EP0272339B1 - Feed mechanism for an abradant honing tool - Google Patents
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- EP0272339B1 EP0272339B1 EP19860117850 EP86117850A EP0272339B1 EP 0272339 B1 EP0272339 B1 EP 0272339B1 EP 19860117850 EP19860117850 EP 19860117850 EP 86117850 A EP86117850 A EP 86117850A EP 0272339 B1 EP0272339 B1 EP 0272339B1
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- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
- B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes
Description
Die Erfindung betrifft ein Reibhonwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, wie es beispielsweise aus der DE-A1 2 908 422 bekannt ist.The invention relates to a honing tool according to the preamble of
Reibhonwerkzeuge haben in der Regel eine hohe Standzeit. Sie müssen darum nicht sehr häufig zwecks Kompensation des Verschleißes nachgestellt werden. Es ist daher üblich, die mechanischen ZusteJlvorrichtungen, mit denen Reibhonwerkzeuge manuell auf das zu erzeugende Bohrungsmaß voreingestellt werden, auch zum Nachstellen bei Verschleiß des Werkzeuges zu verwenden. Solche Zustellvorrichtungen können als Einstellvorrichtungen am Werkzeug selbst oder an einem Adapter für die Aufnahme des Werkzeuges angeordnet sein und ermöglichen die Aufweitung der Reibflächen von Hand mittels einer Einstellmutter.Reaming tools usually have a long service life. Therefore, they do not have to be readjusted very often to compensate for wear. It is therefore customary to use the mechanical setting devices with which the reaming tools are manually preset to the bore size to be produced, also for adjusting when the tool is worn. Such delivery devices can be arranged as setting devices on the tool itself or on an adapter for receiving the tool and enable the friction surfaces to be widened by hand using an adjusting nut.
Für bestimmte Einsatzzwecke ist es aber erwünscht, die Reibflächen zur Verschleißkompensation automatisch nachzustellen. Es wurde schon vorgeschlagen, hierfür die Zustellsysteme zu verwenden, mit denen die Honsteine oder Honleisten von üblichen Honwerkzeugen automatisch radial verstellt werden, um sie im Eilgang in Arbeitseingriff zu bringen und während des Zerspanens kontinuierlich oder schrittweise in Abhängigkeit vom Materialabtrag zuzustellen. Ein solches Zustellsystem ist beispielsweise aus der DE-A1 2 619 741 bekannt. Diese Einrichtungen sind entsprechend den an sie gestellten Anforderungen aufwendig aufgebaut und für die einfache Voreinstellung und Nachstellung von Reibhonwerkzeugen wenig geeignet. Außerdem sind die bekannten automatischen Zustelleinrichtungen so konstruiert, daß bis zum Honwerkzeug relativ große Wege zu überbrücken sind und infolge elastischer Deformation hohe Vorspannungen auf-- treten.For certain purposes, however, it is desirable to automatically adjust the friction surfaces for wear compensation. It has already been proposed to use the infeed systems for this, with which the honing stones or honing stones are automatically radially adjusted by conventional honing tools in order to bring them into rapid operation and to deliver them continuously or step-wise during machining, depending on the material removal. Such a delivery system is known for example from DE-A1 2 619 741. These devices are complex in accordance with the requirements placed on them and are not very suitable for the simple presetting and adjustment of reaming tools. In addition, the known automatic infeed devices are designed so that relatively long distances have to be bridged to the honing tool and high pre-stresses occur due to elastic deformation.
Bei dem gattungsgemäßen Reibhonwerkzeug (DE-A1-2 908 422) wird das zu erzeugende Bohrungsmaß durch anfängliche Justierung von Hand eingestellt, jedoch ist zum Nachstellen zwecks Kompensation des Verschleißes die automatisch zu betätigende Verstelleinrichtung vorgesehen. Das Stellglied der Aufweitvorrichtung besteht aus einem gabelförmigen Kupplungsglied, das am oberen Ende eines Verbindungsgestänges zum Werkzeugschaft mittels einer Rollenführung derart gelagert ist, daß bei seiner Axialverschiebung das Gestänge und damit der Schaft verdreht und zugleich axial verschoben wird. Dadurch verschiebt sich der konische Schaftteil axial in der Reibhülse, die dabei aufgeweitet wird. Auch bei dieser Konstruktion ist der Übertragungsweg von der Stellvorrichtung bis zum Werkzeugschaft sehr lang. Er enthält überdies Kupplungen zwischen dem Stellglied, dem Verbindungsgestänge und dem Werkzeugschaft. Für die Aufweitung der Reibhülse eines Reibhonwerkzeuges sind aber, insbesondere bei Werkzeugen großen Durchmessers, sehr hohe Zustellkräfte erforderlich, die bei diesem System und auch allgemein bei langen Zustellwegen nicht ohne Deformation der Verbindungsgestänge zu übertragen sind. Daher ist eine genaue Nachstellung der Reibflächen eines Reibhonwerkzeuges in der Größenordnung von 0,001 mm
- und weniger mit den bekannten Systemen nicht möglich, insbesondere dann nicht, wenn die Nachstellung nach einer Zeitspanne von mehreren Stunden bis Tagen erforderlich wird.
- and less not possible with the known systems, especially not if the readjustment becomes necessary after a period of several hours to days.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Reibhonwerkzeug so auszubilden, daß die Zustelleinrichtung bei konstruktiv einfachem Aufbau hohe Zustellkräfte unter Vermeidung von elastischen Verformungen und Vorspannungen übertragen kann.The invention has for its object to design the generic honing tool so that the delivery device can transmit high feed forces with avoidance of elastic deformations and preloads with a structurally simple structure.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.The object is achieved according to the invention with the characterizing features of
Die Anordnung der das Stellglied bildenden Einstellmutter auf einem Gewindeabschnitt des Werkzeugschaftes ermöglicht den Angriff der Stellkräfte direkt an dem Schaft mittels einer automatisch zu betätigenden Verstellvorrichtung, die ihrerseits direkt auf die Einstellmutter wirkt. Für die Übertragung der Zustellkräfte sind daher keine Gestänge erforderlich, die zu Deformationen und damit zu Ungenauigkeiten der Einstellung führen würden. Die Einstellmutter verschiebt die Reibhülse auf dem Schaft. Die Zustelleinrichtung ist konstruktiv sehr einfach aufgebaut und kann außer zum automatischen Nachstellen auch zur automatischen Voreinstellung des Reibhonwerkzeuges verwendet werden.The arrangement of the adjusting nut forming the actuator on a threaded section of the tool shank enables the actuating forces to be applied directly to the shank by means of an automatically actuated adjusting device which in turn acts directly on the adjusting nut. No linkage is required for the transmission of the delivery forces, which would lead to deformations and thus to inaccuracies in the setting. The adjusting nut moves the friction sleeve on the shaft. The delivery device is of a very simple design and can be used not only for automatic adjustment but also for the automatic presetting of the reaming tool.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Es zeigt:
- Fig. 1 im Axialschnitt eine erfindungsgemäße Zustelleinrichtung mit einem Reibhonwerkzeug in schematischer Darstellung,
- Fig. 2 eine Draufsicht der Zustelleinrichtung nach Fig. 1 in schematischer Darstellung.
- 1 is an axial section of a delivery device according to the invention with a reaming tool in a schematic representation,
- Fig. 2 is a plan view of the delivery device of FIG. 1 in a schematic representation.
Das Reibhonwerkzeug 1 nach Fig. 1 hat einen vorzugsweise zylindrischen Schaft 2, der ein Einspannende 3 für die Befestigung an einer (nicht dargestellten) Honmaschine, einen sich daran anschließenden Gewindeabschnitt 4, sowie ein sich konisch erweiterndes Schaftteil 5 aufweist.1 has a preferably
Das Schaftteil 5 trägt eine an sich bekannte Reibhülse 6, die an ihrem Außenumfang mit einem Schneidbelag 7, z.B. einer galvanisch aufgebrachten Diamantschicht, versehen ist. Auf den Gewindeabschnitt 4 des Schaftes 2 ist ein als Einstellmutter 8 ausgebildetes Stellglied geschraubt, das an seinem äußeren Umfang eine Verzahnung 9 trägt.The
Die Reibhülse 6 ist auf dem Schaftteil 5 zwischen einem Druckring 10 und einer mit Abstand vom stirnseitigen Ende 12 des Schaftes 2 angeordneten Stirnscheibe 13 in axialer Richtung festgelegt. Der Druckring 10 stützt sich an einer Stirnseite 11 der Einstellmutter 8 ab. Die Stirnscheibe 13 ist mit einem Zentrieransatz 14 konzentrisch zur Reibhülse 6 ausgerichtet und mit dem Schaft 2 über eine Zugstange 15 kraftschlüssig verbunden. Sie wirkt mit einem sie umgebenden Federpaket 16 zusammen, das in einer koaxial im Schaftteil 5 verlaufenden Sacklochbohrung 17 angeordnet ist. Das Federpaket ist zwischen einem Endbund 18 der Zugstange 15 und einer Verschlußscheibe 19 eingespannt. Sie verschließt die Bohrung 17 und ist fest mit dem Schaft 2 verbunden, vorzugsweise verschraubt. Die durch die Verschlußscheibe 19 und die Stirnscheibe 13 hindurchgeführte Zugstange 15 hat einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt 20, auf den eine Mutter 21 geschraubt ist, die in montierter Lage an der Stirnfläche 22 der Stirnscheibe 13 anliegt. Durch diese Anordnung wird die Stirnscheibe 13 unter der Kraft des Federpaketes 16 gegen die ringförmige Stirnfläche 24 der Reibhülse 6 gedrückt.The
Die Verhältnisse sind dabei so gewählt, daß die beim Reibhonen auftretenden axial gerichteten Bearbeitungskräfte keine unerwünschte Verschiebung der Reibhülse auf dem Schaft 2 bewirken können. Die Einstellmutter 8, der Schaft 2 bzw. der Schaftteil 5 und die Zugstange 15 mit dem Federpaket 16 bilden eine Aufweitvorrichtung 1a für die Reibhülse 6.The ratios are chosen so that the axially directed machining forces occurring during the honing process cannot cause an undesired displacement of the friction sleeve on the
Bei einer Drehung der Einstellmutter 8 in Richtung der Gewindesteigung wird jedoch die Reibhülse 6 unter Überwindung der Federkraft in axialer Richtung auf dem sich konisch erweiternden Schaftteil 5 verschoben. Die in bekannter Weise geschlitzt ausgeführte Reibhülse 6 wird dadurch radial in gleichem Maße über ihre gesamte Länge erweitert. Die gesteuerte Drehung der Einstellmutter 8 zum Zwecke der Einstellung und Nachstellung des Reibhonwerkzeuges auf ein bestimmtes Maß erfolgt durch eine automatisch arbeitende, mechanische Verstelleinrichtung 25.When the adjusting
Die Verstelleinrichtung 25 besteht im wesentlichen aus einer Zahnstange 26, die mit einem ersten Verstellzylinder 27 (Fig. 2) über ein in Führungen 28, 29 geführtes Schiebestück 30 in Eingriff mit der Verzahnung 9 der Einstellmutter 8 bringbar ist. Die Zahnstange 26 ist in dieser Stellung mit einem zweiten Verstellzylinder 31 quer zur Werkzeugachse in einem mit dem Schiebestück 30 fest verbundenen Querstück 32 in einer nutförmigen Ausnehmung 33 verschiebbar geführt.The adjusting
Der Verstellzylinder 27 und die Führungen 28, 29 sind ortsfest an einer fest am Maschinenständer (nicht gezeigt) angebrachten Konsole 34 montiert. Die Kolbenstange 35 des Verstellzylinders 27 ist mit dem Schiebestück 30 über zwei Mitnehmer 36 verbunden (Fig. 2). Sie sind mit dem Schiebestück 30 fest verschraubt und greifen mit einem nasenförmigen Vorsprung 37 in eine Ringnut 38 der Kolbenstange 35 ein. Dabei sind die Verhältnisse so getroffen, daß zwischen Kolbenstange 35 und Mitnehmer 36 quer zur Achsrichtung der Kolbenstange allseitig Spiel gegeben ist, wodurch eventuelle Fluchtungsfehler zwischen dem Verstellzylinder 27 und dem Schiebestück 30 unschädlich sind. Die Mitnehmer 36 stehen in entgegengesetzte Richtungen über das Schiebestück 30 vor. In die überstehenden Abschnitte sind verstellbare Anschlagschrauben 39 geschraubt, die an einer benachbarten Stirnseite 40 der Führungen 28 bzw. 29 anschlagen, wenn die Zahnstange 26 mit der Einstellmutter 8 im Eingriff ist.The adjusting
Der Verstellzylinder 31 ist quer zum Verstellzylinder 27 am Querstück 32 fluchtend zur Zahnstange 26 so montiert, daß seine Mittenachse etwa in der Mittenebene der Zahnstange 26 liegt. Die Kolbenstange 41 des Verstellzylinders 31 ist mittels zweier Mitnehmer 42 direkt mit der Zahnstange 26 verbunden. Die Mitnehmer 42 greifen mit nasenförmigen Vorsprüngen 43 in eine Ringnut 44 an der Kolbenstange 41 ein. Der Hub des Verstellzylinders 31 ist vorzugsweise so groß gewählt, daß er einer vollen Zahnteilung der Verzahnung 9 entspricht. Der Hub kann aber auch mehreren vollen Zahnteilungen entsprechen.The adjusting
Auf der Oberseite des Querstückes 32 ist eine Gabel 45 befestigt, die das Reibhonwerkzeug während der Zustellung gegen Verdrehen sichert. Hierzu sind am Reibhonwerkzeug zwischen dem zylindrischen Einspannende 3 und dem Gewindeabschnitt 4 zwei diametral einander gegenüberliegende Schlüsselflächen 46 angebracht, deren Schlüsselweite der Öffnung 47 der Gabel 45 entspricht.On the top of the
Ferner ist eine Gegenhalteeinrichtung 48 vorgesehen, um die bei der Zustellung auftretende radial wirkende Kraftkomponente aufzunehmen, die sonst das Werkzeug abdrängen würde.Furthermore, a
Die Gegenhalteeinrichtung 48 besteht im wesentlichen aus einem zweiarmigen Hebel 49, der schwenkbar an einem Tragarm 50 gelagert ist. Der Hebel 49 weist ein der Gabel 45 gegenüberliegendes Ende 51 auf, das vorzugsweise prismatisch ausgebildet ist. Der Tragarm 50 ist (in nicht gezeigter Weise) starr mit der Konsole 34 bzw. dem (nicht dargestellten) Maschinenständer verbunden.The
In der während des Zustellvorganges eingenommenen Schwenkstellung (Fig. 2) liegt das Hebelende 51 am Schaft 2 des Werkzeuges 1 an. In dieser Stellung wird der Hebel 49 durch ein Gestänge 52 gehalten, welches das andere Ende 53 des Hebels 49 mit einem fest am Gehäuse des Verstellzylinders 31 angeordneten Lagerbock 54 gelenkig verbindet.In the swivel position assumed during the delivery process (FIG. 2), the
Das Gestänge 52 ist in bekannter Weise längenverstellbar ausgebildet, z.B. mittels einer Spannschloßschraube 55, wodurch ein genaues Einstellen der Anlage des Hebelendes 51 am Einspannende 3 ermöglicht wird.The
Insbesondere beim Auftreten sehr großer Verstellkräfte kann es vorteilhaft sein, eine zweite Gegenhalteeinrichtung 56 vorzusehen, die mit größerem axialen Abstand von der Gegenhalteeinrichtung 48 dem Werkzeug 1 angeordnet ist. Wie Fig. 1 zeigt, ist hierzu am unteren freien Ende des Werkzeuges 1 auf einer maschinenseitig festen Vorrichtungsplatte 57 ein Gegenhaltestück 58 befestigt.In particular when very large adjustment forces occur, it can be advantageous to provide a second
Nachstehend soll die Arbeitsweise der in Fig. 1 und 2 dargestellten Zustelleinrichtung anhand eines Nachstellvorganges erläutert werden:
- Vor Beginn eines Nachstellzyklusses befindet sich der Verstellzylinder 27 in eingefahrenem Zustand (nicht gezeigt), und die
Verstelleinrichtung 25 steht in einem größeren radialen Abstand zur Bearbeitungsachse desReibhonwerkzeuges 1. Gleichzeitig befindet sich der Hebel 49der Gegenhalteeinrichtung 48 infolge seiner gelenkigen Verbindung mit der Verstelleinrichtung 25über das Gestänge 52, dieSpannschloßschraube 55 und den Lagerbock 54 in einer ausgeschwenkten Stellung (nicht dargestellt). Die Verhältnisse sind stets so getroffen, daß alle Teile außerhalb eines Störkreises der Honmaschine liegen.
- Before the start of an adjustment cycle, the adjusting
cylinder 27 is in the retracted state (not shown), and the adjustingdevice 25 is at a greater radial distance from the machining axis of thereaming tool 1. At the same time, the lever 49 of the holdingdevice 48 is due to its articulated connection to the adjustingdevice 25 via thelinkage 52, theturnbuckle screw 55 and the bearing block 54 in a pivoted-out position (not shown). The conditions are always so bad fen that all parts are outside an interference circle of the honing machine.
Der Nachstellzyklus wird durch ein Signal einer manuellen oder vorzugsweise automatischen, an sich bekannten und daher nicht gezeigten Nachmeßeinrichtung ausgelöst. Das Reibhonwerkzeug 1 fährt in Achsrichtung in eine vorbestimmte Position. In dieser Position befindet sich das Werkzeug vollständig außerhalb des Werkstückes,und die Verzahnung 9 der Einstellmutter 8 steht etwa in Höhe der Zahnstange 26. Ein an sich bekannter und daher ebenfalls nicht gezeigter Positionierantrieb dreht das Reibhonwerkzeug dann in eine vorbestimmte Winkelstellung, die so gewählt ist, daß die Schlüsselflächen 46 am Schaft 2 fluchtend zur Öffnung 47 der Gabel 45 stehen.The readjustment cycle is triggered by a signal from a manual or preferably automatic metering device known per se and therefore not shown. The
Anschließend wird der Verstellzylinder 27 mit Niederdruck beaufschlagt, worauf die Kolbenstange 35 ausfährt und die Verstelleinrichtung 25 radial in Richtung auf das Reibhonwerkzeug 1 vorbewegt. Im Zuge dieser Bewegung nimmt die Gabelöffnung 47 den Schaft 2 an seinen Schlüsselflächen 46 auf und die Zahnstange 26 kommt in Zahneingriff mit der Verzahnung 9 der Einstellmutter 8.The adjusting
Gleichzeitig wird der Hebel 49 der Gegenhalteeinrichtung 48 über das Gestänge 52 so weit eingeschwenkt, daß sein Hebelende 51 am Einspannende 3 zur Anlage kommt.At the same time, the lever 49 of the
Die Bewegung der Verstelleinrichtung 25 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) durch die Anschlagschrauben 39 begrenzt, die so eingestellt sind, daß die Zahnstange 26 mit geringem Spiel im Zahneingriff mit der Einstellmutter 8 steht. Diese Stellung wird von einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung erfaßt, die dann den Druck im Verstellzylinder 27 erhöht. Sofort anschließend wird der zweite Verstellzylinder 31 mit Hochdruck beaufschlagt. Er verschiebt dann die Zahnstange 26 um beispielsweise eine Zahnteilung. Die mit der Zahnstange 26 in Eingriff stehende Einstellmutter 8 wird entsprechend um einen kleinen Winkel verdreht. Sie bewirkt über die beschriebene Aufweitvorrichtung 1a bzw. deren Aufweitmechanismus am Werkzeug eine Aufweitung der Reibhülse 6 um einen bestimmten Betrag, z.B. 0,001 mm im Durchmesser. Während dieses Zustellvorganges ist das Reibhonwerkzeug 1 durch die Gabel 45 gegen Verdrehen gesichert und von den Gegenhalteeinrichtungen 48, 56 in seiner Lage in bezug auf die vorgegebene Bearbeitungsachse gehalten. Nach beendeter Zustellung fahren zunächst der Verstellzylinder 27 und danach der Verstellzylinder 31 in seine Ausgangslage zurück, der Nachstellzyklus ist abgeschlossen und das Reibhonwerkzeug ist freigegeben für den nächsten Arbeitseinsatz.The movement of the adjusting
Der Hub des Verstellzylinders 31 entspricht vorzugsweise einer oder mehreren vollen Zahnteilungen, wodurch in einfacher Weise gewährleistet ist, daß bei jeder weiteren Nachstellung die Verzahnung von Zahnstange 26 und Einstellmutter 8 Lücke auf Zahn stehen. Sollte bei der ersten Nachstellung im ungünstigsten Fall Zahn auf Zahn stehen, so erfolgt zuerst automatisch ein Verschieben der Zahnstange 26 mittels des Verstellzylinders 31 bis die gewünschte Eingriffsstellung erreicht ist. Erst danach wird der Druck im Verstellzylinder 27 erhöht und die eigentliche Nachstellung in der beschriebenen Weise vorgenommen. Der anfänglich niedere Druck im Verstellzylinder 27 schließt Beschädigungen zwischen Zahnstange 26 und Einstellmutter 8 aus.The stroke of the adjusting
Selbstverständlich ist es auch möglich,dürch entsprechende an sich bekannte Steuersysteme, z.B. mittels eines Weggebers am Zylinder 31 den Zahneingriff zwischen Zahnstange 26 und Einstellmutter 8 gesteuert vorzunehmen und auch Bruchteile einer Zahnteilung zuzustellen, beispielsweise dann,wenn besonders kleine Nachstellschritte erwünscht sind.Of course, it is also possible to use appropriate control systems known per se, e.g. by means of a displacement sensor on the
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