie 40 des Durchmessers 41a, 416 (bei den Fig. la und Ib) verläuft In den Seitenteilen 16 sind bei F i g. 1 a schräge Aufnahme-Ausnehmungen 42 für die Honleisten eingeschnitten, deren Boden tangential zu einem Kreis um die Werkzeugdrehachse 43 verläuft Da dieser Boden 42 unter einem Winkel zur Oberfläche der flachen Seitenteile 16 verläuft, entsteht jeweils auf der von der Mittellinie der Seitenteile hinwegweisenden Seite eine Anschlagfläche 44, gegen die die Honleiste 39 durch eine keilförmige Klemmleiste 45 gespannt werden kann, die mittels Schrauben 46 an den Seitenteilen festgespannt werden kann. Vorteilhaft läuft der Boden der Aufnahme-Ausnehmungen 42 in Richtung auf die Klemmleiste in die Oberfläche der Seitenteile aus.

Bei größeren Honwerkzeugen, für die die Erfindung ganz besonders geeignet ist, ist es vorteilhaft, je Honkörperträger vier oder mehr Honleisten vorzuse- ■)» hen, die jeweils im Abstand voneinander angeordnet sind. Dadurch ergibt sich ein guter Zugang der Honflüssigkeit und eine gute Abfuhr des Abriebes. Bei kleineren Honwerkzeugen kann es jedoch auch ausreichen, wenn auf jedem Seitenteil 16 nur eine ·;> einzige, unter Umständen recht flache, Honleiste angeordnet wird. Aus F i g. 2 ist auch zu erkennen, daß bei einem Honwerkzeug mit großer axialer Länge, wie es dargestellt ist die Honleisten in Achsrichtung zweigeteilt sind, um nicht zu lange und zerbrechliche Horilcisien herstellen zu müssen. Bei einem axial kürzeren Honwerkzeug ist es übrigens auch ausreichend, nur einen Aufweitkeil und einen K!otz je Seitenkante auf jeder Seite vorzusehen, wobei dann der Keil eine axial längere Form haben kann.

In Fig. Ib ist das gleiche Honwerkzeug dargestellt das lediglich in Bezug auf die Anbringung der Honleisten verändert ist Der Honkörperträger kann mit dem nach F i g. la genau übereinstimmen, hat jedoch im vorliegenden Beispiel keine Aufnahme-Ausnehmun- wi gen 42, die jedoch auch nicht stören wurden, wenn sie vorhanden wären. Auf jedem Seitenteil 16 ist ein Distanzstück 48 angeordnet auf dem wiederum eine Spannplatte 49 aufliegt Distanzstück 48 und Spannplatte 49 sind durch Schrauben 50, von denen eine · strichliniert dargestellt ist auf dem Honkörperträger 14 festgespannt Die Distanzstücke 48 sind keilförmige Platten, die sich zu den Außenkanten 20 hin erweitern und Durchgangslöcher für die Schrauben 50 haben. Die Spannplatten 49 haben eine Gestalt, die der der Seitenteile 16 nach Fi g. la entspricht, d.h. sie besitzen Aufnahme-Ausnehmungen 42, in denen Honleisten 39 gleicher Gestalt wie in Fig. la aufgenommen und durch Klemmleisten 45 festgespannt sind.

Durch diese Maßnahmen wird der Soll-Durchmesser des gleichen Honwerkzeuges von dem kleinsten Soll-Durchmesser 41a auf einen wesentlich größeren Soll-Durchmesser 416 vergrößert, so daß mit dem Honwerkzeug durch Zwischenschaltung der Distanzstücke und Spannplatten ein großer Durchmesserbereich bestrichen werden kann. Das Honwerkzeug wird dadurch für den Benutzer außerordentlich wirtschaftlich, da er nur wenige Grunddurchmesser von Honwerkzeugen auf Lager zu haben braucht und diese mit wenigen Handgriffen innerhalb eines großen SoII-Durchmesser-Bereiches verändern kann. Durch den sehr großen radialen Aufweitbereich infolge der vorteilhaften Aufweiteinrichtungen 23 ist zusätzlich noch eine Feinanpassung an kleinere Stufen von Soll-Durchmessern gegeben. Außerdem erlaubt dieser große Aufweitbereich eine Verwendung von radial sehr hohen Honleisten und ihre weitgehende Abnutzung.

Die in Fig. Ib dargestellte Ausführungsform besitzt gesonderte Distanzstücke und Spannplatten. Zur Anpassung an unterschiedliche Durchmesserbereiche sind zahlreiche Variationen im Rahmen der Erfindung möglich. So können beispielsweise die Spannplatten dadurch entfallen, daß die Distanzstücke 48 gleich die entsprechenden Spanneinrichtungen für die Honleisten aufweisen. Es ist, wie bereits erwähnt, auch möglich, die Aufnahme-Ausnehmungen 42 in den Seitenteilen 16 trotz der Anordnung von Distanzstücken oder Spannplatten zu belassen, damit man auch den kleinsten Soll-Durchmesser ausnutzen kann. Ferner ist es möglich, sowohl die Distanzstücke 48 als auch die Spannplatten 49 nicht als flache Platten, sondern mit der dachförmigen Gestalt der Honkörperträger auszubilden, so daß beide Seitenteile von einem Distanzstück oder einer Spannplatte überdeckt werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung des Durchmesserbereiches ist das Auswechseln des Honkörperträgers durch Aushängen der Federn 37, 38 gegen einen Honkörperträger, der entweder mit dickeren Seitenteilen versehen ist oder auf dem Distanzstücke und/oder Spannplatten bereits angebracht sind. Dies kann zur Rationalisierung im Betrieb von Vorteil sein, weil dann ein Durchmesserwechsel bereits außerhalb der Maschine vorbereitet werden kann, ohne daß das Honwerkzeug selbst von der Maschine heruntergenommen werden muß. Überhaupt läßt sich bei der Erfindung ein Wechsel der Honleisten sehr einfach vornehmen, und es ist möglich, mit wenigen Handgriffen eine gesamte Spannplatte oder einen Honkörperträger mit abgenutzten Honleisten gegen ein entsprechendes neues Teil auszutauschen. In diesem Zusammenhang ist es besonders wichtig, daß durch die Ausbildung der Honkörperträger und/oder der Distanzstücke die Honleisten alle die gleiche Höhe haben können und bis auf einen gleichen Wert herunter abgenutzt werden können. Auch ist es durch die beschriebene Anordnung möglich, ein und dieselbe Spannplatte für verschiedene Durchmesserstufen zu benutzen. Dazu trägt die Keilform der Distanzstücke 48 bei. Bei einer Ausführung mit auswechselbaren, unterschiedlich starken Honkörperträgern 14 kann der Abkantwinkel zwischen den beiden Seitpntpilen pni-

sprechend verändert sein.

Es hat sich herausgestellt, daß das Honwerkzeug nach der Erfindung besonders schwingungs- und ratterfrei arbeitet. Dadurch werden nicht nur die Oberflächen besser und die Standzeiten wesentlich höher, weil jedes Rattern oder Schwingen eine Selbstzerstörung der Honleisten herbeiführt, sondern auch die Arbeitsgeräusche werden wesentlich herabgesetzt, was im Betrieb sehr erwünscht ist Die dargestellte Ausführungsform mit getrennten Distanzstücken und Spannplatten ist deswegen von Vorteil, weil die Distanzplatten dann, wie dargestellt, parallelflächige Platten sein können und je nach Durchmesser unterschiedlich keilförmige Distanzstücke eingesetzt werden können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

•09 643/225

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Honwerkzeug für Bohrungen mit gegenüber einem Werkzeugkörper radial geführten, einen großen Bereich des Umfangs des Honwerkzeugs einnehmenden, aus dachartig abgekanteten Flachmaterialabschnitten bestehenden Honkörperträgern und einem Aufweitmechanismus, der außerhalb des Werkzeugkörpers an den Honkörperträgern angreift und wenigstens je einen axial verschiebbaren Aufweitkeil besitzt, der mit einer an dem Honkörperträger vorgesehenen Schrägfläche zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Honkörperträger (14) an ihnen mittig angeschweißte Führungsbolzen (17) besitzen, die sich in radialen '5 Bohrungen (^8) des Werkzeugkörpers (12) führen und daß die Aufweitkeile (24, 25) und Schrägflächen (22) flächig aneinander liegen.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitkeile (24,25) an den Seitenkanten (20) der Honkörperträger (14) angreifen.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitkeile (24, 25) zwischen den einander benachbarten Seitenkanten (20) der Honkörperträger (14) angeordnet sind.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (22) an Klötzen (21) vorgesehen sind, die an den Seitenkanten (20) der Honkörperträger (14) angeschweißt sind.

5. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß in axialer Richtung des Honwerkzeugs hintereinander zwei Aufweitkeile (24, 25) vorgesehen sind, die durch ein Führungsstück (27) miteinander verbunden sind.

6. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufweitkeile (24, 25) durch ein gemeinsames, sich quer durch den Werkzeugkörper (12) erstreckendes Joch (30) gemeinsam axial verschiebbar sind, auf das eine Aufweitstange (36) einwirkt.

7. Honwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (30) durch eine Feder (34) entgegen der Aufweitrichtung belastet ist. *5