DE3035657C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zentrierten Haltern von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine solche Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Es ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum zentrierten Haltern von Werkstücken bekannt (DE-OS 15 02 356). Hierbei sind mehrere übereinander angeordnete Werkzeugauf­ nahmen vorhanden, die durch fest mit einem Grundkörper verbun­ dene einzelne Backen festen gegenseitigen Abstandes gebildet sind. An jeder Backe ist eine weitere Backe verschiebbar ange­ ordnet. Zwischen die Backen lassen sich Pleuel einbringen. Sie werden durch einen Zentrierdorn zentriert, der für jedes Pleuel getrennt im Durchmesser aufweitbar ist. Die Zentrierung erfolgt für jedes Pleuel an einer Stelle zwischen den Anlageflächen des Pleuels. Anschließend werden die Pleuel festgespannt, das Zen­ trierwerkzeug entfernt und die gesamte Einrichtung um eine parallele Achse gedreht, bis die Pleuel unter der Honahle lie­ gen. Die bekannte Vorrichtung ist außerordentlich kompliziert aufgebaut und benötigt ein eigenes Zentrierwerkzeug, das nur an bestimmten Stellen der Innenbohrung angreift.

Die Stelle, an der das Zentrierwerkzeug angreift, kann bei den einzelnen Pleueln variieren. Es tritt daher die Gefahr auf, daß bei schräg verlaufenden Bohrungen eine Zentrierung an einer ungünstigen Stelle erfolgt, so daß die Bearbeitungszugabe beim anschließenden Honvorgang unter Umständen nur zu einer einsei­ tigen Verbesserung der Rechtwinkligkeit führt.

Ebenfalls bekannt ist es, zum Zentrieren von zu honenden Boh­ rungen das Honwerkzeug selbst zu verwenden (Lueger, Lexikon der Fertigungstechnik und Arbeitsmaschnen, S. 450). Damit ist es aber nicht möglich, eine Verbesserung der Rechtwinkligkeit gegenüber Führungsflächen zu erreichen, da die Achse der Bohrung und die Achse des Werkzeugs dabei zur Deckung gelangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das erhöhte Anforderungen bzgl. der genauen Ausrichtung der Bohrungsachse gegenüber der Führungsfläche erfüllt. Ebenfalls soll eine Vorrichtung ge­ schaffen werden, die bei möglichst einfachem Aufbau erhöhte Anforderungen im Hinblick auf diese Rechtwinkligkeit der Bohrungsachse erfüllt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren nach dem Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach dem Anspruch 2 vorgesehen.

Durch die Zentrierung mit Hilfe des Honwerkzeugs erfolgt nicht mehr eine Zentrierung nur an einer bestimmten Stelle der Boh­ rung, sondern eine Zentrierung bzgl. der Projektion der Bohrung an ihrer engsten Stelle. Dadurch wird dafür gesorgt, daß auch bei Bohrungen an der oberen Abmessungsgrenze die Bearbeitungs­ zugabe immer noch ausreicht, eine allseitige Verbesserung der Rechtwinkligkeit durchzuführen. Aufgrund der axialen spielfrei­ en schwimmenden Lagerung wird ein Kippen des zu bearbeitenden Werkstücks verhindert.

Die Zentrierung der Werkstücke kann sowohl durch ein im Durch­ messer aufweitbares Honwerkzeug als auch durch ein Honwerkzeug mit einer vorderen leicht konischen Führungszone erfolgen. Es ist weder ein gleichzeitiges Zentrieren noch ein gleichzeitiges Spannen der Werkstücke erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß bei der Vorrichtung die Andrückkraft des Druckelements während der Bearbeitung vergrößerbar ist. Damit kann nach der bei schwim­ mender Lagerung erfolgten Zentrierung nach einigen Hüben des Honwerkzeugs die Anlegekraft der Spannelemente vergrößert und damit das Werkstück festgelegt werden. Dies dient dazu, bei einseitiger Drehmomentabstützung einen Seitenkrafteinfluß aus­ zuschalten.

Besonders günstig ist es, wenn, wie die Erfindung weiterhin vorschlägt, die Spannplatten horizontal verlaufen und zu ihrem Gewichtsausgleich Federn vorgesehen sind. Mit Hilfe dieser Fe­ dern kann die Vorrichtung so eingestellt werden, daß im Betrieb die Spannplatten für sich allein mit der Kraft O an den Werkstücken angreifen, so daß die tatsächlich auf die Werkstücke in Richtung der Bohrungsachse einwirkenden Kräfte nur von dem Druckelement bestimmt wird. Damit läßt sich die Kraft mit Hilfe des Druckelements genau einstellen.

Besonders günstig ist es, wenn die inneren Spannplatten, d. h. mit Ausnahme der beiden äußeren Spannplatten, über eine ver­ schiebbare Stange mit versetzten Anschlägen getrennt an die Werkstücke anlegbar und/oder von diesen entfernbar sind. Damit kann ein insgesamt ruckfreies Anlegen der Spannelemente durch­ geführt werden, da diese nicht gleichzeitig an alle Werkstücke angelegt werden, was zu einem plötzlichen sehr ruckartigen An­ stieg des Drucks im Druckelement führen könnte.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß zwischen je zwei Spannplatten ein wegklappbarer Drehanschlag zur Dreharretierung angeordnet ist. DieserAnschlag kann dabei beispielsweise durch die Vorrichtung selbst weggeklappt werden, besonders günstig ist es jedoch, wenn er so ausgebildet und angeordnet ist, daß es beim Einschieben des Werkstückes von diesem weggeklappt wird und anschließend von sich aus wieder zurückklappt.

Eine weitere Möglichkeit zur Ausschaltung von durch das Be­ arbeiten entstehenden Seitenkräften besteht darin, daß zwei benachbarte Drehanschläge bezüglich der Längsachse des Be­ arbeitungswerkzeuges um 180° versetzt angeordnet sind.

Hierdurch treten bei benachbarten Werkstücken jeweils ver­ setzte Seitenkräfte auf, die sich dadurch insgesamt fast vollständig aufheben. Bei dieser Anordnung der Anschläge werden die Werkstücke zwischen die Spannelemente eingeführt, bei dem Beginn der Bearbeitung wird jedes zweite Werkstück von seinem Anschlag festgehalten, während die dazwischen­ liegenden Werkstücke durch das Bearbeitungswerkzeug so lange gedreht werden, bis sie an den versetzten Anschlägen an­ schlagen. Es braucht also keine Einrichtung vorgesehen zu sein, um die Werkstücke jeweils in ihre richtige Lage zu bringen, da dies automatisch beim Beginn der Bearbei­ tung durch das Bearbeitungswerkzeug erfolgt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs­ gemäß ausgebildete Halterungsvorrichtung, etwa nach Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung etwa nach Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 etwa in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält eine Bodenplatte 1, an der drei Säulen 12 befestigt sind. An den oberen Enden der drei Säulen 12 ist eine Deckelplatte 13 angebracht. Die Bodenplatte 11, die drei Säulen 12 und die Deckelplatte 13 bilden den Grundaufbau der Vorrichtung.

An der rechten Seite weist die Deckelplatte 13 eine Aus­ nehmung 14 auf, durch die eine mit Hilfe strichpunktierter Linien angedeutete Honspindel 15 in die Vorrichtung einge­ fahren werden kann.

An den Säulen 12 sind gleitend sechs Spannplatten 16, 16′ ange­ ordnet, die horizontal verlaufen und an den Säulen 12 in vertikaler Richtung verschoben werden können.

Aufgrund der Lagerung an den drei Säulen 12 sind die Spann­ platten immer parallel zueinander.

Von den Spannplatten ist die oberste 16′ etwas breiter, während die übrigen fünf Spannplatten 16 untereinander identisch sind.

Oberhalb der Deckelplatte 13 ist, mit dieser verbunden, ein Hydraulikzylinder 17 angeordnet, der hier nicht im einzelnen dargestellt ist. Der Hydraulikzylinder dient dazu, eine Stange 18 nach oben oder unten zu verschieben. Zu diesem Zweck ist der Hydraulikzylinder 17 an zwei Hydraulik­ leitungen 19 und 20 angeschlossen. Die Stange 18 erstreckt sich durch eine Bohrung 21 in der Deckelplatte 13.

Zwischen dem Hydraulikzylinder 17 und der Deckelplatte 13 ist um die Stange 18 herum ein Klemmelement 22 angeordnet, das ebenfalls eine Hydraulikleitung 23 aufweist. Das Klemm­ element 22 ist so aufgebaut, daß dann, wenn Druck auf die Hydraulikleitung 23 gegeben wird, das Klemmelement 22 die Stange 18 derart verklemmt, daß diese sich nicht mehr ver­ schieben kann.

Die Hydraulikleitungen 19, 20 und 23 sind an ein gemein­ sames Steuergerät 24 angeschlossen.

Das untere Ende der Stange 18 ist in eine mit einem Gewinde versehene Sacklochbohrung 25 in der obersten Spannplatte 16′ eingeschraubt. Mit Hilfe des Hydraulikzylinders 17 kann da­ her die oberste Spannplatte 16′ nach oben angehoben und nach unten abgesenkt werden. Dabei verschiebt sie sich aufgrund der Lagerung an den drei Säulen 12 parallel.

In Verlängerung der Sacklochbohrung 25 ist in der obersten Spannplatte 16 eine zweite Sacklochbohrung 26 angeordnet, in die das obere Ende einer mit einem Außengewinde ver­ sehenen Gewindestange 27 eingeschraubt ist. Die Gewinde­ stange erstreckt sich nach unten durch Bohrungen 28 in alle Spannplatten 16. Auf die Gewindestange sind unter­ halb aller Spannplatten, mit Ausnahme der obersten Spann­ platte, Muttern 29 und Kontermuttern 30 aufgeschraubt. Dabei ist der Abstand zwischen der Oberkante jeder Mutter 29 und der Unterkante der dazugehörenden Spannplatte 16 so gewählt, daß dieser Abstand von der zweiten Spannplatte 16 von oben bis zu der sechsten Spannplatte zunimmt. Dies bedeutet, wenn man von der in Fig. 1 darge­ stellten Situation ausgeht, daß bei Anheben der obersten Spannplatte 16′ zunächst die zweite Spannplatte 16 angehoben wird, erst dann nach einer gewissen Zeit die dritte usw. Demnach wird bei Betätigen des Hydraulikzylinders in Rich­ tung nach oben jeweils eine Spannplatte nach der anderen angehoben.

In der Deckelplatte 13 ist eine weitere durchgehende Bohrung 31 angeordnet, wobei sämtliche Spannplatten 16, 16′ ebenfalls durch­ gehende Bohrungen 32 aufweisen, die in axialer Verlängerung der Bohrung 31 angeordnet sind. Sämtliche Bohrungen 32 sind von der Unterseite der jeweiligen Spannplatte 16, 16′ her erweitert, wobei sich eine umlaufende Schulter 33 ergibt. Durch die Bohrungen 31 und 32 erstreckt sich ebenfalls eine Gewindestange 34, die an der Oberseite der Deckelplatte 13 mit Hilfe einer Mutter 35 und einer Gegenmutter 36 gehalten ist. Unterhalb jeder Spannplatte 16, 16′ sind auf der Gewinde­ stange 34 wiederum Muttern 37 und Kontermuttern 38 angeord­ net, wobei diesmal der Abstand zwischen der Oberseite der Mutter 37 und der Unterseite der jeweiligen Spannplatte 16 für alle Spannplatten gleich ist. Zwischen der Oberseite jeder Mutter 37 und der Schulter 33 erstreckt sich jeweils eine Schraubenfeder 39 um die Gewindestange 34 herum, deren Aufgabe es ist, das Gewicht der jeweiligen Spannplatte 16, 16′ zu tragen. Die Federstärke der Feder 39 und der Abstand zwischen der Mutter 37 und der Schulter 33 ist so gewählt, daß das Gewicht der jeweiligen Spannplatte die Feder so weit deformiert, daß der Zwischenraum zwischen je zwei Spannplatten etwa der Solldicke eines zu bearbeitenden Werkstückes, im dargestellten Beispiel eines Pleuels 40, entspricht. Dies bedeutet, daß jede Spannplatte 16, 16′ auf dem Pleuel 40 aufliegt, jedoch keine Kraft auf es ausübt.

Sämtliche Spannplatten 16, 16′ besitzen in der rechten Seite Bohrungen 41, die mindestens dem Durchmesser der Honspindel 15 entsprechen und etwas größer sind als das große Auge 42 der zu bearbeitenden Pleuel 40.

Jede Spannplatte 16, 16′ besitzt ebenfalls an ihrer rechten Seite im Bereich ihrer Bohrung 41 eine in der Zeichnung nur angedeutete Einrichtung 43, um Honöl an jedes Pleuel 40 zu bringen.

Das Steuergerät 24 für den Hydraulikzylinder 17 und das Klemmelement 22 ist folgendermaßen ausgebildet. Zum Abwärts­ bewegen der Spannplatten wird beispielsweise Drucköl in der Hydraulikleitung 19 in den Hydraulikzylinder 17 ein­ geführt. Sobald bei der Abwärtsbewegung der Stange 18 ein Widerstand angetroffen wird, was durch Ansteigen des Druckes in der Leitung 19 festzustellen ist, gibt das Steuergerät 24 sofort Druck auf die Leitung 23, was unmittelbar zu einer Verklemmung der Stange 18 und damit zu einer Unterbrechung der Abwärtsbewegung der Spannplatten 16 führt. Das Steuer­ gerät 24 steht mit einer Quelle 44 für Hydraulikflüssig­ keit in Verbindung.

Aus Fig. 2 geht die Form der Spannplatten 16 im einzelnen hervor. Es ist zu sehen, daß jede Spannplatte an drei Säulen 12 gelagert ist, wobei die Gewindestange 27 im Bereich zwischen den drei Säulen angeordnet ist. Die Gewindestange 34, die mit Hilfe der Muttern 37 und der Fe­ dern 39 zum Gewichtsausgleich der Spannplatten 16 dient, ist derart angeordnet, daß sie sich etwa im Schwerpunkt der Spannplatten befindet.

Aus Fig. 2 ergibt sich, daß das dem kleinen Auge 45 ent­ sprechende Ende des Pleuels 40 von einem Anschlag 46 gegen Drehung im Uhrzeigersinn in Fig. 2 gesichert ist.

Der Anschlag 46 ist schwenkbar an einem Zapfen 47 gelagert. In Fig. 2 ist gestrichelt eine Ausnehmung 57 in jeder Spann­ platte angedeutet, die das freie Verschwenken der An­ schläge 46 ermöglicht, sie auch Fig. 3.

Ebenfalls in Fig. 2 sind zwei Leitwände 48 und 49 zu sehen, die das automatische Beschicken und Entleeren der Vorrich­ tung vor und nach jedem Bearbeitungsgang erleichtern. In Fig. 1 sind jeweils die rechten Leitwände 49 nicht darge­ stellt.

In Fig. 3 ist noch einmal die Lage der Pleuel 40 zwischen den Spannplatten 16, 16′ zu sehen. Es ist auch zu sehen, daß die großen Augen 42 der Pleuel zusammen mit den Bohrungen 41 der Spannplatten fluchten.

In Fig. 3 ist ebenfalls zu sehen, daß links von der Vorrichtung für jedes Pleuel 40 eine erste Bahn 50 vorgesehen ist, während rechts von der Vorrichtung eben­ falls für jedes Pleuel eine zweite Bahn 51 vorhanden ist. Die Bahnen 50 bzw. 51 sind dabei etwas höher als die Ober­ seite der zugehörigen Spannplatte 16 gezeichnet, da die Fig. 1 und 2 die Vorrichtung im gespannten Zustand zeigen. Nach Abheben der einzelnen Spannplatten 16 fluchten die Oberseiten der jeweiligen Spannplatte 16 mit den entsprechen­ den Bahnen 50 und 51, so daß ein Verschieben des Pleuels sowohl von links zur Aufnahme in die Vorrichtung als auch nach rechts zum Herausführen aus der Vorrichtung möglich ist. Wenn die Pleuel von links in die Vorrichtung einge­ schoben werden, was beispielsweise mit Hilfe einer Stange erfolgen kann, so verschwenken sie bei ihrer Bewegung die Anschläge 46 entgegen dem Uhrzeigersinn. Sobald die Pleuel mit ihrem breiteren Teil die Anschläge 46 passiert haben, fallen diese zurück, bis die Pleuel die in Fig. 2 darge­ stellte Stellung eingenommen haben.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende:

Zunächst wird Druck auf die Hydraulikleitung 20 des Hy­ draulikzylinders 17 gegeben, was zu einem Abheben aller Spannplatten 16, 16′ führt. Anschließend werden von links in Fig. 3 gleichzeitig alle sechs Pleuel 40 mit Hilfe eines Rechens, dessen Zinkenzahl der Anzahl der Pleuel ent­ spricht, an den Anschlägen 46 vorbei in die in Fig. 2 ge­ zeigte Stellung geschoben.

Dann wird von dem Hydrauliksteuergerät 24 Druck auf die Leitung 19 des Hydraulikzylinders 17 gegeben, so daß nun­ mehr die Spannplatten 16, 16′ abgesenkt werden. Dabei wird das Gewicht der jeweiligen Spannplatte von der zugehörigen Feder 39 aufgenommen, wobei zunächst die unterste Spann­ platte 16 in ihre endgültige Lage gelangt, anschließend die weiter oben liegenden Spannplatten.

Dabei legt sich jede Spannplatte 16 auf das unter ihr liegen­ de Pleuel 40 an. Sobald auch das Gewicht der obersten Spann­ platte 16′ von der zugehörigen Feder 39 aufgenommen ist und diese Spannplatte an dem zugehörigen Pleuel 40 anliegt, erfährt die Stange 18 bei ihrer Weiterbewegung durch den Hydraulikzylinder 17 einen gewissen Widerstand, was zu einer Drucksteigerung in der Hydraulikleitung 19 führt, die von dem Steuergerät 24 festgestellt wird. Unmittelbar nach Feststellen dieses Druckanstiegs gibt das Steuergerät 24 Druck auf die Leitung 23, was zu einer Verklemmung der Stange 18 und damit zu einer Festlegung der Spannplatte 16′ führt.

In diesem Zustand sind alle Pleuel 40 derart gehaltert, daß sie in Axialrichtung ihrer Bohrungen kein Spiel mehr besitzen, jedoch senkrecht dazu noch schwimmen können. Anschließend wird die Honspindel 15 eingeführt, wobei eine Führungsbuchse 52 in der Deckelplatte 13 und eine Führungsbuchse 53 in der Bodenplatte 11 die Führung der Honspindel 15 gewährleisten. Dieses Einfahren der Honspindel 15 erfolgt mit noch nicht zugestellten Honleisten. Anschließend erfolgt ein Zustellen der Honleisten, so daß sich nunmehr die großen Augen 42 der Pleuel 40 bezüglich der Honspindel 15 zentrieren.

Während dieses Zentriervorganges erfolgt schon eine Auf- und Abbewegung der Honspindel 15, damit die großen Augen 42 aller Pleuel 40 von den Honleisten bearbeitet werden. Sobald sich alle Pleuel 40 zentriert haben, ist es möglich, mit Hilfe des Steuergerätes 24 die Klemmung mit Hilfe des Klemmelementes 22 noch einmal aufzuheben und eine größere Andruckkraft mit Hilfe des Hydraulikzylinders 17 auf die Spannplatten 16 auszuüben.

Mit Hilfe der Vorrichtung ist es sowohl möglich, die Pleuel auch während des Honens noch weiter schwimmen zu lassen, d. h. nach dem Zentrieren keine Verstär­ kung der Anlegekraft durchzuführen, als auch ein Schwimmen nach dem Beginn der Bearbeitung auszuschließen. Das Steuer­ gerät 24 kann so ausgebildet sein, daß der Druckanstieg in der Leitung 19, der zu einem Festklemmen der Stange 18 mit Hilfe des Klemmelementes 22 führt, ein­ stellbar ist.

Mit Hilfe dieser Einstellbarkeit kann dann bestimmt werden, wie groß die Anlegekraft der Spannplatten an die Pleuel sein soll.

Claims (7)

1. Verfahren zum zentrierten Haltern von Werkstücken während einer Paketbearbeitung durch ein Honwerkzeug, wobei die Werkstücke mindestens eine gegenüber einer zur bearbeitenden Bohrung unter einem bestimmten festen, insbesondere einem rechten Winkel verlaufende Führungsfläche sowie eine Anschlagfläche zur Verhinderung des Drehens aufweisen, bei dem die Werkstücke vor dem Zentrieren schwimmend gelagert, gemeinsam an ihren zu bearbeitenden Bohrungen zentriert und nach dem Zentrieren axial gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das schwimmende Lagern axial spielfrei erfolgt, daß zum Zentrieren das Honwerkzeug vorgesehen ist und daß das axiale Spannen nach Bearbeitungsbeginn des Honwerkzeugs erfolgt.

2. Vorrichtung zum zentrierten Haltern von Werkstücken wäh­ rend einer Paketbearbeitung durch ein Honwerkzeug, mit mindestens einer Führungsbuchse, mit je einer an der An­ schlagfläche des Werkstücks angreifenden Dreharretierung und je einer Spanneinrichtung für jedes Werkstück, die dieses in axialer Richtung beaufschlagt und die zwei parallel angeordnete Spannelemente aufweist, von denen ein äußeres Spannelement eine feststehende Spannplatte ist, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Spannelemente an Säulen (12) gleitend angeordnete Spannplatten (16, 16′) sind, daß an der anderen äußeren Spannplatte (16′) ein Druckelement (Zylinder 17) zum Andrücken dieser Spannplatte (16′) in Richtung auf die feststehende Spannplatte (11) angreift, daß das Drucke­ lement in seiner Vorschubbewegung verklemmbar ist und daß die mindestens eine Führungsbuchse (52, 53) nur für das Honwerkzeug (15) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückkraft des Druckelements während der Bearbeitung vergrößerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spannplatten (16, 16′) horizontal verlaufen und zu ihrem Gewichtsausgleich Federn (39) vorgesehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die inneren Spannplatten (16) über eine verschiebbare Stange (27) mit versetzten Anschlägen (29, 30) getrennt an die Werkstücke (40) anlegbar und/oder von die­ sen entfernbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen je zwei Spannplatten (16, 16′) ein wegklappbarer Drehanschlag (46) zur Dreharretierung ange­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Drehanschläge (46) bezüglich der Längsachse des Honwerkzeugs (15) um 180° versetzt angeordnet sind.