DE3227924C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Honen von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer derartigen, aus der DE-OS 22 11 579 bekannten Vorrichtung wird das Honwerkzeug in einer Vorrichtung mit schwimmend eingelegten Werkstücken in starren Lagern mit geringem Spiel geführt, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Werkstücke angeordnet sind. Die Antriebsstange ist pendelnd aufgehängt und über jeweils ein Kugelgelenk mit der Maschinenspindel und dem Honwerkzeug verbunden.

Durch das notwendigerweise vorhandene Spiel in den Kugel­ gelenken der Antriebsstange wird die Zustellkraft be der Hubumsteuerung im unteren Umschaltpunkt verstärkt und im oberen Umschaltpunkt vermindert. Bei der Bearbeitung hoch­ genauer Bohrungen, wie beispielsweise von Bohrungen eines Einspritzpumpenteiles, kann dadurch die erreichbare Ge­ nauigkeit verringert werden. Hinzu kommt, daß durch die relativ große Masse der Kugelgelenke in Verbindung mit dem notwendigen Spiel und den hohen Drehzahlen des Honwerk­ zeuges Unwuchten auftreten können, die zu unkontrollier­ ten Schwingungen führen, welche ebenfalls die gewünschte, höchste Genauigkeit negativ beeinträchtigen können.

Aus der DE-AS 12 78 874 ist eine Honvorrichtung bekannt, bei der die Antriebsstange ebenfalls nur allseitig quer­ beweglich ausgebildet ist. Diese Beweglichkeit wird durch eine schwimmende Lagerung zweier Anschlußteile der An­ triebsspindel erreicht, zwischen denen eine Kupplungs­ scheibe angeordnet ist, an der sich die Anschlußteile unter Zwischenlage von Wälzkugeln abstützen. Die Anschlußteile und die Kupplungsscheibe mit den Wälzkugeln sind durch eine Überwurfmutter zusammengehalten. Durch das zwischen diesen Teilen erforderliche Spiel kann die Zustellkraft bei der Hubumsteuerung im unteren Umschaltpunkt verstärkt und im oberen Umschaltpunkt vermindert werden. Dadurch ist mit dieser Antriebsstange eine hochgenaue Bearbeitung relativ kleiner Bohrungen, wie beispielsweise von Bohrungen in Einspritzpumpenteilen, kaum möglich.

Biegsame Wellen, wie sie z. B. aus den US-Patentschriften 44 03 416 und 42 86 414 bekannt sind, eignen sich nicht als Antriebsstangen in gattungsgemäßen Vorrichtungen da sie in­ folge ihrer hohen Biegsamkeit nur kleine Kräfte übertragen können. Auch neigen diese Wellen bei hohen Drehzahlen zu unkontrollierten Schwingungen, was eine hohe Bearbeitungs­ genauigkeit ausschließt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß unkontrollierte Schwingungen und eine Veränderung der Zustellkraft bei der Hubumsteuerung verhindert werden.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Außenteil und Innenteil der Antriebsstange sind drehfest, aber axial unverschieblich miteinander verbunden, wobei durch die elastische Ausbildung des Innenteiles obere und untere Gelenklager entfallen können. Daher kann die An­ triebsstange sehr leicht ausgebildet werden. Durch den Wegfall der Lager kann auch kein Spiel auftreten, so daß auch bei hohen Drehzahlen keine Unwuchten auftreten und damit unkontrollierte Schwingungen sicher vermieden sind. Da kein Spiel gegeben ist, ergeben sich bei der Hubumsteue­ rung im unteren Umschaltpunkt und im oberen Umschaltpunkt auch keine Schwankungen der Zustellkraft. Mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist daher eine große Bearbei­ tungsgenauigkeit erzielbar, so daß sie sich insbesondere zum Herstellen von Bohrungen eignet, die hochgenau bearbei­ tet sein müssen, wie beispielsweise Bohrungen in Einspritz­ pumpenteilen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeich­ nungen, in denen ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungs­ gemäße Honvorrichtung mit einem gegen eine Schwimmplatte verspannten Werkstück im Axialschnitt,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Antriebsstange der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2.

Die Honvorrichtung nach Fig. 1 zeigt ein Werkstück 1 mit einer Bohrung 2, die durch ein Honwerkzeug 3 zu bearbeiten ist. Das Werkstück 1 ist auf einer Schwimmplatte 4 einer Werkstückaufnahme 5 verspannt (Pfeil 6). Die Schwimmplatte 4 ist in einem Gehäuse 8 unter Zwischenlage von jeweils mindestens zwei, mit Abstand voneinander abgeordneten Ku­ geln 9 querbeweglich und in axialer Richtung unverrückbar gehalten. Das Gehäuse 8 ist auf einer starren Grundplatte 7 befestigt.

Oberhalb und unterhalb der Werkstückaufnahme 5 sind jeweils ein fest angeordnetes Führungslager 10 und 11 in bekannter Weise angeordnet. In den Führungslagern 10 und 11 liegt je­ weils ein zugeordneter zylindrischer Endabschnitt 12 und 13 des Honwerkzeuges 2. Wodurch eine äußerst genaue Lagerung und Führung des Honwerkzeuges sichergestellt ist.

Das Honwerkzeug 3 ist über eine in radialer Richtung elas­ tisch nachgiebige Antriebsstange 14 eines Dreh- und Hub­ antriebs mit einer Maschinenspindel 15 einer Honmaschine 16 verbunden.

Wie Fig. 2 und 3 zeigen, besteht die Antriebsstange 14 aus drei teleskopartigen ineinander gesteckten und gegenseitig verschraubten Rohren, nämlich einem Außenrohr 17, einem Innenrohr 19 und einem das Innen- und Außenrohr verbindenden Zwischenrohr 18. Die Rohre 17 und 19 sind mit der Maschinen­ spindel 15 bzw. mit dem Honwerkzeug 3 drehfest verbunden. Das Zwischenrohr 18 ist mit einem Ende 48 über eine Gewinde­ verbindung 20 mit einem von der Maschinenspindel 15 abge­ wandten Ende 49 des Außenrohres 17 und mit seinem anderen Ende 50 über eine Gewindeverbindung 21 mit dem der Maschinen­ spindel 15 zugewandten Ende 51 des Innenrohres 19 verschraubt, so daß die Rohre 17 bis 19 in axialer Richtung und in Dreh­ richtung starr miteinander verbunden sind.

Das Außenrohr 17 weist ein flanschartig verbreitetes oberes Ende 22 auf, das mit der Maschinenspindel 15 über eine Überwurfmutter 23 fest verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende 49 des Außenrohres 17 geht dessen durchgehende Bohrung 24 schulter­ förmig abgesetzt in einen im Durchmesser erweiterten Gewinde­ abschnitt 25 über. In diesen Gewindeabschnitt ist ein radial nach außen ragender Gewindeabschnitt 26 des Zwischenrohres 18 geschraubt.

Das Zwischenrohr 18 erstreckt sich innerhalb der Bohrung 24 in Richtung des Endes 22 des Außenrohres 17. Der Außendurch­ messer des Zwischenrohres 18 ist kleiner als die lichte Weite der Bohrung 24, so daß das Zwischenrohr mit radialem Spiel in der Bohrung liegt. Eine ebenfalls durchgehende Bohrung 27 des Zwischenrohres 18 weist an ihrem dem Gewinde­ abschnitt 26 gegenüberliegenden Ende einen Innengewindeabschnitt 28 auf, der an einem radial nach innen gerichteten Bund 45 des Zwischenrohres 18 endet. In die Bohrung 27 ragt ein dünnwandiger, etwa gleiche Wandstärke wie das Zwischenrohr 18 aufweisender Rohrabschnitt 29 des Innenrohres 19, der mit einem Außengewinde 30 in den Gewindeabschnitt 28 zur Bildung der Gewindeverbindung 21 geschraubt ist.

Der Rohrabschnitt 29 des Innenrohres 19 ragt nach unten über das Außenrohr 17 und das Zwischenrohr 18 und geht unmittelbar außerhalb der Bohrung 27 des Zwischenrohres 18 über einen radial nach außen ragenden umlaufenden Bund 47 in einen stark verdickten Endabschnitt 31 über. Dieser weist eine sich konisch nach unten erweiternde Bohrung 53 auf, in der eine an sich bekannte Spannzange 46 gehalten ist. In der Spannzange 46 ist das Honwerkzeug 3 eingespannt. Der Außen­ durchmesser des Rohrabschnittes 29 des Innenrohres 49 ist kleiner als die lichte Weite der Bohrung 27, so daß das Innenrohr 19 mit radialem Spiel in der Bohrung 27 liegt.

Die Wand des Zwischenrohres 18 und des Rohrabschnittes 29 des Innenrohres 19 weisen im Bereich zwischen den Gewindeverbin­ dungen 20 und 21 jeweils zwei einander diametral gegenüber­ liegende und in axialer Richtung verlaufende schlitzförmige Durchbrüche 32 und 33 auf. Die zwischen den Durchbrüchen ver­ bleibenden Randabschnitte bilden ebenfalls diametral einander gegen­ überliegende Stege 34 und 35 (Fig. 3), wobei die Stege 34 des Zwischenrohres 18 um 90° gegenüber den Stegen 35 des Innenrohres 19 versetzt sind. Die Stege 34 und die Stege 35 sind in zueinander senkrechten Richtungen (Pfeil 36 und 37) elastisch nachgiebig, so daß eine spielfreie kardangelenk­ ähnliche Beweglichkeit des Außenrohres 17 gegenüber dem Innenrohr 19 erreicht ist. Die Durchbrüche 33 des Innenrohres 19 erstrecken sich jeweils über etwa ein Viertel des Umfanges des Innenrohres, während die Durchbrüche 32 des Zwischen­ rohres 18 etwa doppelte Umfangsbreite haben. Die Stege 34 und 35 der Rohre 18 und 19 haben in Umfangsrichtung jeweils etwa gleiche Breite.

Zur Begrenzung und Einstellung der radialen Beweglichkeit der Rohre 17 bis 19 gegeneinander ist eine verstellbare An­ schlagvorrichtung 38 vorgesehen. Die Anschlagvorrichtung be­ steht aus einem mit dem Außenrohr über ein Gewinde 39 axial verstellbar verbundenen Anschlagring 40, der mit einer in Axialrichtung der Antriebsstange 14 unter einem Winkel von etwa 45° geneigten konischen Außenfläche 41 des Innenrohres 19 zuammenwirkt. Der Anschlagring 40 weist hierzu an einem über das Ende 49 des Außenrohres 17 ragenden Endabschnitt 54 eine konische Innenfläche 42 auf. Diese übergreift die zu ihr parallele Außenfläche 41, die an dem Endabschnitt 31 des Innenrohres 19 angeordnet ist.

Zwischen der Außenfläche und der Innenfläche 41 und 42 ist ein Luft­ spalt 55 vorgesehen, dessen Breite in einfacher Weise durch Ver­ drehen des Anschlagringes 40 eingestellt und mit der Kontermutter 43 fixiert werden kann, um die mögliche radiale Bewegung der beiden Rohre 17 und 19 gegeneinander einzu­ stellen.

Zwischen der Außen- und Innenfläche 41 und 42 ist ein Dämpfungsteil angeordnet, der vorzugsweise als elastischer Ring 44 ausgebildet ist und der eventuell angeregte Schwingungen unterdrückt.

Anstelle der Stege 34 und 35 können andere elastisch nach­ giebige Teile, wie beispielsweise Federstahlbänder verwen­ det werden, die mit entsprechend angepaßten Anschlußstücken mit Schrauben durch Löten oder ähnlichem fest gelegt werden.

Claims (17)

1. Vorrichtung zum Honen von Werkstücken, insbesondere einer Oberfläche einer zylindrischen Werkstückbohrung (2), mit einem drehbar und in axialer Richtung hin- und her­ gehend angetriebenen Honwerkzeug (3) und mit einer zwischen dem Hon­ werkzeug (3) und einer Maschinenspindel (15) angeordneten Antriebs­ stange (14), die mindestens teilweise quer zu ihrer Achsrichtung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (14) mehr­ teilig aus einem mit der Maschinenspindel (15) in axialer und radialer Richtung starr verbundenen Außenteil (17) und einem das Honwerkzeug (3) tragenden Innenteil (19) besteht, der in radialer Richtung elastisch nachgiebig ausgebildet ist, derart, daß der Innenteil (19) gegenüber dem Außen­ teil (17) spielfrei kardangelenkähnlich ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (19) ein Rohr­ stück ist, das in dem ebenfalls als Rohrstück ausgebildeten Außenteil (17) koaxial angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen- und Außenteil (17, 19) der Antriebsstange (14) über ein koaxial zwischen ihnen liegendes Zwischenrohr (18) axial unverschieblich und verdrehfrei miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenrohr (18) an seinem einen Ende (48) mit dem Außenteil (17) und mit seinem anderen Ende (50) mit dem Innenteil (19) ver­ schraubt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenrohr (18) mit radialem Spiel im Außenteil (17) und/oder der Innen­ teil (19) mit radialem Spiel im Zwischenrohr (18) liegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen- und Innenteil (17, 19) radial anschlagbegrenzt sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende (49) des Außenteiles (17) ein Anschlagteil, vorzugsweise ein Anschlagring (40), befestigt, vorzugsweise verschraubt ist, der eine konische Innenfläche (42) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenfläche (42) eine entsprechend konische Außenfläche (41) eines radial verlaufenden Bundes (47) eines verdickten Endabschnittes (31) des Innenteiles (19) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außen- und Innenfläche (41, 42) ein Dämpfungsteil, vorzugsweise ein gummielastischer Ring (44) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (40) mit einer Kontermutter (43) am Außenteil (17) gehalten ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (31) des Innenteiles (19) mit einer Spannzange (46) für das Werkzeug (3) verbunden ist, die in eine Bohrung (53) des Innenteiles (19) ragt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das Zwischen­ rohr (18) und/oder der Innenteil (19) mindestens teil­ weise geschlitzt ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenteil (19) und das Zwischenrohr (18) jeweils mindestens ein, vorzugsweise zwei, diametral einander gegenüberliegende und im Bereich zwischen den Enden (48, 50) des Zwischenrohres (18) axial verlaufende Durchbrüche (32, 33) aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (32, 33) in Umfangsrichtung des Innenteiles (19) und des Zwischen­ rohres (18) versetzt zueinander angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchbrüche (33) des Innenteiles (19) über etwa ein Viertel seines Rohr­ umfanges erstrecken.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (32) des Zwischenrohres (18) in Umfangsrichtung größere Breite haben als die Durchbrüche (13) des Innenteiles (19).

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Durchbrüchen (32) des Zwischenrohres (18) Längsstege (34) gebildet sind, deren Umfangsbreite etwa gleich der Breite der Durchbrüche (33) des Innenteiles (19) ist.