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Honwerkzeug Die Erfindun- betrifft Honwerkzeuge und insb besondere
ein verbessertes Honwerkzeug zum Gebrauch bei einer Einrichtung, um genau den inneren
Durchmesser eines Zylinders während der Bearheitung zu messen und die Bearbeitung
zu unterbrechen, wenn. ein bestimmter Durchmesser erreicht worden ist.
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Bei einer bekannten Bauart war eine Kaliber-oder Meßeinrichtung vorgesehen,
die unmittelbar die Größe des Werkzeuges während der Bearbeitun- in einer Bohrung
mißt, um dadurch die Bohrtin- zu messen, die auf irgendeine gewünschte
b z3
Dimension fertig bearbeitet werden konnte. Die abreibenden Glieder des
Honwürkzeuges waren angeordnet, um unmittelbar die Meßeinrichtung an einem Ende
des Arbeitshubes zu berühren, um die Einrichtung zu betätigen, wenn der Durchmesser
erreicht worden war. Es ist gefunden worden, daß eine leichte abreiben-de, Wirkung
als ein Ergebnis der Berührung des Müßgliedes mit dem abreibenden Material eintrat,
was eine gelegentliche Nacheinstellung der Meßvorrichtung notwendig machte, um diese
abreibende Wir#kung auszugleichen.
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Bei einer anderen Bauart wurde #die Notwendigkeit des Nacheinstellens
der Meßeinrichtun- im wesentlichen dadurch vermindert, daß nichtabreibende Lappen
an den äußeren Enden des Abreibsteines vorgesehen wurden, der seinerseits das Meßglied
berührte, um die Arbeitsweise der Maschine zu unterbrechen, wenn der gewünschte
Durchmesser erreicht worden ist. Es ist nun gefunden worden, daß bei Benutzung dieser
Bauart insbesondere zum Honen von zylindrischen Bohrungen von äußerst hartem Material
gelegentlich
die niclitabreibenden Lappen an den äußeren Enden des
Wetzsteines nicht auf den ausgeübten Druck in dem gleichen Ausmaß reagieren wie
die abreibenden Glieder, die die zylindrische Bohrung honen. Dies wirkt sich gelegentlich
darin aus, daß sich der Durchmesser der nichtabreibenden Lappen ein wenig von dem
Durchmesser der gehonten zylindri-schen Bohrung unterscheidet, was daher auf die
Genauigkeit der obenerwähnten Meßeinrichtung rückwirkt.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes und
vereinfachtes Honw-erkz-eug und damit verbundene Meßmittel zu schaff-en, um genau
den Durchmesser einer zylindrischen Bohrung während des Honens zu messen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, mit der Bolirung
in Eingriff kommende Glieder, die unabhängig mit ;den abreibenden Abnutzungsgliedern
verbunden sind, zu schaffen, die genau den Durchmesser der zylindrischen Bohrung
unabhängig von den relativen Zusammendrückeigenschaften der Glieder zum Eingriff
irr die Bohrung -messen werden.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein. Honwerkzeug
zu schaffen, das von einer zylindrischen Bohrung zurückgezogen werden kann, ohne
daß die abreibenden, Glieder ihre Oberfläche zerkratzen oder verletzen.
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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung be-
steht darin, ein Honwerkzeug
zu schaffen, das einfach in der Bauart, wenig 'kostspielig in der Herstellung und
insbesondere genau in der Arbeitsweist ist.
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Diese und andere Aufgab-en der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden,
ins einzelne gehenden Beschreibung, die in Verbindung mit den Zeichnungen zu verstehen
ist, in denen darstellt Fi-. i eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, auf ein
Honwerkzeug, das die, Merkmale der Erfindung verkörpert, Fig. 2 einen Schnitt nach
Linie 2-2 der Fig. i, Unter Fil-. 3 einen Bezugnahme Schnitt nunmehr nach
Linie auf 3-3 die der Zeichnung Fig. i.
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ist die zu honende zvIindrische Bohrung mit 5 be- zn' zeichnet,
und das H#riwerkzeug weist ein übliches Gehäuseglied auf, das allgemein mit
7 bezeichnet und geeignet ist, in die Bohrung einzutreten. In der
Nähe des oberen Endes des Gehäuses 7 ist ein Antriebsglied
9 vorgesehen. Eine axial zu betätigende Stange ii tritt in der Längsrichtung
durch die Mitte des Gehäuses 7 -und weist an ihrem ober-en Ende eine daran
befestigte Kul?'piung 13 auf. Das Honwerkzeug dieser Erfindung ist geeignet, in
eine Honmaschine der Art eingebaut zu werden, wie sie in der amerikanischen Patentschrift
:2 350 5:27 erläutert wor&n ist. Wie irr -dieser Patentschrift zu erkennen
ist, wird das Antriebsglied 9 in der Honmaschine gehalten, und die Kupplung
13 ist einstellbar damit verbunden. Danik der Bauart der Maschine dieses Patentes
wird das gesamte Gehäuse 7 hin und her bewegt und dadurch gedreht, und die
einstellbare Stange t> ii 'kann dank der Verbindung der Kupplung 13 innerhalb der
Maschine axial mit Bezug auf das Gehäuse während der Drehung und des Hinundherbewegens
des Werkzeuges selbst eingestellt werden.
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In der Nähe des unteren Endes des Gehäuses 7
ist eine Mehrzahl
von radial im Abstand voneinander angeordneten Öffnungen 15 durch seine Wand
'hindurch vorgesehen, die geeignet sind, eine Mehrzahl von mit 17 bezeichneten abreibenden
Honsteinen aufzunehmen. Zusätzliche Öffnungen ig sind zwischen einigen der Öffnungen
15 in dem Gehäuse 7 zur Aufnahme eines Satzes von Bohrungseingriffs-
oder Führungsgliedern 21 angeordnet. An den Honsteinen 17 sind nichtabreibende Halter
2.3 befestigt, die mit einer geneigten Innenfläche versehen sind. Der Halter
und Stein ragen in eine einer Mehrzahl von geneigten Nuten 25, die radial
im Abstand voneinander auf der äußeren Peripherie eines zylindrischen Zapfens
27 angeordnet sind, der gleitbar in. das untere Ende des Gehäuses
7 passend eingreift. Die Nuten 25 sind von der gleichen Neigung wie
die Halter -und begrenzen die Peripherie eines Kegels, dessen Grundfläche der 1)urchmesser
des zylindrischen Zapfens 27 ist. Die Honsteine 17 und die Halter
23 sind innerhalb der Nuten 25 angeordnet und werden veranlaßt, sich
radial nach außen zu bewegen, wenn die einstellbare Stange ii nach unten bewegt
wird. Diese Radialbewegung wird durch die mit Vorsprüngen vers,#henen geneigten
Flächen der Nuten 25 und der Halter 2,3 erzeugt, und ein beträchtlicher
Druck kann durch sie 'hindurch ausgeübt werden, um die Honsteine gegen die Zylinderbohrung
zu drücken, Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, sind die Führungsglieder 21 von
größerer Länge als die Honsteine 17, und zwar aus einem Grund-,-, der weiter unten
auseinandergesetzt werden wird. Die inneren Flächen der Führungsglieder 21 sind
ge-
neigt und stoßen gleitbar gegen eine geneigte Fläche :29, die auf Hubgliedern
31 gebildet ist. Die Führungsglieder 2;1 können aus irgendeinem zweckmäßigen Material,
z. B. aus Fiber, Metall od. dgl., sein. Es ist zu bemerken, daß die inneren Flächen
der Hubglieder 21 flach sind und gegen eine gerade Län-sfläche von Nuten
33 liegen, die in dem zvlindrischen Zapfen :27 vorgesehen sind. Die Hui)-glieder
gleiten innerhalb der Nuten 33 und haben obere Flächen, die bündig mit dem
oheren Ende des Zapfens 27 angeordnet werden können. Bei dieser Anordnung
können der Zapfen :27 und die Führungsglieder miteinander oder unabhängig voneinander
bewegt werden.
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Das untere Ende der einstellbaren Stange ii wird von einer Aussparung35
aufgenommen, die in dem oberen Ende des zylindrischen ZapfenS27 ausgebildet ist,
und wird daran durch einen seitlich sich erstreckenden Bolzen 37 oder ein
anderes zweckmäßiges Mittel befestigt.
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Eine schwimmende Kupplung oder ein Käfigglied 39 ist auf >der
Welle i i innerhalb des Gehäuses 7 über dem Zapfen 27 angeordnet.
Das Glied 39 ist mit einem rin,-förmigen Flansch 41 in der Nähe seines unteren
Endes ausgebildet und ist mit
einer zentrischen Aussparung 43 versehen.
Das obere Ende der Aussparung ist bei 45 mit ein-ern Gewinde versehen, und das untere
Ende ist mit einer Öffnung 47 durch die untere Wandung des Gliedes 39 hindurch
versehen, die gestattet, daß die Einstellstange ii hindurchtritt. Eine Druckfeder
49 =schließt die Stange ii und legt sich in die Aussparung 4.3. Koaxial mit der
einstellbaren Stange ii und sich auf dem oberen Ende der Schrauhenftder 49 abstützend,
sind zwei oder mehr Reibungsschuhe 51 angeordnet, deren äußere Umfangsfläche von
kegeligern Querschnitt nach unten und auswärts, wie bei 53 gezeigt, geneigt
ist. Eine Kappe 55 ist in das obere Ende der Aussparung 43 geschraubt und
ist mit einer Öffnung 57 in ihrem Mittelpunkt vorgesehen, durch die die Einstellstange
ii hindurchtritt. Die innere Umfarigsfläche der Kappe 55 ist kegelig in ergänzender
Weise geneigt, wie bei 59 gezeigt ist, um mit der äußeren geneigten Peripherie
der Schuhe 51 in Eingriff zu kommen, so daß, wenn die Kappe 55 hinunter in
die Aussparung 43 zwar entgegen der Spannung der Feder 49 geschraubt wird, sie die
Schuhe 51 nach innen gegen den Umfang der einstellbaren Stange i i drücken wird,
um eine Rutschkupplung zwischen der Stange i i und dem schwimmenden Käfig
39 zu bilden. Es ist zu bemerken, daß das untere Ende des schwimmenden Gliedes
39 gegen sowohl den zylindrischen Zapfen 27 als auch gegen das obere
Ende der Hubglieder V in der äußersten zusammengefall-en-en Stellung der Werkzeuge
stoßen kann.
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jedes der Hubglieder V hat einen sich nach oben erstreckenden Arm
61, der an seinem oberen Ende ein-en sich nach innen erstreckenden Haken
63 besitzt, der geeignet ist, sich über den Flansch 41 zu erstrecken,
und der im Abstand von ihm angeordnet sein kann, wenn das Ende des Nocken-(yliedes
mit dem Glied 39 in Eingriff kommt. Eine Unterlegscheibe 65 ist auf
der oberen Fläche der Arme 61 angeordnet, gegen die sich das untere Ende einer Schraubenfeder
67 legt. Die Feder 67
umschließt das Glied 39 und wird auf einen
gewünschten Betrag durch einen Kragen 69 zusammtligedrückt, der auf den äußeren
Umfang des Glied-es 39 aufgeschraubt: ist und gegen den sieh das obere Ende
der Feder 67 legt. Bei Honarbeitsgängen, bei denen äußerst fein-,- Oberflächenendzustände
auf dem Werkstück erzeugt werden müssen, ist es empfehlenswert, daß die Führungsglieder
den Werkzeugkörper 7 auf seiner Rotationsachse halten, wenn die Honsteine
aus ihrem Ein'griff mit dem Werkstück zurückgezogen werden. Ein' unachtsames Wieder-in-Berührung-Bringen
des Steines mit dem Werkstück wird so verhindert, was sonst den Oberflächenendzustand
des letzteren beeinträchtigen würde.
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Es ist jedoch zu verstellen, daß diese Funktion der Führungsglieder
nicht notwendigerweise für NIeßzwecke erforderlich ist und daß daher der Raum zwischen
dem sich nach innen erstreckenden Haken 63 und dein Flansch 41 weggelassen
werden kann und daß die Hubglieder V so dazu veranlaßt werden können, sich unmittelbar
in der Längsrichtung in Übereinstimmung mit der Axialbewegung des Käfi-
39 zu bewegen. In diesen ei b s Augenblicken können die Unterlegscheibe,65,
die Feder67 und der Kragen69 aus der Bauart fortgelassen werden, ohne sich von irgendeiner
Funktion der Führungsglieder mit Ausnahme des Stahilisierens des Honkörpers unmittelbar
vor dem Eingriff der Steine und der Werkstückoberfläche und unmittelbar nach dem
Zurückziehen der Steine von dieser Werkstückoberfläche zu entfernen.
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Wie in Fig. i zu ersehen ist, ist über der zylindrischen Bohrung
5 und auf der Honmaschine eine Meßeinrichtung angeordnet, die einen Halter
71 aufweist, der eine Buchst 73 in einer Flucht mit dem Honwerk7eug unterstützt,
das durch diese Buchse hindurch hin und her bewegt wird. Entweder ein kaliberähnliches
oder ein ringähnliches Meißglied 75, das, wenn es durch die Führungsglieder:2i,
wie die nachfolgende Beschreibung er-,gibt, in Eingriff gebracht wird, bewirkt,
daß das Meßglied 75 einen Schalter betätigt, um die Arbeit der Maschine zu
unterbrechen. Eine kaliberähnliche Meßeinrichtung ist im einzeln-en in der amerikanischen
Patentschrift :2 3,08 35o beschrieben.
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Bei der Betätigung wird das Honwerkzeug in die zylin#drische zu honende
Bohrung eingeführt, wobei die Durchmesser der Honsteine und der Führungsglieder
21 auf einen kleineren Durchb 13 messer als den der Bohrun,,' 5 zusanimengefallen
sind. Der Durchmesser der Führungen, der hierbei ein wenig größer ist als der der
Steine, wird mit der Bohrung zuerst in Eingriff kommen, um das Werkzeug zu stabilisieren,
his die Honsteine mit der Bohrung in Berührung kommen. Während dieser Phase wird
die Honmaschine in Betrieb ge-
setzt, indem gleichzeitig eine Hinundherbewegting
b t' 2-1 l# und eine Drehung des Gehäuses 7 bewirkt wird. Wenn das
Gehäuse 7 umläuft, bew#irkt es in gleicher Weise, daß die Honsteine 17 und
die Führungsglieder 21, die in ihm angeordnet sind, ebenfalls umlaufen. Dank der
Konstruktion der Honmaschine wird, wie oben erwähnt, die Einstellstange ii nach
unten bewegt, um zu bewirken, daß die Honsteine mit der Zylinderhohrung
5 mit wachsendem Druck in Eingriff kommen. Wenn die Stange ii nach abwärts
gestoßen wird, werden die Honsteint 17 nach außen gegen die Wand der zylindrischen
Bdhrung 5 durch die Wirkung der geneigten Nuten 2 z# 5 in dein zylindrischen
Zapfen 27 auf die hinteren genti 'gten Flächen des Halters 23 gedrückt.
Gleichzeitia werden die Füh#run-sb L, glied,er:2i nach außen gegen die Wand der
zylindrischen Bohrung dank der Wirkung des Gliedes ti 39 gedrückt, das von
der Stange ii auf dem Hubglied31 gehalten wird. Das Glied39 wird sich weiter mit
der Einstellstangeii bewegen, bis der Druck zwischen der zylindrischen Bohrun 1-swand
und den Fü,hrun-so-Ii-cdern21 den vorbestimmten b n
Betrag erreicht. Zu dieser
Zeit werden die Schuhe 51 über die Stange ii gleiten, da sich die Stange ii weiter
nach abwärts bewegt, um eine weitere Bewegung und Druck auf die Honsteine 17 auszuüben.
Während
dieser letzten Dewegungg wird sich der Zapfen :27 relativ zu der flachen Fläche
auf dem Hubglied 31 bewegen, das in den geraden Nuten 33 des Zapfens angeordnet
ist. Da die Honsteine 17 den Durchmesser der Bohrung 5 während der
Hanoperation vergrößern, wird der Druck zwischen den Führungsgliedern:2i und der
Bohrung durch den Reihungs-Zug zwischen den Schuhen 51 und der Stange ii aufrechterhalten,
was bewirkt, daß das Kupplungsglied 39 die Hubglieder 31 nach abwärts drückt,
wenn der Zapf-en 27 nach abwärts bewegt wird und radial die Führungsglieder
gegen die Bohrungswand betätigt, bis ,der Druck dazwischen wieder bewirkt, daß.
die Schuhe5i auf der Stangeii gleiten. Dieses Ineingriffkommen und Außereingriffkommen
der Rutschkupplung geschieht -periodisch während des Honens, wie es durch den Druck
zwischen den Führungsgliedern und der Bohrungswandung bestimmt ist. Auf diese
Weise werdendie Führungsglieder:2i in Eingriff mit der Bohrungswandung gehalten,
so daß sie axial das Werkzeug stabilisieren -und benutzt werdenkönnen, um den Durchmesser
der Bohrung zu messen, wie auseinandergesetzt werden wird.
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Wenn das Werkzeug hin und her bewegt und gedreht wird, wird die Bolhrungswandung
durch die Honsteine vergrößert werden, und die Führungsglieder:2i werden in die
Meßeinrichtung bei jedem Aufwärtshub des Werkzeuges eintreten. Die Führungsglieder
21 erstreck-en sich im wesentlichen oberhalb des oberen Endes der Honsteine
17, so daß, sie allein in die Meßeinrichtung eintreten und ihren Schalter
davon betätigen können, wenn sie sich auf den Enddurchmesser ausgedehnt haben, der
in der Meßeinrichtung eingestellt ist.
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Bei außerordentlich feinen End-Hon-Operationen üben die Honsteine
17 am Ende der Operation ein-en beträchtlichen Druck auf die Wandung der Zylinderbohrung
5 aus, Wenn das Werkzeug zurückgezogen würde, während die Steine unter diesem
Druck stehen, könnten sie die Feinstoberfläche der Bohrungswandung beschädigen.
In solchen Augenblicken wird die, vollständige Bauart, wie in Fig. i gezeigt, benutzt,
die die Unterlegscheibe 65, die Feder 67 und den Kragen
69 einschließt und die den Raum zwischen dem Haken 63 und dem Flansch
41 vorsieht, der die wirksame Bewegung der Feder 77 und die entsprechende
relative Axialbewegung zwischen dem Zapfen 27
und den Hubgliedern 31 an den
Oberflächen. 33
begrenzt. So wird bewirkt, daß die Führungsglieder :21 die
Berührung mit der Arbeitsoberfläche 5 aufrechterhalten, bis die abreibenden
Glieder 17 ihren Arbeitsdruck auf das Werkstück voll mit Rücksicht auf die Aufwärtsbewegung
des Zapfens:27 entlastet haben. Während des erst-en Teiles dieser Rückzugsbewegung
des Zapfens 2-7 wird der Druck auf die Führungsglieder im wesentlich-en nicht
vermindert werden, weil, wie aus der Fig. i zu ersehen ist, die Feder
67 auf den Haken 63 der Hubglieder wirkt und die letzteren Glieder
nicht nach aufwärts bewegt werden, bis der Flansch 41 mit der Bodenfläche des Hakens
in Eingriff kommt. Danach werden die Glieder 21 und die Steine 17 mitgleichförmigerGeschwindigkeit
zurückgezogen, wobei die Steine vor den Führungsgliedern und weiter als diese zusammengefallen
sind, so daß die Führungsglieder die Steine daran hindern können, mit der fertig
gehonten Bollirung während des Rückzuges wieder in Berührung zu kommen und sie zu
beschädigen. Das Werkzeug wird dann vollständig aus der Bohrung zurückgezogen und
die fertig bearbeitete Bohrung kann durch eine neue Bdhrung ersetzt werden, die
dann in der beschriebenen Weise gehont wird. Beim Heranbringen des Werkzeuges an
die neue Bohrung wird die Feder 67 die Hilbglieder#3i, die relativ zu dem
Flansch 41 vorbewegt worden sind, zurUckhalten, so. daß zuerst die Glieder:zi vor
den Steinen mit der Bohrungswandung in Berührung kommen und gegen die Wand mit dem
gewünschten Stabilisierdruck eingestellt werden, bevor die Steine endgültig gegen
die Bohrungswandung bei der fortgesetzten Bewegung der Stange i i eingestellt werden.
Wenn die Honung fortschreitet und die Bohrung vergrößert wird, wird die radiale
Expansion der Glieder 21 von dieser Vergrößerung durch die Bewegung der Glieder
31 und des Zapfens 27 als einer Einheit ferngehalten" und der Berührungsdruck
der Führungsglieder auf das Werkstück könnte niemals kleiner sein als derjenige,
der sich aus dem Druck der Feder 67 mal dem mechanisch-en Anstieg des Hubflächenwinkels
29 der Glieder 3 1 ergibt.
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Es ist für einen Fachmann offenbar, daß die Mer#kmale der Erfindung
auch in Verbindung mit Bohrungsberührungsgliedern gebraucht werden können, bei denen
die Glieder 17 aus rauhen Abreibraitteln und die Glieder--i aus feinem Abreibmittel
bestelhen. Während der Arbeitsp:hase mit voller Druckberü#hrung bei allen Gliedern
auf das Werkstück wird eine zusammengesetzte Endbearbeitungsfläche auf dem Werkstück
erzeugt, aber der Druck der rauhen Abreibmittel 17 auf das Werkstück wird bei einem
leichten. Rückzug der Betätigungsstange ii gelöst, während es der Feder
67 cre#stattet wird, einen verlängerten Druck auf die feinen Abreibmittel:2i
aufrechtzuerhalten und so; eine Verbesserung in der Güte der Oberflächenfertigbearbeitung
über die zusammengesetzte Fertigbearb#eitung hinaus zu erzeugen.