DE4228325B4

DE4228325B4 - Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeuges sowie Honwerkzeug

Info

Publication number: DE4228325B4
Application number: DE4228325A
Authority: DE
Inventors: Alfred F. Orange Scheider; R. Westlake Brown Warner
Original assignee: Jason Inc
Current assignee: Jason Inc
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: GB2269770A; GB2269770B; CA2076264C; CA2076264A1; GB9217483D0; DE4228325A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeuges (20), mit folgenden Schritten:
– Ausbilden eines abgemessenen Bündels (40; 90; 130) aus gleichmäßigen, eng gepackten, im Allgemeinen parallelen, gesonderten Filamenten (80; 86; 132),
– Einbringen einer zugemessenen Menge eines Sofortklebstoffs (46) in das Innere eines napfförmigen Teils (42) eines Halters (44) derart, dass eine dünne Schicht dieses Sofortklebstoffs (46) vollständig die Bodenfläche (45) des napfförmigen Teils (42) bedeckt,
– sofortiges Eindrücken des Bündels (40; 90; 130) in das napfförmige Teil (42), so dass alle Filamente (80; 86; 132) an einer Endfläche (112; 144) des Bündels (40; 90; 130) in Kontakt mit dem Sofortklebstoff (46) sind, bevor der Sofortklebstoff (46) abbindet und aushärtet, und
– Abbinden und Aushärten des Sofortklebstoffs (46), wodurch die Endfläche (112; 144) des Bündels (40; 90; 130) fest mit der Bodenfläche (45) des napfförmigen Teils (42) verbunden wird und das Bündel (40; 90; 130) eine gleiche und...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Honwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 17. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit einem Honwerkzeug, welches ein Bündel von gesonderten Filamenten umfasst, welche einen besseren Spänedurchlass und eine hochwertigere Oberflächenbeschaffenheit mit sich bringen.

Eine Honmaschine wird im Allgemeinen zum Endbearbeiten einer Bohrung in einem Werkstück eingesetzt. Wenn ein Werkstück, wie ein Zylinder, ausgebohrt ist, lässt das Bohrwverkzeug V-förmige Ausnehmungen in der Oberfläche der Zylinderwand im Wesentlichen ähnlich wie bei einer Schallplatte zurück. Die scharfen Spitzen dieser Stege müssen durch eine Endbearbeitung mittels Honen der Bohrung ausgerundet werden.

Die typische Honmaschine hat einen Satz von Honwerkzeugen, welche um einen Werkzeugkörper im Abstand angeordnet sind und die progressiv nach außen in eine allgemein zylindrische Innenwand des Werkstückes zugestellt werden, während der Werkzeugkörper gleichzeitig eine Drehbewegung darin ausführt und längs des Werkstückes hin- und hergehend beweglich ist. Auf diese Weise wird die Arbeitsfläche jedes Honwerkzeuges in Eingriff mit der Innenwand unter einem gewünschten Honanpressdruck gebracht, um die Innenwand abzutragen und hinsichtlich der Oberfläche abschließend zu bearbeiten.

Die spezifischen Honwerkzeuge umfassen üblicherweise ein Honelement, welches an einem Halter befestigt ist. Dieses Honelement ist im Allgemeinen ein einstückiges Teil, und es wird üblicherweise als „Honstein" bezeichnet. Derartige Honelemente sind beispielsweise in der US 3 352 067 , 3 972 161 und 3 918 218 beschrieben.

In den beiden letztgenannten Patenten ist eine Mehrzahl von Schneidfilamenten in einer Matrix eingebettet. Jedoch ist das hierbei erhaltene Honelement dennoch ein einstückiges Teil und es handelt sich um ein relativ starres Element.

Im Laufe des Honens ist es üblich, dass Späne oder Grate abgetragen werden. Aufgrund der massiven Auslegung der meisten Honelemente ist kein Zwischenraum zwischen der Innenwand und der Arbeitsfläche des Honelements vorhanden. Späne können sich daher zwischen der Arbeitsfläche des Honelements sowie der Innenwand festkeilen.

Obgleich eine Flüssigkeit üblicherweise während des Honens durch die Bohrung gespült wird, hat diese kaum eine Auswirkung auf die festgekeilten Späne. Folglich müssen Beeinträchtigungen entweder hinsichtlich der Innenwand oder des Honelements infolge des Abtrags in Kauf genommen werden, obgleich es sich um eine kostspielig hergestellte Bohrung handelt.

Auch haben viele Bohrungen, wie Brennkraftmaschinenbohrungen, Queröffnungen. Übliche Honsteine oder Honwerkzeuge können nicht die Ränder derartiger Öffnungen mit einem Radius versehen oder hinsichtlich der Oberflächengüte endbearbeiten. Somit besteht ein Bedürfnis nach einem verbesserten Honwerkzeug, mittels welchem man eine bessere Oberflächengüte bei der Bearbeitung erhält.

Aus der US 51 29 191 A ist ein Honwerkzeug bekannt, welches einen besseren Spänedurchlass und eine hinsichtlich der Qualität bessere Oberflächenbearbeitung dadurch mit sich bringt, dass ein Bündel aus gesonderten Filamenten als Honelement eingesetzt wird. Das Honwerkzeug umfasst ein napfförmiges Teil als integralen Bestandteil eines viereckförmigen Halters, ein Bündel aus Filamenten, welche im Halter durch eine dünne Schicht aus Sofortklebstoff festgelegt sind, mittels welchem alle Filamente an einer Endfläche des Bündels fest an der Bodenfläche des napfförmigen Teils angebracht werden.

Hierbei muss der Sofortklebstoff von oben in das napfförmige Teil eingebracht werden, bevor das Bündel der Filamente eingesteckt werden kann. Daher ist es schwierig, die Menge des Sofortklebstoffes so zu dosieren, dass die Filamente des eingesteckten Bündels gleichmäßig und ohne zu viel Sofortklebstoff im napfförmigen Teil befestigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Honwerkzeug zu schaffen, bei dem die Befestigung der Filamente im napfförmigen Teil des Halters mit einer Menge an Sofortklebstoff, die so gering wie möglich sein kann, erfolgt, wobei ein verbesserter Spänedurchlass zwischen den Filamenten des Honelementes gegeben ist und eine noch bessere Qualität der bearbeiteten Oberflächen der Werkstücke erzielt wird.

Die Lösung der Erfindung besteht in einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie in einem Honwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens sowie des Honwerkzeugs sind Gegenstand der auf die Patentansprüche 1 und 17 rückbezogenen Unteransprüche.

Zur Herstellung eines derartigen Honwerkzeugs wird ein entsprechend bemessenes Bündel aus gleichmäßigen, eng gepackten, im Allgemeinen parallelen, gesonderten Filamenten gebildet.

Eine zudosierte Flüssigkeitsmenge des Sofortklebstoffs wird auf die Bodenfläche des napfförmigen Teils derart gebracht, dass eine dünne Schicht dieses Sofortklebstoffs vollständig die Bodenfläche des napfförmigen Teils bedeckt.

Das Bündel wird dann sofort in das napfförmige Teil eingedrückt, so dass alle Filamente an der unteren Endfläche des Bündels in Kontakt mit dem Sofortklebstoff vor dem Aushärten des Sofortklebstoffes sind. Der Sofortklebstoff härtet dann aus bzw. bindet ab, wodurch die untere Endfläche des Bündels fest mit der Bodenfläche des napfförmigen Teils verbunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird ein Bündel aus relativ kurzen Filamenten auf Länge zugeschnitten und vorgefertigt, bevor es in den Halter und den Sofortklebstoff eingedrückt wird. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein Bündel aus längeren Filamenten durch ein Formwerkzeug in den Halter und den Sofortklebstoff eingedrückt und dann auf die entsprechende Länge zugeschnitten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt
1 eine schematische Seitenansicht eines Honwerkzeugs mit einem abtragenden Filament nach der Erfindung, welches in eine Honmaschine eingesetzt ist, wobei Teile der Honmaschine und des zugeordneten Werkstücks im Schnitt dargestellt sind,
2 eine Vorderansicht eines Honwerkzeugs, bei welchem Filamente mit einem viereckigen Querschnitt eingesetzt werden,
3 eine Rückansicht eines Honwerkzeugs zur Verdeutlichung einer Ausführungsvariante eines Halters,
4 eine Draufsicht auf das Honwerkzeug aus 2,
5 eine Draufsicht auf ein Honwerkzeug, bei welchem Filamente mit einem kreisförmigen Querschnitt eingesetzt werden,
6 eine Vorderansicht eines Honwerkzeugs aus 5,
7 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines viereckigen bzw. rechteckförmigen Filaments,
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines kreisförmigen Filaments,
9 eine Draufsicht auf ein zylindrisches Bündel von Filamenten,
10 eine Draufsicht auf das Bündel aus 9, nachdem es zu einem länglichen Bündel verformt wurde,
11 eine Vorderansicht einer Halteform, welche zur Herstellung eines Honwerkzeugs nach der Erfindung eingesetzt wird,
12 eine Seitenansicht der Halteform aus 11 sowie einer Schieberplatte,
13 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer alternativen Verfahrensweise zum Zusammensetzen eines Honwerkzeugs nach der Erfindung, bei welchem ein Formwerkzeug und längere Filamente eingesetzt werden,
14 eine Draufsicht des Formwerkzeugs längs der Linie 14-14 aus 13, und
15 eine Seitenansicht einer 12 ähnlichen Anordnung in Verbindung mit einer anderen Bauform einer Schieberplatte, um der Arbeitsfläche des Honwerkzeugs einen Radius zu verleihen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf 1 ist ein Honwerkzeug 20 nach der Erfindung gezeigt, welches in eine typische Honmaschine 22 eingesetzt ist. Die Honmaschine 22 nutzt einen Satz von Honwerkzeugen, welche um einen Werkzeugkörper 24 im Abstand angeordnet sind, und welche progressiv nach außen zu einer allgemeinen zylindrischen Innenwand 26 der Bohrung 28 eines Werkstückes 30 zugestellt werden. Der Werkzeugkörper 24 umfasst einen Keilkonus 32 und ein Steuerteil 33 für jedes Honwerkzeug 20. Die Honwerkzeuge 20 und die aus Stahl hergestellte Steuerteile 33 sind an dem Werkzeugkörper 24 mit Hilfe von in sich geschlossenen, ringförmigen Schraubenfedern 34 angeordnet. Beim Arbeiten wird der Werkzeugkörper 24 in axialer Richtung in die Bohrung 28 bewegt, wie dies schematisch mit einem Pfeil 35 angedeutet ist. Der Keilkonus 32 ist entsprechend dem Pfeil 36 hin- und hergehend beweglich, so dass die Honwerkzeuge 20 radial aufgeweitet und zusammengezogen werden, wodurch die äußere Arbeitsfläche jedes Honwerkzeuges 20 in Eingriff mit der Innenwand 26 unter einem gewünschten Honanpressdruck gehalten wird. Gleichzeitig wird der Werkzeugkörper 24 in der Bohrung 28 gedreht, wie dies mit dem Pfeil 37 verdeutlicht ist, wodurch die Innenwand 26 abgetragen und hinsichtlich ihrer Oberfläche bearbeitet wird.
Nunmehr zusätzlich bezugnehmend auf die 2-6 wird das Honwerkzeug 20 näher verdeutlicht. Das Honwerkzeug 20 weist ein relativ kurzes Bündel 40 aus mit Schleifmittel beladenen Kunststoff-Filamenten oder Monofilamenten und ein viereckförmiges, napfförmiges Teil 42 auf, bei welchem es sich um einen integralen Bestandteil eines Halters 44 handelt.
Das Bündel 40 ist haftend mit der Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 mit Hilfe eines flüssigen Sofortklebstoffs verbunden, welcher mit 46 angedeutet ist.
Der Halter 44 ist im Querschnitt viereckförmig bzw. rechteckförmig, wobei seine Länge wenigstens so groß wie seine Breite ist. Er kann aus Metall oder einem nichtspröden Kunststoff wie Nylon hergestellt sein. Der Halter 44 umfasst eine ebene Bodenwand 50, zwei Seitenwände 52, zwei Stirnwände 54 und eine obere Wand 56. Die Seitenwände 52 sind im Allgemeinen gradlinig und mit der oberen Wand 56 und der Bodenwand 50 verbunden. Die Stirnwände 54 sind gekrümmt und umfassen einen äußeren, geraden Abschnitt 60 in der Nähe der Bodenwand, einen nach innen und unten geneigt verlaufenden Abschnitt 62 und einen inneren geraden Abschnitt 64 angrenzend an den Abschnitt 62. Die Abschnitte 62 und 64 bilden zusammen eine innere Ecke 66, welche als ein Auflagepunkt für eine in sich geschlossene, ringförmige Schraubenfeder, wie der Schraubenfeder 34, dienen kann, welche in 1 gezeigt ist.
Die obere Wand 56 hat die gleiche Breite, ist aber nicht so lang wie die Bodenwand 50. Wie vorstehend angegeben ist, ist das napfförmige Teil 42 ein integraler Bestandteil des Halters 44. Insbesondere erstreckt sich das napfförmige Teil von der oberen Wand 56 nach unten und über einen beträchtlichen Teil der Höhe des Halters. Es endet aber kurz vor der Bodenwand 50.
Das napfförmige Teil 42 hat zwei ebne Seiten 70, welche über zwei abgerundete Ecken 72 verbunden sind, wobei die Seiten und die Ecken zusammen eine längliche Öffnung 73 bilden. Eine Seitenwand 52 umfasst zwei Distanzstücke 76. Bei dem in 3 gezeigten Halter 44 kann die gegenüberliegende Seitenwand 52 einen Schlitz 78 enthalten, über welchen ein Sofortklebstoff 46 in Gelform eingespritzt werden kann.
Das Bündel 40 kann mit Schleifmittel beladene Kunststoff-Filamente oder Monofilamente, nachfolgend Filamente genannt, aufweisen, welche einen viereckförmigen bzw. rechteckförmigen Querschnitt haben, wie dies in 4 gezeigt ist.
Eine vergrößerte Ansicht des Querschnitts eines viereckförmigen Filamentes 80 ist in 7 gezeigt, und wie dort gezeigt ist, das Filament eine Breite 82 und eine Dicke 84. Derartige Filamente sind detaillierter aus der DE 39 20 971 A1 bekannt.
In typischer Weise kann das viereckige Filament 80 an seiner Hauptfläche etwa 2,28 mm (0,090 inch) breit und etwa 1,14 mm (0,045 inch) dick sein. Geringfügig breitere, viereckige Filamente können eingesetzt werden, welche ebene Hauptflächen bis zu dem Drei- bis Vierfachen der Dicke des Filaments haben.
Die Breite 82 ist vorzugsweise nicht größer als das Vierfache der Dicke 84, insbesondere ist die Breite nicht größer als das Dreifache der Dicke, und noch bevorzugter ist die Breite etwa gleich dem Zweifachen der Dicke. Die Länge des Filaments 80, welches vom Halter 44 vorspringt, ist wenigstens zehnmal größer als die Breite, und insbesondere wenigstens zwanzigmal größer als die Breite. Dennoch ist der Vorsprung vom Halter relativ kurz.
Das Filament kann von extrudiertem Kunststoff gebildet werden, welcher gleichmäßig mit einem Schleifmaterial, wie Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid imprägniert ist. Andere, ausgefallenere Schleifmaterialien, wie polykristalliner Diamant, können ebenfalls eingesetzt werden. Auch lässt sich die Schleifmittelteilchengröße von grob bis zu einem feinen Pulver variieren, so dass ein besonders feines Polieren und ein Superglanz an den Werkstücken erhalten werden kann.
Das Kunststoffmaterial hat vorzugsweise einen Youngschen Modul von größer als 0,10 bei 6.896 × 10⁶ N/m² (10⁶ psi) und insbesondere von größer als 0,40 bei 6.896 × 10⁶ N/m² (10⁶ psi). Der Youngsche Modul ist als die Kraftgröße eines Materials definiert, welche auf dasselbe ohne eine permanente Verformung ausgeübt werden kann, wenn die Kraft aufgehoben wird. Hierbei handelt es sich um ein Maß für die Elastizität oder des Zusammenhangs von Spannung und Dehnung.
Ein bevorzugter Kunststoff für das Filament ist Nylon.
Nylon hat langkettige partiell kristalline, synthetische, polymere Amide (Polyamide). Polyamide werden hauptsächlich durch Kondensationsreaktionen von Diaminen und zweiwertigen Säuren und einem Material gebildet, welches sowohl die saure als auch die amine Funktionalität hat.
Nylon hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Öl und Fett, in Lösungsmitteln und Basen. Nylon hat bessere Eigenschaften gegenüber einer wiederholten Stoßbelastung, einem Abtragen und einer Ermüdungserscheinung. Weitere physikalische Eigenschaften umfassen einen niedrigen Reibungskoeffizienten, eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit. Zweckmäßige Eigenschaften von Nylon umfassen die Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Im Allgemeinen gilt, dass je größer der Anteil der Amidverkettungen ist, je größer die Steifigkeit, je größer die Zugfestigkeit und je größer der Schmelzpunkt wird. Einige zweckmäßige Nylonarten, welche erhältlich sind, umfassen Folgendes:

A. Nylon 6/6 synthetisiert aus Hexamethylendiamin (HMD) und Adipinsäure;
B. Nylon 6/9 synthetisiert aus HMD und Azelainsäure;
C. Nylon 6/10 synthetisiert aus HMD und Sebazinsäure;
D. Nylon 6/12 synthetisiert aus HDM und Dodekansäure;
E. Nylon 6 synthetisiert aus Polycaprolactam;
F. Nylon 11 synthetisiert aus HDM aus 11-Aminoundecanoinsäure;
G. Nylon 12 synthetisiert aus HDM aus Polyaurolactam; und andere.

Für die Erfindung zweckmäßige Nylonarten haben einen Youngschen Modul von größer als 0,05, vorzugsweise größer als 0,1 und insbesondere größer als 0,2.
Bevorzugtes Nylon ist Nylon 6/12. Die physikalischen Eigenschaften von Nylon 6/12 umfassen einen Schmelzpunkt von 212° C, eine trockene Zugfestigkeit von 8,8 bei 6.896 × 10⁶ N/m² (10⁶ psi) (7,4 bei 50 % RH), einen trockenen Biegemodul von 295 (180 bei 50 % RH). Nylon hat einen höheren Youngschen Modul (0,40 bei 6.896 × 10⁶ N/m² (10⁶ psi) als Kautschuk (0,01 bei 6.896 × 10⁶ N/m² (10⁶ psi)), wodurch verdeutlicht wird, dass Nylon eine größere Steifigkeit gegenüber einem Elastomer, wie beispielsweise Kautschuk hat. Nylon ist teilweise kristallin und hat somit wenig oder gar keine gummiartigen Bereiche während der Verformung.
Der Kristallisationsgrad bestimmt die Steifigkeit und die Streckgrenze. Wenn die Kristallinität weniger wird, nehmen die Steifigkeit und die Streckgrenze ab. Kautschuk ist andererseits ein amorphes Polymer und seine molekulare Streckung führt zu einem niedrigen Elastizitätsmodul.
Nylon hat eine Zugfestigkeit von über 55,1 × 10⁶ N/m² (8000 psi), und Kautschuk hat eine Zugfestigkeit von 20,68 × 10⁵ N/m² (300 psi). Nylon hat eine Bruchdehnung von 250 % und Kautschuk von 1.200 %. Nylon ist ziemlich feuchtigkeitsbeständig, während Kautschuk große Mengen an Wasser absorbiert. Nylon ist ausgezeichnet widerstandsfähig gegen Öl und Fett und andere organische Lösungsmittel, während Kautschuk extrem wenig widerstandsfähig diesbezüglich ist. Nylon behält seine Eigenschaften von –60° C bis 110° C (–75° F bis 230° F) bei, während Kautschuk für die Eigenschaften einen schmalen Bereich in der Gegend um Raumtemperatur hat. Die erhöhte Festigkeit, Widerstandsfähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Lösungsmitteln und der große nutzbare Temperaturbereich machen Nylon zu einem bevorzugten Material für die Erfindung.
Eine weitere Art eines Polyamids, welches bei der Erfindung zweckmäßig ist, umfasst andere Kondensationsprodukte mit wiederkehrenden Amidgruppen längs der Polymerkette, wie Aramide. Aramide sind als eine hergestellte Faser definiert, bei der wenigstens 85% der Amid (-C(O)-N(H)-)- Verbindungen direkt an den zwei aromatischen Kohlenwasserstoffringen angebracht sind.
Hierin ist eine Unterscheidung zu Nylon zu sehen, welches weniger als 85% Amidverbindungen hat, welche direkt an den beiden aromatischen Kohlewasserstoffringen vorgesehen sind.
Das Kunststoffmaterial kann auch von Aramidfasern gebildet werden, welche sich durch eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul auszeichnen. Zwei Aramide, welche bei der Erfindung zweckmäßig sind, umfassen Fasern, die durch Polymerisation von p-Phenylendiamin mit Terephtaloylchlorid gebildet wurden, sowie ein weniger steifes Polymer, welches durch Polymerisation von m-Phenylendiamin und Isophtaloylchlorid gebildet wurde.
Aramide haben eine äußerst große Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln. Aramide haben Zugfestigkeiten bei 250° C, die jenen von Textilfasern bei Raumtemperatur entsprechen. Auch sind einige wärmehärtbare Polymere zweckmäßig. Polyester ist hierfür ein Beispiel. Hierbei handelt es sich um langkettige synthetische Polymere mit wenigstens 85% eines zweiwertigen Alkoholesters (HOROH) und Terephtalsäure (p-HOOCC₆H₄COOH). Polyesterfasern enthalten sowohl kristalline als auch nichtkristalline Bereiche.
Die Polyesterarten sind beständig gegen Lösungsmittel und haben eine Bruchdehnung von 19–40%.
Polyimide sind Polymere, welche (CONHCO) enthalten und sind auch für die Erfindung vorteilhaft. Eine hohe Temperaturstabilität (bis zu 371 ° C (700 F)) und eine hohe Zugfestigkeit von etwa 93 × 10⁶ N/m² (13.500 psi) führen zu einem zweckmäßigen Einsatz der Polyimide als Bindemittel bei Schleifscheiben.
Alternativ kann das Bündel 40 Filamente 86 aufweisen, welche einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie dies in 5 gezeigt ist. Eine Vergrößerung des Querschnitts des Filaments 86 ist in 8 gezeigt. Die Länge des Filaments 86, welches vom Halter 44 vorspringt, beläuft sich wenigstens auf das Zehnfache des Durchmessers des Querschnitts und vorzugsweise auf das wenigstens Zwanzigfache des Durchmessers. Wiederum ist der Vorsprung dennoch relativ kurz. Das Filament 86 kann aus denselben wie zuvor in Zusammenhang mit dem Filament 80 beschriebenen Materialien hergestellt sein.
Unter Bezugnahme auf die 9 bis 13 sind verschiedene Schritte zum Herstellen eines Honwerkzeugs 20 verdeutlicht. Obgleich das Verfahren im Zusammenhang mit viereckförmigen Filamenten 80 erläutert wird, kann natürlich ein ähnliches Verfahren bei Filamenten 86 mit kreisförmigem Querschnitt oder für Filamente mit anderen Querschnittsformen eingesetzt werden. Bei der Herstellung des Honwerkzeugs wird zuerst eine Mehrzahl von gesonderten Filamenten 80, welche auf die gleiche relativ kurze Länge zugeschnitten sind, vorab zu einem zylindrischen Bündel 90 zusammengefasst. Nachdem das Bündel 90 zusammengefasst ist, kann es in dieser Form mittels eines elastischen Bandes oder eines Gummibandes 92 gehalten werden. (siehe 9). Der Halter 44 wird in einer stationären Halteform 94 gehalten, welche zwei im Wesentlichen symmetrische Teile 96 und 98 umfasst.
Die Teile 96 und 98 bilden beim Zusammensetzen eine viereckförmige bzw. rechteckförmige Kammer 100, welche den Halter 44 umgibt. Insbesondere umgibt die Kammer 100 die Bodenwand 50, die Seitenwände 52 und auch die äußeren Ränder der oberen Wand 56, während das napfförmige Teil 42 freigelegt bleibt. Das Teil 96 hat einen besonderen Zwischenraum zur Aufnahme von Distanzstücken 76. Die Teile 96 und 98 bilden auch einen Trichter 102 oberhalb der Kammer 100. (siehe 12).
Eine zugemessene Menge von flüssigem Sofortklebstoff 46 wird dann in die Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 eingebracht.
Der Sofortklebstoff 46 kann über die Oberseite des napfförmigen Teils 42 eingebracht werden. Alternativ kann er über den Schlitz 78 eingespritzt werden, wenn ein Halter 44 nach 3 eingesetzt wird. Als ein flüssiger Sofortklebstoff wird bevorzugt ein Cyanacrylat mit niedriger Viskosität oder hoher Fluidität eingesetzt. Es ist wichtig, dass dann, wenn der Sofortklebstoff auf die Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 aufgebracht ist, dieser gleichmäßig die Bodenfläche bedeckt.
Zweckmäßig bei der Erfindung sind Alkylcyanacetate mit der folgenden Formel:
Ein bevorzugter Cyanoacrylat-Klebstoff ist ein Alkoxyalkylcyanacrylat mit der folgenden Formel:
Geeignete Klebstoffe sind von der Loctite Corporation in Newington, Conneticut erhältlich.
Das zylindrische Bündel 90 kann zu einer länglichen Gestalt manuell oder auf andere Weise verformt werden, um die Kontur dem napfförmigen Teil 42 anzupassen. (siehe 10). Da das Gummiband 92 elastisch ist, verbleibt es am Bündel während der Verformung.
Das verformte, längliche Bündel 90 aus viereckförmigen Filamenten 80 wird dann in den Trichter 102 eingelegt und nach unten mit Hilfe einer Schieberplatte 106 bewegt, welche mit Hilfe einer geeigneten linearen Betätigungseinrichtung antreibbar ist, was schematisch mit dem Pfeil 110 angedeutet ist. Auf diese Weise wird die untere Endfläche 112 des Bündels 90 in den flüssigen Sofortklebstoff 46 gedrückt, welcher schnell abbindet und somit eine Verbindung mit dem jeweiligen Filament 80 des Bündels 90 und der Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 herstellt.
Aufgrund der niedrigen Viskosität des Sofortklebstoffs 46 wird etwas von dem Sofortklebstoff zwischen die Filamente 80 an der Endfläche 112 eindringen, wodurch die jeweiligen Filamente mit den benachbarten Filamenten verbunden werden. Die gegenüberliegende Endfläche 114 des Bündels 90 kann dann die Arbeitsfläche des Honwerkzeugs 20 ohne eine anschließende Nachbearbeitung bilden. Die ebene Arbeitsfläche 116 der Schieberplatte 106 führt zu einer ebenen Arbeitsfläche des Werkzeugs.
Eine geeignete Druckbegrenzung kann dazu führen, dass die Schieberplatte 106 zurückgezogen wird. Das fertig gestellte Honwerkzeug 20 kann dann aus der Halteform 94 entnommen werden und beispielsweise in eine Honmaschine 22 eingesetzt werden.
Anstelle der Verwendung einer Schieberplatte 106 mit einer ebenen Arbeitsfläche 116 kann eine Schieberplatte 120 mit einer konvexen Arbeitsfläche 122 eingesetzt werden (siehe 15). Wenn eine derartige Schieberplatte eingesetzt wird, um das Bündel 90 in den flüssigen Sofortklebstoff 46 zu drücken, ist die erhaltene Arbeitsfläche des Honwerkzeugs 20 mit einem Radius versehen, welcher dem Radius der zu honeneden Bohrung 28 entsprechen kann. Es werden Filamente 80 mit ein und derselben Länge eingesetzt.
Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren gestattet die Herstellung eines Honwerkzeugs 20 mit einer fertig gestellten Arbeitsfläche ohne eine abschließende kostenintensive Nachbearbeitung. Natürlich ist die Nachbearbeitung umso kostspieliger, je ausgefallener das eingesetzte Schleifmaterial, wie polykristalliner Diamant, ist. Ohne den Nachbearbeitungsvorgang ist daher kein Verlust für teuere Füllmaterialien zu verzeichnen. Bei der Erfindung werden die Materialien einmal zugeschnitten und in das napfförmige Teil 42 eingedrückt.
Jegliche Unebenheit wird im inneren des napfförmigen Teils 42 ausgeglichen, und mit Hilfe des Sofortklebstoffs 46 werden die Filamente festgehalten.
Ein anderes Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeugs 20 nach der Erfindung ist in 13 gezeigt. Bei diesem Verfahren wird ein Bündel 130 aus Filamenten 132 zuvor zusammengestellt. Die Filamente 132 haben vorzugsweise die gleiche Länge, sind aber beträchtlich länger als die Filamente 80, welche bei den vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen eingesetzt werden. Beispielsweise können zur Herstellung eines Honwerkzeugs 20 Filamente eingesetzt werden, die einige Zentimeter lang sind. Der Halter 44 wird in einer Form 134 gehalten, welche ähnlich wie die Halteform 94 ausgelegt ist, abgesehen davon, dass die Form 134 nicht stationär, sondern auf- und abbeweglich mit Hilfe einer geeigneten linearen Antriebseinrichtung ist, was schematisch mit dem Pfeil 136 angedeutet ist.
Ein Zwischenabschnitt des Bündels 130 wird durch ein Formwerkzeug 140 durchgeführt, welches ein hohles Mittelteil 142 mit einer Kontur hat, welche passend zu dem napfförmigen Teil 42 gewählt ist. Auf diese Weise können die Filamente 132 eng sitzend und kompakt ausgerichtet werden. Das Bündel 130 wird dann derart angeordnet, dass seine untere Endfläche 144 zu dem napfförmigen Teil 142 ausgerichtet ist.
Eine zugemessene Menge eines flüssigen Sofortklebstoffs 46 wird dann auf die Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 entweder über die längliche Öffnung 73 oder einen Schlitz 78 eingebracht. Die Form 134 kann nach oben bewegt und dort fixiert werden. Nahezu gleichzeitig wird eine Schieberplatte 146 nach unten mit Hilfe einer geeigneten linearen Antriebseinrichtung bewegt, was schematisch mit einem Pfeil 150 dargestellt ist, um zu bewirken, dass die Endfläche 144 mit dem Sofortklebstoff zusammenarbeitet. Der flüssige Sofortklebstoff 46 bindet schnell ab, und die Endfläche 144 wird mit der Bodenfläche 45 des napfförmigen Teils 42 verbunden. Das Bündel 130 wird dann in einer vorgegebenen Höhe mit Hilfe von Schneidmessern 152 (13) in der Nähe des Formwerkzeugs 140 durchgeschnitten. Das geschnittene Ende wird dann die Arbeitsfläche des Honwerkzeugs 20.
Es ist noch zu erwähnen, dass man auf diese Weise ein einfach ausgelegtes und leicht herzustellendes Honwerkzeug 20 mit abtragenden Filamenten erhält.
Da das Honelement aus gesonderten Filamenten besteht, erhält man einen verbesserten Spänedurchlass sowie eine höhere Güte der endbearbeiteten Oberfläche.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeuges (20), mit folgenden Schritten: – Ausbilden eines abgemessenen Bündels (40; 90; 130) aus gleichmäßigen, eng gepackten, im Allgemeinen parallelen, gesonderten Filamenten (80; 86; 132), – Einbringen einer zugemessenen Menge eines Sofortklebstoffs (46) in das Innere eines napfförmigen Teils (42) eines Halters (44) derart, dass eine dünne Schicht dieses Sofortklebstoffs (46) vollständig die Bodenfläche (45) des napfförmigen Teils (42) bedeckt, – sofortiges Eindrücken des Bündels (40; 90; 130) in das napfförmige Teil (42), so dass alle Filamente (80; 86; 132) an einer Endfläche (112; 144) des Bündels (40; 90; 130) in Kontakt mit dem Sofortklebstoff (46) sind, bevor der Sofortklebstoff (46) abbindet und aushärtet, und – Abbinden und Aushärten des Sofortklebstoffs (46), wodurch die Endfläche (112; 144) des Bündels (40; 90; 130) fest mit der Bodenfläche (45) des napfförmigen Teils (42) verbunden wird und das Bündel (40; 90; 130) eine gleiche und gleichmäßige Dichte und Ausrichtung in dem napfförmigen Teil (42) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Sofortklebstoff (46) durch einen Schlitz (78) des Halters (44) in das Innere des napfförmigen Teils (42) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das napfförmige Teil (42) zwei ebene Seiten (70) und zwei die ebenen Seiten (70) verbindende abgerundete Ecken (72) umfasst, die zusammen eine längliche Öffnung (73) bilden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das napfförmige Teil (42) integraler Bestandteil des Halters (44) ist, dass der, Halter (44) im Querschnitt viereckförmig ausgestaltet ist und dass seine Länge wenigstens doppelt so groß wie seine Breite ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindrücken des Bündels (40; 90; 130) das Positionieren einer Schieberplatte (106) umfasst, welche eine ebene Arbeitsfläche (116) angrenzend an das Bündel (40; 90; 130) hat, so dass das Honwerkzeug (20) eine ebene Arbeitsfläche erhält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eindrücken des Bündels (40; 90; 130) das Positionieren einer Schieberplatte (120) umfasst, welche eine konvexe Arbeitsfläche (122) angrenzend an das Bündel (40; 90; 130) hat, so dass das Honwerkzeug (20) eine Arbeitsfläche mit einem Radius erhält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (40; 90; 130) durch ein Formwerkzeug (140) in das napfförmige Teil (42) eingeführt wird, welches ein hohles Mittelteil (142) mit etwa der gleichen Kontur wie das napfförmige Teil (42) hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (40; 90; 130) von einer Mehrzahl von Filamenten (80; 86; 132) gebildet wird, die jeweils auf die gleiche Länge zugeschnitten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) aus einem Kunststoff hergestellt sind, welcher aus der Gruppe gewählt ist, die Nylonarten, Polypropylene, Aramide und Polyester umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) aus mit Schleifmittel beladenem Nylon bestehen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) 45 Gew. % eines Schleifminerals enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sofortklebstoff (46) ein Cyanacrylat verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sofortklebstoff (46) ein Alkylcyanacrylat verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Sofortklebstoff (46) ein Alkoxyalkylcyanacrylat verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Sofortklebstoff (46) im nicht abgebundenen Zustand eine niedrige Viskosität hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (44) aus Kunststoff hergestellt ist.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (44) aus Metall hergestellt ist.
Honwerkzeug (20), mit: – einem Halter (44) mit einem napfförmigen Teil (42), welches eine innere Bodenfläche (45) hat, – einem Bündel (40; 90; 130) aus gleichmäßigen, eng gepackten, im Allgemeinen parallelen, gesonderten Filamenten (80; 86; 132), welche im napfförmigen Teil (42) festgelegt sind, und – einer dünnen Schicht aus Sofortklebstoff (46), welcher alle Filamente (80; 86; 132) an einer Endfläche (112; 144) des Bündels (40; 90; 130) fest mit der Bodenfläche (45) des napfförmigen Teils (42) verbindet, wobei das Bündel (40; 90; 130) eine gleiche und gleichmäßige Dichte und Ausrichtung in dem napfförmigen Teil (42) hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (44) einen Schlitz (78) zum Einbringen des Sofortklebstoffs (46) in das Innere des napfförmigen Teils (42) umfasst.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das napfförmige Teil (42) zwei ebene Seiten (70) und zwei die ebenen Seiten (70) verbindende abgerundete Ecken (72) umfasst, die zusammen eine längliche Öffnung (73) bilden.
Honwerkzeug nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das napfförmige Teil (42) integraler Bestandteil des Halters (44) ist, dass der Halter (44) im Querschnitt viereckförmig ausgestaltet ist und dass seine Länge wenigstens doppelt so groß wie seine Breite ist.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (40; 90; 130) eine der Endfläche (122; 144) gegenüberliegende Endfläche (114) hat, in welcher die Filamente (80; 86; 132) eine ebene Arbeitsfläche (116) bilden.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (40; 90; 130) eine der Endfläche (122; 144) gegenüberliegende Endfläche (114) hat, in welcher die Filamente (80; 86; 132) eine konvexe Arbeitsfläche (122) bilden.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sofortklebstoff (46) ein Cyanacrylat ist.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sofortklebstoff (46) ein Alkylcyanacrylat ist.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Sofortklebstoff (46) ein Alkoxyalkylcyanacrylat ist.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (44) aus Kunststoff besteht.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (44) aus Metall besteht.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (40; 90; 130) aus Filamenten (80; 86; 132) gleicher Länge gebildet ist.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) aus einem Kunststoff hergestellt sind, welcher aus der Gruppe gewählt ist, welche Nylonarten, Polypropylene, Aramide und Polyester umfasst.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) 45 Gew. % eines Schleifminerals enthalten.
Honwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente (80; 86; 132) 30 Gew. % eines mineralischen Schleifmittels enthalten.