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Vorrichtung zum Honen von Kolbenringen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Honen von Kolbenringen
mit einer drehbaren Honspindel,einer mehrschaligen Spanneinrichtung zum Vorspannen
der an der Honspindel angeordneten Kolbenringe und einer unterhalb der Spanneinrichtung
angeordneten feststehenden Honbüchse, in die die Honspindel mit den Kolbenringen
einfahrbar ist.
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Mit Hilfe einer derartigen Vorrichtung werden die Kolbenringe vorgespannt
und in die Honbüchse eingefahren, wo sie von der Honspindel gedreht werden. Der
eigentliche Honvorgang findet dabei zwischen der inneren Oberfläche der Honbüchse
und der Oberfläche der Kolbenringe statt. Dabei wird flüssiges Kühimittel mit Läppulver
auf der der Honspindel zugewandten Seite der Honbüchse zugeführt. Diese Zuführung
erfolgt von oberhalb des obersten Kolbenringes.
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Bei den bisher bekannten Vorrichtungen der eingangs genannten Art
besteht der große Nachteil, daß sie nur für eine begrenzte Anzahl von Arbeitsgängen
und damit von Kolbenringen verwendbar sind. Denn der beim Bearbeiten von Kolbenringen
entstehende Abtrag der Oberfläche der Gußbüchse führt zu einer Vergrößerung des
Innendurchmessers dieser Büchse, so daß nach einer bestimmten Zeit die BUchse nicht
mehr verwendbar ist. Die Anzahl der Kolbenringe, die mit Hilfe einer Honbüchse bearbeitet
werden kann, wird weiter dadurch verringert, daß aufgrund der einstitigen Zuführung
des Honöles die Paketgröße beschränkt ist. Diese Paketgröße liegt üblicherweise
bei etwa 20 bis 30 Kolbenringen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Kolbenringe
zu vergrößern, die bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art von einer Honbüchse
bearbeitet werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art vor, bei der die Honbüchse mindestens einen etwa in Längsrichtung
verlaufenden Schlitz aufweist, dessen Kanten aufeinander zu verspannbar bzw. zustellbar
sind.
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Die Breite des Schlitzes kann dabei irgendeinen Wert annehmen. sie
kann dabei auch gleich 0 sein. Der Schlitz kann sowohl genau in Längsrichtung verlaufen,
als auch einen kleinen Winkel mit der Längsrichtung einschließen. Durch diese Maßnahmen
wird es möglich, den Innendurchmesser der Honbüchse in gewissen Grenzen zu verändern,
wodurch ein Nachstellen möglich wird. Damit ist es aber möglich,
den
während der Bearbeitungszeit auftretenden Materialabtrag an der Honbüchse auszugleichen
und somit die Anzahl der von der Honbüchse bearbeiteten Kolbenringe zu vergrößern.
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Die Nachstellung kann dabei durch eine Verringerung der Breite des
Schlitzes erfolgen, indem die Kanten aufeinanderzu zugestellt werden. Dies kann
sowohl mit normalen Spannschlößern o.dgl. erfolgen, es ist jedoch auch möglich,
dies mit einem Schrittmotor durchzuführen, wie die Erfindung vorschlägt.
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In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß die Honbüchse 2 in einer
die Längsachse der Buchse schneidenden Ebene liegende Schlitze aufweist, die die
Honbüchse in 2 nicht geschlossene Hälften trennen, von denen die eine Hälfte in
Richtung der Längsachse verschiebbar ist. Mit Hilfe dieser besonders günstigen Ausführungsform
wird die Veränderung des Innendurchmessers der Honbüchse also dadurch erreicht,
daß die beiden Hälften der Honbüchse in Längsrichtung gegeneinander verschoben werden.
Da der Winkel, den die Ebene und die Längsachse der Buchse einschließen, nur gering
ist, ist die bei der Verschiebung auftretende Unrundheit nur so geringfügig, daß
sie sich bei der Bearbeitung der Kolbenringe nicht störend auswirkt. Bei dieser
Ausführungsform ist selbstverständlich auch eine Spanneinrichtung vorgesehen, die
die beiden Hälften der Honschale aufeinanderzu anpreßt, um eine der Aufbreitung
der Kolbenringe entgegenwirkende Kraft zu erzeugen.
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In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß ein Schrittmotor zur
schrittweisen Verschiebung der einen Hälfte gegenüber der anderen vorgesehen ist.
Dieser Schrittmotor kann beispielsweise derart gesteuert werden, daß er nach einer
bestimmten Bearbeitungszeit oder einer bestimmten Anzahl von Bearbeitungsgängen
eine automatische Verschiebung der
einen Hälfte um eine bestimmten
Mindestbetrag durchführt.
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Die Erfindung sieht zu diesem Zweck ebenfalls vor, daß die Längskanten
der Schlitze eine übereinstimmende Verzahnung aufweisen, wobei der Zahnabstand einem
Verstellungsschritt entspricht. Diese Verzahnung dient einer möglichst genauen Maßhaltung.
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Damit bei der Verschiebung der einen Hälfte gegenüber der anderen
keine ungewünschte seitliche Verschiebung auftreten kann, schlägt die Erfindung
weiterhin vor, daß beide Hälten im Bereich der Schlitze eine vorzugsweise ebene
Abplattung aufweisen, wobei für jeden Schlitz an der Abplattung einer Hälfte eine
Führungsplatte angeordnet ist.
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Da bei den bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art das Honöl
mit dem Läppulver einseitig zugeführt wird, besteht bei diesen Vorrichtungen der
Nachteil, daß der oberste Kolbenring das Kühlmittel kaum oder gar nicht durchläßt
und die unteren Ringe daher immer weniger Kühl- bzw. Schmiermittel erhalten. Dadurch
ist die Anzahl der pro Arbeitsgang von der Vorrichtung honbaren Kolbenringe und
damit die von einer Honbüchse während ihrer gesamten Lebensdauer bearbeitbaren Kolbenringe
ebenfalls begrenzt. Deshalb sieht die Erfindung in Weiterbildung vor, daß die Honbüchse
mehrere auf ihrer Innenseite mündene Uffnungen zum Zuführen von Kühl- und/oder Schmiermitteln
aufweist. Dabei sind nach einem weiteren Merkmal die Uffnungen vorzugsweise über
die Länge der Honbüchse gleichmäßig verteilt.
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Mit Hilfe dieser Ausgestaltung ist es möglich, die Anzahl der Kolbenringe
auf ca. 50 pro Arbeitsgang zu erhöhen.
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Gleichzeitig entsteht der besondere Vorteil, daß die Oberflächenqualtität
der Kolbenringe verbessert wird, und daß die Bearbeitung mit einer verringerten
Maschinenleistung durchgeführt werden kann.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen, der folgenden Beschreibung bevorzugten Ausführungsformen
sowie anhand der Zeichnungen.
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Hierbei zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung; Fig. 2 einen Schnitt durch diese Vorrichtung
etwa nach Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht einer Honbüchse bei einer
weiteren Ausführungsform; Fig. 4 eine Aufsicht auf die Honbüchse nach Fig. 3 in
Richtung der Pfeile IV; Fig. 5 eine Seitenansicht einer Honbüchse bei einer weiteren
Ausführungsform Fig. 6 eine Aufsicht auf die Honbüchse nach Fig. 5; Fig. 7 eine
schematische Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 5; Fig. 8 - 10 Schnitte durch
die Anordnung nach Fig. 7.
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Die in Fig. 1 dargestellte Honvorrichtung enthält eine Spindel 11
mit einem im Durchmesser vergrößertenAbschnitt 12. Um den Abschnitt 12 herum sind
mehrere Kolbenringe 13 angeordnet, die zwischen zwei Flanschen 14 festgehalten werden.
Um die Kolbenringe 13 herum ist einer aus zwei Schalen 15 und 16 bestehende Spanneinrichtung
angeordnet.
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Die Schalen 15 und 16 sind mit Hilfe eines Scharnieres 17 aneinander
angelenkt.
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Direkt unterhalb der beiden Schalen 15 und 16 schließt sich eine in
axialer Verlängerung der Spindel 11 angeordnete Honbüchse 18 an. Die Honbüchse 18
weist einen kreiszylinderförmigen Querschnitt auf. Ihr Innendurchmesser entspricht
dabei dem Durchmesser, den die Kolbenringe 13 in Betrieb aufweisen. Im oberen Bereich
der Honbüchse 18 besitzt diese an ihrer Innenseite eine leicht konisch verlaufende
Abschrägung 19. Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, besitzen die Kolbenringe
13 im unbelastenden Zustand einen Innendurchmesser, der etwas größer ist als der
Außendurchmesser des Abschnittes 12. Wenn die aus den Schalen 15 und 16 bestehende
Spanneinrichtung geschlossen wird, so werden die Kolbenringe 13 soweit vorgespannt,
daß ihr Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der Gußbüchse 18 an deren oberen
Ende, d.h. zu Beginn der Abschrägung 19, entspricht.
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Nach Schließen der Spanneinrichtung mit Hilfe der an den dem Scharnier
17 entgegengesetzten Vorderkanten der Schalen 15 und 16 angeordneten Verschlußeinrichtung
20, beispielsweise einet Spannschloß, wird die Spindel 11 in Richtung des Pfeiles
21 in Fig. 1 nach unten bewegt. Dabei gleiten die Oberflächen an der Innenseite
der Schalen 15 und 16 entlang in die Abschrägung 19, wo sie auf ihren endgültigen
Durchmesser,
der dem Innendurchmesser der Honbüchse 18 entspricht,
zusammengedrückt werden. Wenn die Spindel 11 vollständig in die Gußbüchse 18 eingefahren
ist, beginnt der eigentliche Honvorgang. Zu diesem Zweck wird die Honspindel 11
in Richtung des Pfeiles 21 gedreht.
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Die Honbüchse 18 enthält mehrere, über ihre Länge und ihren Umfang
verteilte Uffnungen 23. An die Uffnungen 23 sind an der Außenseite der Honbüchse
18 Leitungen 24 angeschlossen, die mit einer gemeinsamen Zuführeinrichtung 25 für
Honöl verbunden sind.
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In Fig. 3 ist nur die Honbüchse 28 dargestellt. Die übrige Honvorrichtung
zum Honen von Kolbenringen ist genauso aufgebaut wie bei der Ausführungsform nach
Fig. 1. Bei dieser Ausführungsform weist die Honbüchse 28 einen in Längsrichtung
verlaufenden Schlitz 26 mit der Breite s auf. Die Honbüchse 28 besitzt zwei Spanneinrichtungen
27, mit deren Hilfe die Breite s des Schlitzes 26 verändert werden kann.
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Jede Spanneinrichtung 27 besteht aus zwei durchbohrten Ansätzen 29,
30, von denen jeweils eine auf jeder Seite des Schlitzes 25 an der Honbüchse 28
angebracht ist.
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Der Ansatz 29 besitzt eine glatte Innenbohrung,während der Ansatz
30 eine mit einem Innengewinde versehene Innenbohrung aufweist. Durch die Ansätze
ist jeweils eine Schraube 31 gesteckt, deren Gewinde in das Innengewinde im Ansatz
30 eingreift. Durch verschieden starkes Anziehen der Schrauben 31 läßt sich die
Breite s des Schlitzes 26 verändern.
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Der Schlitz 26 könnte statt in Länqsrichtunq zu verlaufen auch leicht
schräg zur Länqsrichtunq verlaufend anqeordnet sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 besteht die Honbüchse 38
aus zwei Hälften 39 und 40. Die beiden Hälften 39 und 40 zusammen bilden die im
Querschnitt kreisringförmige Honbüchse 38. Die Trennlinie der beiden Hälften liegt
in einer Ebene 41, die mit der Längsachse 42 der Honbüchse 38 einen Winkel oa einschließt.
Die linke Hälfte 39 der Honbüchse 38 ist ortsfest an einem Maschinenteil 43 angeordnet.
Beide Hälften werden mit Hilfe zweier Zugankersysteme 44 aneinandergepreßt. Jedes
Zugankersystem besteht aus zwei Zugbalken 45, die mit Hilfe je eines Schraubbolzens
46 auf jeder Seite der Honbüchse 38 aufeinanderzu vorgespannt sind. Die beiden in
Fig. 5 und 6 rechten Zugbalken 45 besitzen in ihrer Mitte jeweils eine Gewindebohrung,
in die ein weiterer Schraubbolzen 47 eingesetzt ist. Dieser Schraubbolzen 47 dient
dazu, eine Nachstellung der Anpreßkraft der rechten Hälfte 40 gegen die linke Hälfte
39 auszuführen.
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Die in Fig. 5 und 6 rechte Hälfte 40 der Honbüchse ist in Vertikalrichtung,
d.h. in Richtung ihrer Längsachse 42, verschiebbar angeordnet. Bei der Anordnung
nach Fig. 5 sind an jeweils einem festen Maschinenteil 48 zwei Ausleger 49 mit jeweils
einer Gewindebohrung angeordnet. Die in die Gewindebohrungen eingeschraubten Verstellschrauben
50 dienen dazu, eine Verschiebung der Honbüchsenhälfte 40 in axialer Richtung durchzuführen.
Statt dieser beiden Verstellschrauben 50 könnte auch ein Hydraulikzylinder, ein
Stellmotor oder ein Schrittmotor vorgesehen sein, um die Verschiebung
der
Honbüchsenhälfte durchzuführen. Bei einem Schrittmotor bestünde der Vorteil, daß
dieser in Abhängigkeit von der Anzahl der Bearbeitungsvorgänge, d.h. in Abhängigkeit
von der Abnützung, automatisch eine Verschiebung um einen bestimmten Mindestbetrag
durchführen könnte.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsform besitzt den großen
Vorteil, daß durch die Selbstführung der beiden Büchsenhälften an den durch die
Trennungsschnitte gebildeten Schrägflächen ein Verspannen der beiden Hälften weitgehend
ausgeschaltet wird. Dies wird noch dadurch unterstützt, daß beide Büchsenhälften
39 und 40 im Bereich der Schrägflächen jeweils eine in Längsrichtung 42 verlaufende
Abplattung 51 aufweist, die eine ebene Oberfläche darstellt. Aus Fig. 6 ist zu sehen,
daß die Büchsenhälfte 39 an ihren beiden Abplattungen 51 jeweils eine Führungsplatte
52 aufweist, die in Fig. 5 zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen wurde.
Mit Hilfe dieser ebenen Abplattungen lassen sich die beiden Büchsenhälften 39 und
40 leichter in der gewünschten Richtung verschieben, während eine Verschiebung in
Richtung der beiden Zugbalken 45 verhindert wird.
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Aus den Fig. 7 bis 10 ist die Wirkung der Verschiebung der einen Büchsenhälfte
40 gegenüber der anderen 39 zu sehen.
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Fig. 8 bis 10 zeigen Schnitte durch die vereinfachte Darstellung nach
Fig. 7,und zwar in Höhe der Linien VIII-VIII, IX-IX und X-X. Dabei ist der Winkel
übertrieben groß dargestellt. Es ist zu sehen, daß eine leichte Unrundheit der Innenbohrung
der Honbüchse 38 entsteht, die jedoch wegen der Rotation keinen nachteiligen Einfluß
auf die Oberflächenbeschaffenheit der Kolbenringe ausübt.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 10 besitzt die Honbüchse
38 einen Schlitz der Breite 0, der in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
Kanten mit einer glatten Oberfläche besitzt. Statt dessen könnten die Längskanten
der Schlitze auch eine übereinstimmende leichte Verzahnung aufweisen, wobei der
Zahnabstand einem Verstellungschritt entspräche.
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Die bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 vorgesehenen Uffnungen
für die Zufuhr von Kühl- bzw. Schmiermitteln könnten ebenfalls bei den Honbüchsen
28 bzw, 38 nach den Fig. 3 bis 10 vorhanden sein. Damit ließe sich auch bei diesen
Honbüchsen eine größere Anzahl von Kolbenringen pro Arbeitsgang bearbeiten.