DE3447361C2 - Honwerkzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Honwerk­ zeug mit einer Mehrzahl von an die Werkstückoberfläche andrückbaren Bearbeitungselementträgern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein übliches Honwerkzeug dieser Art ist z. B. eine Honahle zur Innen­ bearbeitung von Bohrungen, bei der in einem Gehäuse gleichmäßig auf dem Umfang verteilt und in Radialrich­ tung nach außen an die Bohrungswand andrückbar Honsteine angeordnet sind, deren jeder in einem Honsteinträger sitzt, wobei diese durch Zusammenwirkung mit einem in Axialrichtung verschieblichen Mehrfachkonus nach außen andrückbar sind. Je nach der Körnung und Bindung der Honsteine kann ein solches Werkzeug zum Schruppen, also zur Grobbearbeitung mit hoher Zerspanungsleistung, oder zum Schlichten, also zur Feinbearbeitung dienen.

Um mit einem solchen Werkzeug verschiedenartige Bearbei­ tungen durchführen zu können, kann man ein Honwerkzeug mit verschiedenartigen Bearbeitungselementen verwenden, insbesondere ein solches mit Honsteinen sowie mit Dia­ manthonleisten. Bei einem solchen aus der DE-OS 30 13 327 bekannten Honwerkzeug bereitet die eine Gruppe von Bearbeitungselementen die Werkstückoberfläche immer wieder für einen wirksameren Angriff der Bearbeitungs­ elemente der anderen Gruppe vor, und es wird eine hohe Zerspanungsleistung erzielt.

Ein Problem bei einem solchen Honwerkzeug ist, daß die verschiedenartigen Bearbeitungselemente im allgemeinen stark verschiedene Verschleißgeschwindigkeiten aufwei­ sen. Dadurch kann die auf die schneller verschleißenden Bearbeitungselemente wirkende Andrückkraft schnell ver­ lorengehen bzw. unbedeutende Werte annehmen. Deswegen sind bei der bekannten Ausbildung die verschiedenartigen Bearbeitungselemente verschiedenartig andrückbar, näm­ lich die einen unmittelbar durch das axialverschiebliche Andrückelement und die anderen unter Zwischenschaltung eines Federelements. Auf diese Weise kann die Andrück­ kraft der vom Andrückelement unmittelbar angedrückten Bearbeitungselemente durch geeignete Wahl der auf das Andrückelement wirkenden Axialkraft und die der über die Federelemente angedrückten Bearbeitungselemente durch geeignete Wahl der Federcharakteristik dieser Federele­ mente gewählt werden.

Eine völlige Unabhängigkeit der Andrückkräfte der Bear­ beitungselemente der verschiedenen Gruppen ist jedoch bei dieser bekannten Ausbildung nicht erreicht, weil die Federelemente in jedem Falle eine lineare Charakteristik aufweisen, und die mit dem Verschleiß des Bearbeitungs­ elements einhergehende Entspannung eines Federelements zu einer Verringerung der von diesem erzeugten bzw. übertragenen Andrückkraft führt.

Außerdem kann die Andrückkraft der verschiedenen Bear­ beitungselemente nicht unabhängig voneinander geändert werden; insbesondere ist es nicht möglich, im Laufe ei­ nes Bearbeitungsganges jeweils eine der Bearbeitungsele­ mentgruppen völlig aus dem Bearbeitungsangriff heraus zu­ nehmen und die Bearbeitung nur mit den anderen Bearbei­ tungselementen durchzuführen.

Ein Nachteil der bekannten Ausbildung ist auch die schwierige Handhabung; da die von den Federn beauf­ schlagten Bearbeitungselemente im Ruhezustand über die Umrißlinie vorstehen, mußten sie, um das Werkzeug in die Bohrung des Werkstücks einführen zu können, auf geeigne­ te Weise in eingeschobener Lage gehalten werden, was mittels einer geeigneten Hilfsvorrichtung, z. B. einer Haltebüchse, eines Spannbandes oder dergl. geschah.

Aus der DE-PS 30 39 467 ist ein Honwerkzeug mit zwei unabhängig voneinander wirkenden Zustellantrieben be­ kannt, deren einer eine Gruppe von Honsteinträgern mit langen Honleisten und deren anderer eine Gruppe von Hon­ steinträgern mit kurzen Honleisten beaufschlagt. Die einen Honsteinträger werden verspreizt durch zwei an ihren Enden angreifende Schrägflächenelemente am unteren Ende eines Zustellrohrs und die anderen Honsteinträger durch nur ein etwa in der Mitte gelegenes Schrägflächen­ element am unteren Ende einer Zustellstange. Das Zu­ stellrohr ist über einen Zustellmechanismus unabhängig von der Zustellstange antreibbar und diese hat einen hydraulischen Zustellantrieb.

Somit sind hier die beiden unabhängig voneinander wir­ kenden Zustellantriebe von gleicher Art - rampenartige Schrägflächen - und auch die Honleisten sind nur von verschiedener Länge, wobei die kürzeren Honleisten in der Nähe des Bodens einer Sacklochbohrung des Werkstücks wirksam werden sollen, wo sonst die spanabhebende Wir­ kung der längeren Honleisten nicht ausreichen würde und deshalb keine exakt zylindrische Bohrung erhalten würde. Schon dies begrenzt die Einsatzmöglichkeiten, wobei hin­ zukommt, daß die wesentlichen Teile der Zustellantriebe außerhalb des Honwerkzeugs liegen, was die Flexibilität und Universalität ziemlich einschränkt.

Aus DE-OS 20 62 097 ist ein Honwerkzeug bekannt, das zwei Gruppen von Honleisten verschiedener Körnung auf­ weist, die ebenfalls durch unabhängig voneinander wir­ kende Antriebe angedrückt werden können. Auch hier sind beide Zustellantriebe axialverschiebliche und Schrägflä­ chen aufweisende Elemente, wobei das die Honleistenträ­ ger der groben Honleisten andrückende Stellglied zwei Kegel aufweist. In diesem Stellglied sind Längsnuten ausgearbeitet, in denen als Stellglied für die andere Gruppe von Honleistenträgern jeweils eine Leiste ver­ schieblich ist. Diese bekannte Ausbildung kann für die vorliegende Erfindung als nächstkommender Stand der Technik angesehen werden.

Aus der DE-PS 28 56 623 ist noch eine Vorrichtung zum Außenhonen von zylindrischen Außenflächen bekannt, bei der zwei Gruppen von Bearbeitungselementträgern hydrau­ lisch durch unmittelbar in Andrückrichtung wirkende Kol­ ben beaufschlagt sind. Dabei sind Schlichthonsteine und Schrupphonsteine unabhängig voneinander hydraulisch be­ aufschlagbar. Für ein Innenhonen würde sich diese Aus­ bildung schon wegen ihres Raumbedarfs nicht eignen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Honwerkzeugs zum Innenhonen von zylindrischen Boh­ rungsflächen, das während der Bearbeitung den Schleifan­ griff der verschiedenen Bearbeitungselemente unabhängig voneinander zu steuern gestattet und dabei von einfacher und kompakter Konstruktion und bequemer Bedienung ist.

Dabei geht die Erfindung aus vom beschriebenen Stand der Technik gemäß DE-OS 20 62 097, nämlich einem Honwerkzeug zum Innenhonen von zylindrischen Bohrungsflächen mit einer Mehrzahl von an die Bohrungsfläche mittels eines Zustellantriebs andrückbaren Bearbeitungselementträgern, die gruppenweise verschiedene Bearbeitungselemente tra­ gen, wobei jede Gruppe von Bearbeitungselementen einen eigenen unabhängigen Zustellantrieb aufweist und einer der Zustellantriebe ein axialverschiebliches, die zuge­ hörigen Bearbeitungselemente über Schrägflächen mecha­ nisch andrückendes Andrückelement aufweist.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der gestellten Auf­ gabe dadurch, daß die andere Gruppe von Bearbeitungsele­ mentträgern durch hydraulisch beaufschlagbare Andrück­ kolben andrückbar ist, deren Wirkungsrichtung unmittel­ bar mit der Richtung der Andrückkraft zusammenfällt.

Die Erfindung kombiniert mithin mechanisch über Schräg­ flächenelemente andrückbare Bearbeitungselemente und unmittelbar hydraulisch zustellbare Bearbeitungselemen­ te. Die unmittelbare hydraulische Beaufschlagung von Bearbeitungselementen hat den Vorteil, daß die an den zusammenwirkenden Schrägflächen entstehende Reibung ent­ fällt und dadurch die Andrückkräfte präziser und leich­ ter dosierbar sind und gleichmäßiger wirken. Obwohl bei den vorliegend betrachteten Honahlen zum Innenhonen von Bohrungsflächen die Platzverhältnisse nicht erlauben, eine Vielzahl von Hydraulikzylinderbohrungen mit den zugehörigen Speisekanälen unterzubringen, um so alle Bearbeitungselemente hydraulisch zu beaufschlagen, kön­ nen doch die Vorteile der unmittelbaren hydraulischen Beaufschlagung von Bearbeitungselementen erzielt werden, wenn nur eine der Gruppen von Bearbeitungselementen auf diese Weise zugestellt wird, während die andere Gruppe weiterhin mittels der bei Honahlen bisher ausschließlich verwendeten Schrägflächenkinematiken zugestellt werden. Dabei wird die mechanische Zustellung zweckmäßigerweise für die Gruppe von Bearbeitungselementen angewandt wer­ den, bei denen es nicht auf besonders feinfühlige Dosie­ rung und Verteilung der Andrückkräfte ankommt.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigegebenen Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt des Honwerkzeugs;

Fig. 2 den Längsschnitt C-D gemäß Fig. 1;

Fig. 3 den Längsschnitt E-F gemäß Fig. 1.

Das Honwerkzeug besteht aus einem Gehäuse 1, in dem zentral ein Andrückelement in Gestalt einer Schiebe­ stange 2 in Axialrichtung verschieblich ist. Hierzu ist am hinteren Ende der Schiebestange 2 eine Stell­ stange 3 befestigt, an der ein geeigneter Antrieb, z. B. ein Hydraulikzylinderantrieb angreift. Die Stell­ stange 3 ist durch eine Rückstellfeder 4 beaufschlagt, die auf einen Kopf 5 der Stellstange in Richtung nach hinten drückt, und deren anderes Ende sich in einem Anschlagbecher 6 abstützt, welcher unverschieblich im Gehäuse 1 gehalten ist.

Das Gehäuse ist an zwei einander gegenüberliegenden Stellen abgeflacht, auf denen je ein Bearbeitungsele­ mentträger, nämlich ein Honsteinträger 7 sitzt. Jeder derselben trägt vier Honsteine 8.

An jedem Honsteinträger 7 sind zwei Knaggen 9 ange­ schraubt, die durch entsprechend geformte Fenster des Gehäuses 1 in Ausnehmungen 10 der Schiebestange 2 ra­ gen. Jede Ausnehmung 10 hat eine Schrägfläche 11, die mit dem entsprechend abgeschrägten Ende der Knagge 9 gleitend zusammenwirkt.

In der rechtwinklig zur Ebene (C-D) der Honsteinträger 7 verlaufenden Ebene (E-F) liegen, ebenfalls einander gegenüber, zwei weitere Bearbeitungselementträger, näm­ lich Diamanthonleistenträger 12, deren jeder eine Dia­ manthonleiste 13 trägt. Jeder Diamanthonleistenträger 12 ist in einer Ausnehmung des Gehäuses 1 in Radial­ richtung beweglich geführt.

Hinter, d. h. radial innerhalb jedes Diamanthonleisten­ trägers 12 befinden sich in axialem Abstand zwei seine Rückfläche beaufschlagende Andrückkolben 14, die in entsprechenden Sackbohrungen des Gehäuses verschieblich sind. Das innere Ende der Sackbohrungen hat Verbindung mit einer Druckbohrung 15, die sich durch das Gehäuse 1 erstreckt und von dessen hinterem Ende her mit einem Druckmedium beaufschlagbar ist.

Zur Rückholung der Diamanthonleistenträger 12 dienen Rückholbecher 16, von denen je zwei einem Diamanthon­ leistenträger zugeordnet und neben diesem in einer Aus­ nehmung des Gehäuses angeordnet sind. Im Inneren jedes Rückholbechers 16 befindet sich ein in das Gehäuse 1 eingeschraubter Stehbolzen 17, und zwischen dessen Kopf und dem Boden des Rückholbechers 16 ist eine Rück­ holfeder 18 eingebaut, die den Rückholbecher 16 nach innen beaufschlagt.

Am äußeren Rand des Rückholbechers 16 ist ein seitlich wegstehender Finger 19 ausgebildet, welcher an einem Absatz des Diamanthonleistenträgers 12 angreift und diesen im Sinne des Einfahrens beaufschlagt.

Im Betrieb des beschriebenen Honwerkzeugs geschieht das Andrücken der Honsteine 8 an die zu bearbeitende Boh­ rungsinnenwand dadurch, daß an die Stellstange 3 eine diese in das Gehäuse 1 stoßende Kraft angelegt wird. Dadurch verschiebt sich die Schiebestange 2 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 4 nach vorn, und die Knaggen 9 gleiten auf den Schrägflächen 11 der Ausneh­ mungen 10 und bewegen sich radial nach außen. Somit werden die Honsteinträger 7 auswärts bewegt und die Honsteine 8 an die Bearbeitungsfläche angedrückt.

Das Andrücken der Diamanthonleisten 13 geschieht durch Druckbeaufschlagung der Druckbohrungen 15. Der Druck wirkt auf die Rückfläche der Andrückkolben 14, und diese bewegen sich entgegen der Federwirkung der Rück­ holbecher 16 radial nach außen und drücken die Diamant­ honleistenträger 12 und damit die Diamanthonleisten 13 gegen die Bearbeitungsfläche.

Es ist zu sehen, daß die beiden Gruppen von Bearbei­ tungselementen völlig unabhängig voneinander gesteuert und mit beliebig wählbarer Kraft angedrückt werden können.

Claims (6)

1. Honwerkzeug zum Innenhonen von zylindrischen Bohrungs­ flächen mit einer Mehrzahl von an die Bohrungsfläche mittels eines Zustellantriebs andrückbaren Bearbeitungs­ elementträgern, die gruppenweise verschiedene Bearbei­ tungselemente tragen,
wobei jede Gruppe von Bearbeitungselementen einen eigenen unabhängigen Zustellantrieb aufweist
und einer der Zustellantriebe ein axialverschiebliches, die zugehörigen Bearbeitungselemente über Schrägflächen mechanisch andrückendes Andrückelement aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die andere Gruppe von Bear­ beitungselementträgern (12) durch hydraulisch beauf­ schlagbare Andrückkolben (14) andrückbar ist, deren Wir­ kungsrichtung unmittelbar mit der Richtung der Andrück­ kraft zusammenfällt.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungselemente der mechanisch andrückbaren Gruppe Honsteine (8) sind und zwischen diesen Diamant­ honleisten (13) als Bearbeitungselemente der hydraulisch andrückbaren Gruppe angeordnet sind.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamanthonleisten (13) unter der Wirkung einer Rückholfeder (18) stehen.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (18) auf einen Rückholbecher (16) wirkt, der mittels eines seitlich vorstehenden Fingers (19) an der zugehörigen Diamanthonleiste (13) angreift.

5. Honwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Hon­ steinträger (7) mechanisch andrückende Element eine in Axialrichtung verlaufende Schiebestange (2) ist, in der Schrägflächen (11) aufweisende Ausnehmungen (10) ausge­ arbeitet sind, in deren jede eine Knagge (9) mit ent­ sprechender Schrägfläche greift, welche mit dem Honstein­ träger (7) starr oder elastisch verbunden ist.

6. Honwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebestange (2) hydraulisch in Axialrichtung verschieblich ist.