EP3085492A2 - Grinding tool - Google Patents

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EP3085492A2
EP3085492A2 EP16162638.7A EP16162638A EP3085492A2 EP 3085492 A2 EP3085492 A2 EP 3085492A2 EP 16162638 A EP16162638 A EP 16162638A EP 3085492 A2 EP3085492 A2 EP 3085492A2
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EP
European Patent Office
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grinding
grinding tool
cylindrical
cylinder bore
tool
Prior art date
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EP16162638.7A
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EP3085492A3 (en
EP3085492B1 (en
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Thomas Rossetti
Ralf Palmetshofer
Mario Nairz
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Tyrolit-Schleifmittelwerke Swarovski KG
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Tyrolit-Schleifmittelwerke Swarovski KG
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Publication of EP3085492A3 publication Critical patent/EP3085492A3/en
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    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/02Wheels in one piece

Definitions

  • the invention relates to a grinding tool according to the preamble of claim 1, a set of a first and a second grinding tool according to the preamble of claim 2, a grinding tool for a set according to the invention as a second grinding tool, the use of a grinding tool according to the invention or one of the two grinding tools of the invention Sets in a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, and a CNC machine with at least one grinding tool according to the invention or at least one of the two grinding tools of the set according to the invention and a control program which is adapted to perform the machining process automatically.
  • the object of the present invention is therefore to provide a grinding tool or a set of a first and a second grinding tool, which makes it possible to edit the inner surface of a cylinder bore in a workpiece very quickly and with high precision to the effect that the inner surface of the Machining has a shape that transforms under operating conditions into a quasi-cylindrical shape.
  • Another object of the invention is to provide a use of a grinding tool in a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, as well as a CNC machine with at least one grinding tool according to the invention.
  • the grinding tool has a conical grinding area cylindrical and axially adjacent thereto, and the diameter of the conical grinding area increases from the cylindrical grinding area in the axial direction with respect to the diameter of the cylindrical grinding area.
  • a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, such as an engine block, could thus look like that the grinding tool is introduced with its cylindrical and subsequent conical grinding area in the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once in a circle is guided along the inner surface of the cylinder bore, wherein it is rotated about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out of the cylinder bore again.
  • the inner surface of the cylinder bore has taken a shape that is initially cylindrical, and has the shape of an opening cone where the conical grinding region has become effective. If a cylinder bore machined in this way expands unevenly due to the fact that a higher heat development takes place in the cylindrical region than in the region of the cone opening, a quasi-cylindrical bore surface area arises.
  • the cylinder bore can be processed by the grinding tool in a single operation reduces the time required for machining.
  • the precision in the shaping increases because the grinding tool during the machining process does not have to be moved back and forth in the direction of the depth of the cylinder bore, as is the case with honing tools.
  • the first grinding tool has a grinding area with a diameter cylindrical relative to the rotation axis
  • the second grinding tool has a grinding area conical with respect to the rotation axis, wherein the diameter of the conical grinding area starting from a smallest diameter corresponds to the diameter of the cylindrical grinding portion of the first grinding tool, increases in the axial direction.
  • a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece could look like that first the second grinding tool with the conical Grinding area is introduced into the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, wherein it rotates about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out again from the cylinder bore , In a subsequent step, the first grinding tool with the cylindrical grinding portion is inserted into the cylinder bore, guided to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, thereby rotating about its axis of rotation, from the inner surface of the cylinder bore lifted and led out of the cylinder bore again.
  • the inner surface of the cylinder bore has taken a shape that is initially cylindrical, and has the shape of an opening cone where the conical grinding region has become effective. If a cylinder bore machined in this way expands unevenly due to the fact that a higher heat development takes place in the cylindrical region than in the region of the cone opening, a quasi-cylindrical bore surface area arises.
  • the two processing steps by means of the first and the second grinding tool can also be carried out in the reverse order.
  • kits according to the invention are defined in the dependent claims 2 to 4, 5 to 7 and 9 to 16.
  • the diameter of the conical grinding area over the length of the conical grinding area in the axial direction relative to the diameter of the cylindrical grinding area by 50 to 110 microns , preferably by 80 microns, increases, ie that the cone shape is not visible to the naked eye. Nevertheless, in the processing of the inner surface of a cylinder bore already the desired technical effect in an advantageous manner.
  • the cone angle of the conical grinding area is - measured with respect to an axis parallel to the axis of rotation - preferably 0.014 ° to 0.039 °, particularly preferably 0.025 °.
  • a fundamental advantage of the grinding tool according to the invention or of the grinding tools of the set according to the invention is also that the machined material is removed very quickly from the grinding area.
  • a grinding tool according to claim 1 or one of claims 5 to 17, or one of the two grinding tools of the set according to one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 17 in a machining process of the inner surface of a Cylinder bore in a workpiece wherein the grinding tool or the one of the two grinding tool of the set is introduced in the course of the machining process in the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, wherein it rotated about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out of the cylinder bore again.
  • FIG. 1 the abrasive tool 1 according to the invention according to a preferred embodiment is shown schematically in a perspective view. It is essentially rotationally symmetrical about an axis of rotation 4 which extends in the longitudinal direction 26.
  • the grinding tool 1 has a free end 14 and an opposite end 15 to which a fastening means 16 in the form of a flange for attachment of the grinding tool 1 to a machining head of a CNC machine or an adapter connected thereto (see. Fig. 4 ) is provided.
  • a fastening means 16 in the form of a flange for attachment of the grinding tool 1 to a machining head of a CNC machine or an adapter connected thereto (see. Fig. 4 ) is provided.
  • six recesses 24 are provided for receiving screws offset by 60 °.
  • the grinding tool 1 has a base body 11 made of steel, which comprises the fastening flange 16, as well as a component protruding therefrom, on the lateral surface of which a cylindrical 5 and cylindrical conical grinding area 6 adjoining it with respect to the rotation axis 4 are arranged.
  • the cylindrical grinding area 5 adjacent to the fastening means 16 and the conical grinding area 6 are arranged adjacent to the free end 14 of the grinding tool 1.
  • the transition between cylindrical 5 and conical grinding area 6 is indicated by a dashed line.
  • the cylindrical 5 and the conical grinding portion 6 are uniformly coated with the same abrasive, namely CBN (cubic drilled nitrite). The assignment is galvanic.
  • a total of seven grooves 23 are arranged, which extend over the cylindrical 5 and conical grinding area 6 and substantially in the longitudinal direction 26 of the grinding tool 1.
  • these grooves 23 open channels 21, which have a diameter of 2 mm.
  • a total of 42 such channels 21 are provided, wherein the channels 21 are arranged spirally, namely so that in each case two adjacent channels 21 are rotated by an angle of 50 ° and axially offset by 3 mm.
  • the grinding tool 1 also has a central bore 18 parallel to the axis of rotation 4, the bore 18 having a diameter 19 of 12 mm and a length 20 of 170 mm. Between the bore 18 and the cylindrical 5 and the conical grinding region 6 extend the channels 21, which - as already described - open into the grooves 23.
  • the bore 18, the channels 21, and the grooves 23 form a total of a coolant guide, which makes it possible, a centrally fed Coolant in an efficient manner to the work area, ie to guide the cylindrical and conical grinding area 6 and distribute there.
  • the grinding machine train 1 has the following dimensions: the cylindrical grinding area 5 has a diameter 8 of 65 mm.
  • the diameter 7 of the conical grinding area 6 increases by 80 ⁇ m over the length 9 of the conical grinding area in the axial direction 26 relative to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 5.
  • the cylindrical grinding portion 5 has a length 13 of 50 mm and the conical grinding portion 6 has a length 9 of 90 mm.
  • the thickness of the cylindrical and the conical grinding area is 300 ⁇ m.
  • FIG. 3 shows a further cross-sectional view of the grinding tool 1 along a plane in which one of the channels 21 between the central bore 18 and one of the grooves 23 extends.
  • FIG. 4 the combination of a grinding tool 1 and a so-called HSK adapter 17 is shown, which makes it possible in a simple manner to attach the grinding tool 1 to a machining head of a CNC machine.
  • the CNC machine can be a conventional three-axis machine.
  • the effective grinding area is composed of a cylindrical grinding area 5 with a length 13 and a diameter 8 and an axially adjoining conical grinding area 6 with a length 9 and a diameter 7, starting from the cylindrical grinding area 5 in axial direction 26 relative to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 7 increases.
  • the total increase of the diameter 7 of the conical grinding area 6 at the free end 14 corresponds to twice the drawn distance 10.
  • the cone angle of the conical grinding area 6 is provided with the reference numeral 32.
  • FIGS. 6a) to 6f serves to illustrate an advantageous machining process of the inner surface 2 of a cylinder bore 3 in a workpiece, for example a motor block.
  • Schematically represented are respectively the views perpendicular to the cylinder bore and that of the side, which is the side from which the grinding tool 1, 27 or 28 (see FIGS. 7a, 7b . 8a and 8b ) is inserted into the bore opposite. So look at the free end of the grinding tool 1, 27 or 28.
  • the grinding tool 1, 27 or 28 is inserted substantially centrally and with the cylindrical and / or conical grinding area in the cylinder bore 3. Subsequently, the grinding tool 1, 27 or 28 is brought to the inner surface 2 of the cylinder bore 3, which is shown in part figure c). Thereafter, the grinding tool 1, 27 or 28 is guided at least once in a circle along the inner surface 2 of the cylinder bore 3, wherein it rotates about its axis of rotation 4. It should be noted that the Grinding tool 1, 27 or 28 can also be set in rotation before or after the actual grinding process.
  • the grinding tool 1, 27 or 28 is lifted from the inner surface 2 of the cylinder bore 3 again, i. brought into an approximately central position with respect to the cylinder bore 3 (see Part Figure e)) and finally led out of the cylinder bore 3 (transition between the subfigures e) and f)).
  • arrows indicate a specific direction of movement of the grinding tool 1, 27 or 28 along the inner surface 2 of the cylinder bore 3 and a specific direction of rotation of the grinding tool 1, 27 or 28 about the axis of rotation 4. Basically, both directions of rotation are possible for these movements.
  • LDS stands for arc-wire spraying, which is a special plasma-phase coating process.
  • FIGS. 7a, 7b . 8a and 8b show advantageous embodiments of the inventive set, wherein in the FIGS. 7a and 7b the first grinding tool 27 and in the FIGS. 8a and 8b the second grinding tool 28 is shown - in the FIGS. 7a and 8a each together with an adapter 17 which is connected to a fastening means 16 in the form of a flange.
  • the first grinding tool 27 has a cylindrical grinding area 5 with a diameter 8 that is cylindrical relative to the axis of rotation 4.
  • the second grinding tool 28 has a grinding area 6 conical with respect to the rotation axis 4, wherein the diameter 7 of the conical grinding area 6 increases in the axial direction 26 starting from a smallest diameter 29 which corresponds to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 5 of the first grinding tool 27.
  • the second grinding tool 28 has a grinding agent-free region 30. This is cylindrical with respect to the axis of rotation 4 with a reduced by 3 mm with respect to the smallest diameter 29 of the conical grinding portion 6 diameter 31.
  • the length of the abrasive-free region 30 of the second grinding tool 28 corresponds to the length 13 of the cylindrical grinding region 5 of the first grinding tool 27.
  • the total length of the second grinding tool 28 corresponds to the total length of the grinding tool 1, which has both the cylindrical grinding area 5 and the conical grinding area 6.
  • Both the first grinding tool 27 and the second grinding tool 28 have a central bore 18, which in each case extends almost over the entire grinding tool 27 or 28.
  • the lengths of the bore 18 is provided with the reference numerals 33 and 20, respectively.
  • the first grinding tool 27 and the second grinding tool 28 of the set have channels 21, which between the central bore 18 and the cylindrical grinding area 5 and the conical Grinding area 6 run. In the abrasive-free region 30 of the second grinding tool 28, no such channels 21 are provided.

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Abstract

Schleifwerkzeug (1) zum Bearbeiten der Innenfläche (2) einer Zylinderbohrung (3) in einem Werkstück, mit einer Drehachse (4), wobei das Schleifwerkzeug einen bezüglich der Drehachse zylindrischen (5) und sich daran axial anschließenden konischen Schleifbereich (6) aufweist, und der Durchmesser (7) des konischen Schleifbereichs (6) ausgehend von dem zylindrischen Schleifbereich (5) in axialer Richtung (26) gegenüber dem Durchmesser (8) des zylindrischen Schleifbereichs (5) ansteigt.A grinding tool (1) for machining the inner surface (2) of a cylinder bore (3) in a workpiece, having an axis of rotation (4), the grinding tool having a conical grinding area (6) which is cylindrical relative to the axis of rotation (5) and axially adjacent thereto, and the diameter (7) of the conical grinding portion (6) rises from the cylindrical grinding portion (5) in the axial direction (26) with respect to the diameter (8) of the cylindrical grinding portion (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Set aus einem ersten und einem zweiten Schleifwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2, ein Schleifwerkzeug für ein erfindungsgemäßes Set als zweites Schleifwerkzeug, die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs oder eines der beiden Schleifwerkzeuge des erfindungsgemäßen Sets in einem Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück, sowie eine CNC Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug oder wenigstens einem der beiden Schleifwerkzeuge des erfindungsgemäßen Sets und einem Steuerprogramm, welches dazu ausgelegt ist, den Bearbeitungsprozess automatisiert durchzuführen.The invention relates to a grinding tool according to the preamble of claim 1, a set of a first and a second grinding tool according to the preamble of claim 2, a grinding tool for a set according to the invention as a second grinding tool, the use of a grinding tool according to the invention or one of the two grinding tools of the invention Sets in a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, and a CNC machine with at least one grinding tool according to the invention or at least one of the two grinding tools of the set according to the invention and a control program which is adapted to perform the machining process automatically.

Es hat sich herausgestellt, dass sich die Zylinder in Verbrennungsmotoren im Betriebszustand aufgrund einer räumlich ungleichmäßigen Erwärmung dahingehend verformen, dass im Betriebszustand eine von der idealzylindrischen Form abweichende Form vorliegt. Das hat einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge, was angesichts der einzuhaltenden Grenzwerte für den Ausstoß der Menge an CO2 pro Kilometer Fahrstrecke problematisch ist.It has been found that the cylinders deform in internal combustion engines in the operating state due to a spatially uneven heating to the effect that in the operating state is deviating from the ideal cylindrical shape shape. This results in an increased fuel consumption, which is problematic in view of the limits to be complied with for the emission of the amount of CO 2 per kilometer of route.

Zur Lösung dieses Problems wurde ein Honverfahren entwickelt, das nicht die zylindrische Bohrungsform zum Ziel hat, sondern bereits die zu erwartenden Verzüge fertigungstechnisch berücksichtigt, sodass sich unter Betriebsbedingungen quasi- zylindrische Bohrungsmantelflächen einstellen. Dadurch wird es möglich, die Kolbenringspannung zu reduzieren. Die Folge sind eine geringere Reibung, ein geringerer Kraftstoffbedarf und somit eine reduzierte CO2 Emission.To solve this problem, a honing process was developed that does not have the cylindrical bore shape as its goal, but already takes into account the anticipated distortions in terms of production, so that quasi-cylindrical bore surface areas are established under operating conditions. This makes it possible to reduce the piston ring voltage. The result is a lower friction, a lower fuel consumption and thus a reduced CO 2 emission.

Nachteilig an diesem Honverfahren ist jedoch, dass es mit einem relativ hohen Zeitaufwand verbunden ist, da das Honwerkzeug in einer oszillierenden Bewegung in der Zylinderbohrung hin und her bewegt wird. Außerdem wäre es wünschenswert, die Präzision gegenüber diesem Verfahren noch weiter zu verbessern.A disadvantage of this honing process, however, is that it is associated with a relatively high expenditure of time, since the honing tool is moved back and forth in an oscillating movement in the cylinder bore. In addition, it would be desirable to further improve the precision over this method.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht also darin, ein Schleifwerkzeug bzw. ein Set aus einem ersten und einem zweiten Schleifwerkzeug anzugeben, welches es ermöglicht, die Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück sehr schnell und mit hoher Präzision dahingehend zu bearbeiten, dass die Innenfläche nach der Bearbeitung eine Form aufweist, die sich unter Betriebsbedingungen in eine quasi-zylindrische Form umformt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verwendung eines Schleifwerkzeugs in einem Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück, sowie eine CNC Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug anzugeben.The object of the present invention is therefore to provide a grinding tool or a set of a first and a second grinding tool, which makes it possible to edit the inner surface of a cylinder bore in a workpiece very quickly and with high precision to the effect that the inner surface of the Machining has a shape that transforms under operating conditions into a quasi-cylindrical shape. Another object of the invention is to provide a use of a grinding tool in a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, as well as a CNC machine with at least one grinding tool according to the invention.

Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 2, 19 und 20 gelöst.These objects are achieved by the features of independent claims 1, 2, 19 and 20.

In Bezug auf das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug ist es also vorgesehen, dass das Schleifwerkzeug einen bezüglich der Drehachse zylindrischen und sich daran axial anschließenden konischen Schleifbereich aufweist, und der Durchmesser des konischen Schleifbereichs ausgehend von dem zylindrischen Schleifbereich in axialer Richtung gegenüber dem Durchmesser des zylindrischen Schleifbereichs ansteigt.With regard to the grinding tool according to the invention, it is thus provided that the grinding tool has a conical grinding area cylindrical and axially adjacent thereto, and the diameter of the conical grinding area increases from the cylindrical grinding area in the axial direction with respect to the diameter of the cylindrical grinding area.

Ein Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück, z.B. einem Motorenblock, könnte damit so aussehen, dass das Schleifwerkzeug mit seinem zylindrischen und daran sich anschließendem konischen Schleifbereich in die Zylinderbohrung eingeführt wird, an die Innenfläche der Zylinderbohrung herangeführt wird, wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche der Zylinderbohrung entlang geführt wird, wobei es dabei um seine Drehachse rotiert, von der Innenfläche der Zylinderbohrung abgehoben wird und wieder aus der Zylinderbohrung herausgeführt wird. Im Ergebnis hat die Innenfläche der Zylinderbohrung im Anschluss an den Bearbeitungsprozess eine Form angenommen, die zunächst zylindrisch ausgebildet ist, und dort, wo der konische Schleifbereich wirksam wurde, die Form eines sich öffnenden Konus hat. Wenn sich nun eine derart bearbeitete Zylinderbohrung ungleichmäßig dadurch ausdehnt, dass im zylindrischen Bereich eine höhere Wärmeentwicklung als im Bereich der Konusöffnung erfolgt, so stellt sich eine quasi-zylindrische Bohrungsmantelfläche ein.A machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, such as an engine block, could thus look like that the grinding tool is introduced with its cylindrical and subsequent conical grinding area in the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once in a circle is guided along the inner surface of the cylinder bore, wherein it is rotated about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out of the cylinder bore again. As a result, following the machining process, the inner surface of the cylinder bore has taken a shape that is initially cylindrical, and has the shape of an opening cone where the conical grinding region has become effective. If a cylinder bore machined in this way expands unevenly due to the fact that a higher heat development takes place in the cylindrical region than in the region of the cone opening, a quasi-cylindrical bore surface area arises.

Dadurch, dass die Zylinderbohrung mittels des Schleifwerkzeugs in einem einzigen Arbeitsgang bearbeitet werden kann, reduziert sich die für die Bearbeitung erforderliche Zeit. Außerdem erhöht sich die Präzision in der Formgebung, da das Schleifwerkzeug während des Bearbeitungsprozesses nicht in Richtung der Tiefe der Zylinderbohrung hin und her bewegt werden muss, wie dies bei Honwerkzeugen der Fall ist.The fact that the cylinder bore can be processed by the grinding tool in a single operation reduces the time required for machining. In addition, the precision in the shaping increases because the grinding tool during the machining process does not have to be moved back and forth in the direction of the depth of the cylinder bore, as is the case with honing tools.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs sind in den abhängigen Ansprüchen 6 bis 17 definiert.Advantageous embodiments of the grinding tool according to the invention are defined in the dependent claims 6 to 17.

In Bezug auf das erfindungsgemäße Set ist es vorgesehen, dass das erste Schleifwerkzeug einen bezüglich der Drehachse zylindrischen Schleifbereich mit einem Durchmesser aufweist, und das zweite Schleifwerkzeug einen bezüglich der Drehachse konischen Schleifbereich aufweist, wobei der Durchmesser des konischen Schleifbereichs ausgehend von einem kleinsten Durchmesser, welcher dem Durchmesser des zylindrischen Schleifbereichs des ersten Schleifwerkzeugs entspricht, in axialer Richtung ansteigt.With regard to the set according to the invention, it is provided that the first grinding tool has a grinding area with a diameter cylindrical relative to the rotation axis, and the second grinding tool has a grinding area conical with respect to the rotation axis, wherein the diameter of the conical grinding area starting from a smallest diameter corresponds to the diameter of the cylindrical grinding portion of the first grinding tool, increases in the axial direction.

Im Falle des Sets könnte ein Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück, z.B. einem Motorenblock, so aussehen, dass das zunächst das zweite Schleifwerkzeug mit dem konischen Schleifbereich in die Zylinderbohrung eingeführt wird, an die Innenfläche der Zylinderbohrung herangeführt wird, wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche der Zylinderbohrung entlang geführt wird, wobei es dabei um seine Drehachse rotiert, von der Innenfläche der Zylinderbohrung abgehoben wird und wieder aus der Zylinderbohrung herausgeführt wird. In einem darauf folgenden Schritt wird das erste Schleifwerkzeug mit dem zylindrischen Schleifbereich in die Zylinderbohrung eingeführt, an die Innenfläche der Zylinderbohrung herangeführt, wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche der Zylinderbohrung entlang geführt, wobei es dabei um seine Drehachse rotiert, von der Innenfläche der Zylinderbohrung abgehoben und wieder aus der Zylinderbohrung herausgeführt. Im Ergebnis hat die Innenfläche der Zylinderbohrung im Anschluss an den Bearbeitungsprozess eine Form angenommen, die zunächst zylindrisch ausgebildet ist, und dort, wo der konische Schleifbereich wirksam wurde, die Form eines sich öffnenden Konus hat. Wenn sich nun eine derart bearbeitete Zylinderbohrung ungleichmäßig dadurch ausdehnt, dass im zylindrischen Bereich eine höhere Wärmeentwicklung als im Bereich der Konusöffnung erfolgt, so stellt sich eine quasi-zylindrische Bohrungsmantelfläche ein.In the case of the set, a machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, eg an engine block, could look like that first the second grinding tool with the conical Grinding area is introduced into the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, wherein it rotates about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out again from the cylinder bore , In a subsequent step, the first grinding tool with the cylindrical grinding portion is inserted into the cylinder bore, guided to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, thereby rotating about its axis of rotation, from the inner surface of the cylinder bore lifted and led out of the cylinder bore again. As a result, following the machining process, the inner surface of the cylinder bore has taken a shape that is initially cylindrical, and has the shape of an opening cone where the conical grinding region has become effective. If a cylinder bore machined in this way expands unevenly due to the fact that a higher heat development takes place in the cylindrical region than in the region of the cone opening, a quasi-cylindrical bore surface area arises.

Die beiden Bearbeitungsschritte mittels des ersten und des zweiten Schleifwerkzeugs können auch in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.The two processing steps by means of the first and the second grinding tool can also be carried out in the reverse order.

Die Variante mit der Bearbeitung der Innenfläche einer Zylinderbohrung mittels des Sets hat zwar gegenüber der Variante mit der Bearbeitung der Innenfläche einer Zylinderbohrung mittels des Schleifwerkzeugs, welches sowohl den zylindrischen als auch den konischen Schleifbelag aufweist, den Nachteil, dass zwei Bearbeitungsschritte notwendig sind, allerdings können diese beiden Bearbeitungsschritte mit geringerer Antriebskraft durchgeführt werden, da eine kleinere Schleiffläche pro Bearbeitungsschritt wirksam ist.The variant with the machining of the inner surface of a cylinder bore by means of the set has the disadvantage over the variant with the machining of the inner surface of a cylinder bore by means of the grinding tool, which has both the cylindrical and the conical abrasive coating, that two processing steps are necessary, however These two processing steps are performed with less driving force, since a smaller grinding surface per processing step is effective.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sets sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4, 5 bis 7 und 9 bis 16 definiert.Advantageous embodiments of the kit according to the invention are defined in the dependent claims 2 to 4, 5 to 7 and 9 to 16.

Es sei insbesondere darauf hingewiesen, dass es gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs bzw. des erfindungsgemäßen Sets vorgesehen ist, dass der Durchmesser des konischen Schleifbereichs über die Länge des konischen Schleifbereichs in axialer Richtung gegenüber dem Durchmesser des zylindrischen Schleifbereichs um 50 bis 110 µm, vorzugsweise um 80 µm, ansteigt, d.h. dass die Konusform mit bloßem Auge nicht erkennbar ist. Trotzdem stellt sich bei der Bearbeitung der Innenfläche einer Zylinderbohrung bereits der gewünschte technische Effekt in vorteilhafter Weise ein.It should be noted in particular that it is provided according to a particularly preferred embodiment of the grinding tool or the inventive set that the diameter of the conical grinding area over the length of the conical grinding area in the axial direction relative to the diameter of the cylindrical grinding area by 50 to 110 microns , preferably by 80 microns, increases, ie that the cone shape is not visible to the naked eye. Nevertheless, in the processing of the inner surface of a cylinder bore already the desired technical effect in an advantageous manner.

Der Konuswinkel des konischen Schleifbereichs beträgt - gemessen gegenüber einer Achse parallel zur Drehachse - bevorzugt 0,014° bis 0,039°, besonders bevorzugt 0,025°.The cone angle of the conical grinding area is - measured with respect to an axis parallel to the axis of rotation - preferably 0.014 ° to 0.039 °, particularly preferably 0.025 °.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass es vorgesehen sein kann, dass der zylindrische und der konische Schleifbereich einheitlich mit demselben Schleifmittel, vorzugsweise CBN, belegt sind. Es ist in diesem Fall also gewünscht, dass die beiden Schleifbereiche im Wesentlichen die gleiche Schleifleistung hervorrufen. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass die Belegung mit dem Schleifmittel günstigerweise galvanisch erfolgt.Furthermore, it should be noted that it can be provided that the cylindrical and the conical grinding area are uniformly coated with the same abrasive, preferably CBN. It is therefore desirable in this case that the two grinding areas produce substantially the same grinding performance. In this context, it should be noted that the coating with the abrasive is favorably galvanic.

Die in den Ansprüchen 14 bis 17 definierten Ausführungsformen ermöglichen eine hocheffiziente Kühlung des Schleifwerkzeugs bzw. der Schleifwerkzeuge, welche ebenfalls dazu beiträgt, dass die Innenfläche der Zylinderbohrung sehr präzise bearbeitet werden kann.The embodiments defined in claims 14 to 17 enable a highly efficient cooling of the grinding tool or the grinding tools, which also contributes to the fact that the inner surface of the cylinder bore can be machined very precisely.

Ein grundsätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs bzw. der Schleifwerkzeuge des erfindungsgemäßen Sets besteht auch darin, dass das zerspante Material sehr schnell vom Schleifbereich entfernt wird.A fundamental advantage of the grinding tool according to the invention or of the grinding tools of the set according to the invention is also that the machined material is removed very quickly from the grinding area.

Wie bereits ausgeführt wird auch Schutz begehrt für Verwendung eines Schleifwerkzeugs nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 17, oder eines der beiden Schleifwerkzeuge des Sets nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 17 in einem Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück, wobei das Schleifwerkzeug bzw. das eine der beiden Schleifwerkzeuges des Sets im Zuge des Bearbeitungsprozesses in die Zylinderbohrung eingeführt wird, an die Innenfläche der Zylinderbohrung herangeführt wird, wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche der Zylinderbohrung entlanggeführt wird, wobei es dabei um seine Drehachse rotiert, von der Innenfläche der Zylinderbohrung abgehoben wird und wieder aus der Zylinderbohrung herausgeführt wird.As already mentioned protection is desired for use of a grinding tool according to claim 1 or one of claims 5 to 17, or one of the two grinding tools of the set according to one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 17 in a machining process of the inner surface of a Cylinder bore in a workpiece, wherein the grinding tool or the one of the two grinding tool of the set is introduced in the course of the machining process in the cylinder bore, is brought to the inner surface of the cylinder bore, at least once guided in a circle on the inner surface of the cylinder bore, wherein it rotated about its axis of rotation, is lifted from the inner surface of the cylinder bore and is led out of the cylinder bore again.

Außerdem wird Schutz begehrt für eine CNC Maschine mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Schleifwerkzeug oder wenigstens einem der beiden Schleifwerkzeuge des erfindungsgemäßen Sets und einem Steuerprogramm, welches dazu ausgelegt ist, den beschriebenen Bearbeitungsprozess der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück automatisiert durchzuführen, d.h. das wenigstens eine Schleifwerkzeug bzw. das wenigstens eine der beiden Schleifwerkzeuge des Sets in eine Zylinderbohrung in einem Werkstück einzuführen, es an die Innenfläche der Zylinderbohrung heranzuführen, es wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche der Zylinderbohrung entlang zu führen, wobei es dabei um seine Drehachse rotiert, es von der Innenfläche der Zylinderbohrung abzuheben und es wieder aus der Zylinderbohrung herauszuführen.In addition, protection is desired for a CNC machine having at least one abrasive tool of the invention or at least one of the two abrasive tools of the kit of the invention and a control program designed to automatically perform the described machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece, i. to introduce the at least one grinding tool or the at least one of the two grinding tools of the set in a cylinder bore in a workpiece to bring it to the inner surface of the cylinder bore, at least once in a circle along the inner surface of the cylinder bore, while it is about its axis of rotation rotates to lift it from the inner surface of the cylinder bore and to lead it out of the cylinder bore again.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1
das Schleifwerkzeug gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 2a und 2b
eine Querschnittsdarstellung des Schleifwerkzeugs in Längsrichtung,
Fig.3
eine Querschnittsdarstellung durch den konischen Schleifbereich des Schleifwerkzeugs,
Fig. 4
die Kombination aus dem Schleifwerkzeug und einem HSK Adapter,
Fig. 5
eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung des zylindrischen und sich daran axial anschließenden konischen Schleifbereichs,
Fig. 6a bis 6f
eine schematische Darstellung des Bearbeitungsprozesses der Innenfläche einer Zylinderbohrung in einem Werkstück mittels des erfindungsgemäßen Schleifwerkzeugs,
Fig. 7a und 7b
das erste Schleifwerkzeug des erfindungsgemäßen Sets in einer bevorzugten Ausführungsform, und zwar in einer Seitenansicht mit Adapter (Fig. 7a) und in einer Querschnittsdarstellung (Fig. 7b), und
Fig. 8a und 8b
das zweite Schleifwerkzeug des erfindungsgemäßen Sets in einer bevorzugten Ausführungsform, und zwar in einer Seitenansicht mit Adapter (Fig. 8a) und in einer Querschnittsdarstellung (Fig. 8b).
Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the drawings. Show:
Fig. 1
the grinding tool according to a preferred embodiment in a perspective view,
Fig. 2a and 2b
a cross-sectional view of the grinding tool in the longitudinal direction,
Figure 3
a cross-sectional view through the conical grinding region of the grinding tool,
Fig. 4
the combination of the grinding tool and a HSK adapter,
Fig. 5
a schematic representation of the cylindrical and axially adjacent conical grinding area,
Fig. 6a to 6f
a schematic representation of the machining process of the inner surface of a cylinder bore in a workpiece by means of the grinding tool according to the invention,
Fig. 7a and 7b
the first grinding tool of the set according to the invention in a preferred embodiment, in a side view with adapter ( Fig. 7a ) and in a cross-sectional representation ( Fig. 7b ), and
Fig. 8a and 8b
the second grinding tool of the set according to the invention in a preferred embodiment, in a side view with adapter ( Fig. 8a ) and in a cross-sectional representation ( Fig. 8b ).

In Figur 1 ist das erfindungsgemäße Schleifwerkzeug 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einer perspektivischen Ansicht schematisch dargestellt. Es ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Drehachse 4, welche sich in Längsrichtung 26 erstreckt, ausgebildet. Das Schleifwerkzeug 1 weist ein freies Ende 14 auf und ein gegenüber liegendes Ende 15, an welchem ein Befestigungsmittel 16 in Form eines Flansches zur Befestigung des Schleifwerkzeugs 1 an einem Bearbeitungskopf einer CNC Maschine oder einem damit verbundenen Adapter (vgl. Fig. 4) vorgesehen ist. Im Befestigungsflansch 16 sind um jeweils 60° versetzt sechs Ausnehmungen 24 zur Aufnahme von Schrauben vorgesehen.In FIG. 1 the abrasive tool 1 according to the invention according to a preferred embodiment is shown schematically in a perspective view. It is essentially rotationally symmetrical about an axis of rotation 4 which extends in the longitudinal direction 26. The grinding tool 1 has a free end 14 and an opposite end 15 to which a fastening means 16 in the form of a flange for attachment of the grinding tool 1 to a machining head of a CNC machine or an adapter connected thereto (see. Fig. 4 ) is provided. In the mounting flange 16 six recesses 24 are provided for receiving screws offset by 60 °.

Das Schleifwerkzeug 1 weist einen Grundkörper 11 aus Stahl auf, welcher den Befestigungsflansch 16, sowie ein davon abstehendes Bauteil umfasst, an dessen Mantelfläche ein bezüglich der Drehachse 4 zylindrischer 5 und sich daran axial anschließender konischer Schleifbereich 6 angeordnet ist. Dabei ist der zylindrische Schleifbereich 5 benachbart zum Befestigungsmittel 16 und der konische Schleifbereich 6 benachbart zum freien Ende 14 des Schleifwerkzeugs 1 angeordnet. Der Übergang zwischen zylindrischem 5 und konischem Schleifbereich 6 ist mittels einer gestrichelten Linie angedeutet. Der zylindrische 5 und der konische Schleifbereich 6 sind einheitlich mit demselben Schleifmittel, nämlich CBN (kubisch Bohrnitrit) belegt. Die Belegung erfolgt galvanisch. Im Arbeitsbereich sind insgesamt sieben Nuten 23 angeordnet, die sich über den zylindrischen 5 und konischen Schleifbereich 6 und im Wesentlichen in Längsrichtung 26 des Schleifwerkzeugs 1 erstrecken. In diese Nuten 23 münden Kanäle 21, die einen Durchmesser von 2 mm aufweisen. Insgesamt sind 42 derartige Kanäle 21 vorgesehen, wobei die Kanäle 21 spiralförmig angeordnet sind, nämlich so, dass jeweils zwei benachbarte Kanäle 21 um einen Winkel von 50° gedreht und 3 mm axial versetzt sind.The grinding tool 1 has a base body 11 made of steel, which comprises the fastening flange 16, as well as a component protruding therefrom, on the lateral surface of which a cylindrical 5 and cylindrical conical grinding area 6 adjoining it with respect to the rotation axis 4 are arranged. In this case, the cylindrical grinding area 5 adjacent to the fastening means 16 and the conical grinding area 6 are arranged adjacent to the free end 14 of the grinding tool 1. The transition between cylindrical 5 and conical grinding area 6 is indicated by a dashed line. The cylindrical 5 and the conical grinding portion 6 are uniformly coated with the same abrasive, namely CBN (cubic drilled nitrite). The assignment is galvanic. In the work area a total of seven grooves 23 are arranged, which extend over the cylindrical 5 and conical grinding area 6 and substantially in the longitudinal direction 26 of the grinding tool 1. In these grooves 23 open channels 21, which have a diameter of 2 mm. A total of 42 such channels 21 are provided, wherein the channels 21 are arranged spirally, namely so that in each case two adjacent channels 21 are rotated by an angle of 50 ° and axially offset by 3 mm.

In den Figuren 2a und 2b finden sich Querschnittsansichten des Schleifwerkzeugs entlang einer mittigen Schnittebene parallel zur Drehachse 4 bzw. zur Längsrichtung 26. Dabei zeigt Figur 2a) den Schnitt in einer perspektivischen Ansicht und Figur 2b) denselben Schnitt betrachtet aus einer Richtung senkrecht zur Querschnittsebene.In the FIGS. 2a and 2b Cross-sectional views of the grinding tool along a central cutting plane parallel to the axis of rotation 4 and to the longitudinal direction 26. It shows FIG. 2a ) the section in a perspective view and FIG. 2b ) the same section viewed from a direction perpendicular to the cross-sectional plane.

Aus diesen Darstellungen geht hervor, dass das Schleifwerkzeug 1 weiterhin eine zentrale Bohrung 18 parallel zur Drehachse 4 aufweist, wobei die Bohrung 18 einen Durchmesser 19 von 12 mm und eine Länge 20 von 170 mm aufweist. Zwischen der Bohrung 18 und dem zylindrischen 5 und dem konischen Schleifbereich 6 verlaufen die Kanäle 21, die - wie bereits beschrieben - in die Nuten 23 münden. Die Bohrung 18, die Kanäle 21, sowie die Nuten 23 bilden insgesamt eine Kühlmittelführung, welche es ermöglicht, ein zentral gespeistes Kühlmittel in effizienter Weise auf den Arbeitsbereich, d.h. den zylindrischen 5 und konischen Schleifbereich 6 zu führen und dort zu verteilen.It can be seen from these illustrations that the grinding tool 1 also has a central bore 18 parallel to the axis of rotation 4, the bore 18 having a diameter 19 of 12 mm and a length 20 of 170 mm. Between the bore 18 and the cylindrical 5 and the conical grinding region 6 extend the channels 21, which - as already described - open into the grooves 23. The bore 18, the channels 21, and the grooves 23 form a total of a coolant guide, which makes it possible, a centrally fed Coolant in an efficient manner to the work area, ie to guide the cylindrical and conical grinding area 6 and distribute there.

In dem konkreten Ausführungsbeispiel weist das Schleifwerkezug 1 folgende Abmessungen auf: der zylindrische Schleifbereich 5 hat einen Durchmesser 8 von 65 mm. Der Durchmesser 7 des konischen Schleifbereichs 6 steigt über die Länge 9 des konischen Schleifbereichs in axialer Richtung 26 gegenüber dem Durchmesser 8 des zylindrischen Schleifbereichs 5 um 80 µm an. Dabei hat der zylindrische Schleifbereich 5 eine Länge 13 von 50 mm und der konische Schleifbereich 6 eine Länge 9 von 90 mm. Die Dicke des zylindrischen und des konischen Schleifbereichs beträgt 300 µm.In the concrete exemplary embodiment, the grinding machine train 1 has the following dimensions: the cylindrical grinding area 5 has a diameter 8 of 65 mm. The diameter 7 of the conical grinding area 6 increases by 80 μm over the length 9 of the conical grinding area in the axial direction 26 relative to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 5. Here, the cylindrical grinding portion 5 has a length 13 of 50 mm and the conical grinding portion 6 has a length 9 of 90 mm. The thickness of the cylindrical and the conical grinding area is 300 μm.

Diese Abmessungen werden jeweils an das zu schleifende Werkstück (Motorenblock) angepasst. Wichtig dabei ist, dass die Gesamtlänge aus zylindrischem und konischen Schleifbereich mindestens der Tiefe der Zylinderbohrung entspricht, damit der Schleifvorgang in einem Arbeitsschritt erfolgen kann, ohne dass das Schleifwerkzeug in Richtung der Tiefe der Zylinderbohrung während des Bearbeitungsprozesses versetzt werden muss.These dimensions are each adapted to the workpiece to be ground (engine block). It is important that the total length of cylindrical and conical grinding area at least the depth of the cylinder bore, so that the grinding process can be done in one step, without the grinding tool must be offset in the direction of the depth of the cylinder bore during the machining process.

Figur 3 zeigt eine weitere Querschnittsdarstellung des Schleifwerkzeugs 1 entlang einer Ebene, in welcher einer der Kanäle 21 zwischen der zentralen Bohrung 18 und einer der Nuten 23 verläuft. FIG. 3 shows a further cross-sectional view of the grinding tool 1 along a plane in which one of the channels 21 between the central bore 18 and one of the grooves 23 extends.

In Figur 4 ist die Kombination aus einem Schleifwerkzeug 1 und einem sogenannten HSK Adapter 17 dargestellt, der es in einfacher Weise ermöglicht, das Schleifwerkzeug 1 an einem Bearbeitungskopf einer CNC Maschine anzubringen. Die Verbindung zwischen dem Schleifwerkzeug 1 und dem HSK Adapter 17 erfolgt über sechs Schrauben 25, die in den Ausnehmungen des Befestigungsflansches 16 angeordnet sind und in Gewinde, die am Adapter 17 vorgesehen sind, eingreifen. Bei der CNC Maschine kann es sich um eine übliche Dreiachsmaschine handeln.In FIG. 4 the combination of a grinding tool 1 and a so-called HSK adapter 17 is shown, which makes it possible in a simple manner to attach the grinding tool 1 to a machining head of a CNC machine. The connection between the grinding tool 1 and the HSK adapter 17 via six screws 25 which are arranged in the recesses of the mounting flange 16 and engage in threads which are provided on the adapter 17. The CNC machine can be a conventional three-axis machine.

Da an dem Schleifwerkzeug 1 gemäß dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel die Geometrie des zylindrischen 5 und des sich daran anschließenden konischen Schleifbereichs 6 nicht mit bloßem Auge erkennbar ist, ist diese Geometrie zu ihrer Veranschaulichung in Figur 5 noch einmal übertrieben dargestellt: Der wirksame Schleifbereich setzt sich zusammen aus einem zylindrischen Schleifbereich 5 mit einer Länge 13 und einem Durchmesser 8 und einem sich daran axial anschließenden konischen Schleifbereich 6 mit einer Länge 9 und einem Durchmesser 7, der ausgehend von dem zylindrischen Schleifbereich 5 in axialer Richtung 26 gegenüber dem Durchmesser 8 des zylindrischen Schleifbereichs 7 ansteigt. Der Gesamtanstieg des Durchmessers 7 des konischen Schleifbereichs 6 am freien Ende 14 entspricht dem Doppelten der eingezeichneten Strecke 10. Der Konuswinkel des konischen Schleifbereichs 6 ist mit dem Bezugszeichen 32 versehen.Since, on the grinding tool 1 according to the above-described embodiment, the geometry of the cylindrical 5 and of the adjoining conical grinding area 6 can not be seen with the naked eye, this geometry is shown in FIG FIG. 5 once more exaggerated: The effective grinding area is composed of a cylindrical grinding area 5 with a length 13 and a diameter 8 and an axially adjoining conical grinding area 6 with a length 9 and a diameter 7, starting from the cylindrical grinding area 5 in axial direction 26 relative to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 7 increases. The total increase of the diameter 7 of the conical grinding area 6 at the free end 14 corresponds to twice the drawn distance 10. The cone angle of the conical grinding area 6 is provided with the reference numeral 32.

Die Abfolge der Figuren 6a) bis 6f) dient der Veranschaulichung eines vorteilhaften Bearbeitungsprozesses der Innenfläche 2 einer Zylinderbohrung 3 in einem Werkstück, z.B. einem Motorenblock. Schematisch dargestellt sind jeweils die Ansichten senkrecht zur Zylinderbohrung und zwar von der Seite, welche der Seite, von der das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 (vergleiche Figuren 7a, 7b, 8a und 8b) in die Bohrung eingeführt wird, gegenüber liegt. Man schaut also auf das freie Ende des Schleifwerkzeugs 1, 27 oder 28.The sequence of FIGS. 6a) to 6f ) serves to illustrate an advantageous machining process of the inner surface 2 of a cylinder bore 3 in a workpiece, for example a motor block. Schematically represented are respectively the views perpendicular to the cylinder bore and that of the side, which is the side from which the grinding tool 1, 27 or 28 (see FIGS. 7a, 7b . 8a and 8b ) is inserted into the bore opposite. So look at the free end of the grinding tool 1, 27 or 28.

In einem ersten Schritt (Übergang von Teilfigur a) zu Teilfigur b)) wird das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 im Wesentlichen mittig und mit dem zylindrischen und/oder konischen Schleifbereich in die Zylinderbohrung 3 eingeführt. Anschließend wird das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 an die Innenfläche 2 der Zylinderbohrung 3 herangeführt, was in Teilfigur c) dargestellt ist. Danach wird das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche 2 der Zylinderbohrung 3 entlang geführt, wobei es dabei um seine Drehachse 4 rotiert. Es sei darauf hingewiesen, dass das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 auch bereits vor oder nach dem eigentlichen Schleifvorgang in Rotation versetzt werden kann.In a first step (transition from sub-figure a) to sub-figure b)), the grinding tool 1, 27 or 28 is inserted substantially centrally and with the cylindrical and / or conical grinding area in the cylinder bore 3. Subsequently, the grinding tool 1, 27 or 28 is brought to the inner surface 2 of the cylinder bore 3, which is shown in part figure c). Thereafter, the grinding tool 1, 27 or 28 is guided at least once in a circle along the inner surface 2 of the cylinder bore 3, wherein it rotates about its axis of rotation 4. It should be noted that the Grinding tool 1, 27 or 28 can also be set in rotation before or after the actual grinding process.

Nach erfolgtem Schleifvorgang wird das Schleifwerkzeug 1, 27 oder 28 von der Innenfläche 2 der Zylinderbohrung 3 wieder abgehoben, d.h. in eine in etwa mittige Position in Bezug auf die Zylinderbohrung 3 gebracht (vgl. Teilfigur e)) und schließlich aus der Zylinderbohrung 3 herausgeführt (Übergang zwischen den Teilfiguren e) und f)).After the grinding process, the grinding tool 1, 27 or 28 is lifted from the inner surface 2 of the cylinder bore 3 again, i. brought into an approximately central position with respect to the cylinder bore 3 (see Part Figure e)) and finally led out of the cylinder bore 3 (transition between the subfigures e) and f)).

In der Teilfigur d) sind exemplarisch durch Pfeile eine bestimmte Bewegungsrichtung des Schleifwerkzeugs 1, 27 oder 28 entlang der Innenfläche 2 der Zylinderbohrung 3 und eine bestimmte Rotationsrichtung des Schleifwerkzeugs 1, 27 oder 28 um die Drehachse 4 angedeutet. Grundsätzlich sind für diese Bewegungen jeweils beide Drehrichtungen möglich.In the subfigure d), arrows indicate a specific direction of movement of the grinding tool 1, 27 or 28 along the inner surface 2 of the cylinder bore 3 and a specific direction of rotation of the grinding tool 1, 27 or 28 about the axis of rotation 4. Basically, both directions of rotation are possible for these movements.

Allgemein sei noch darauf hingewiesen, dass dieser Bearbeitungsvorgang im Falle von metallischen Werkstücken sowohl direkt an der unbehandelten Oberfläche als auch an einer beschichteten, z.B. LDS-beschichteten, Oberfläche vorgenommen werden kann. LDS steht in diesem Fall für Lichtbogen-Draht-Spritzen, welches ein spezielles Beschichtungsverfahren mit einem in die Plasmaphase überführten Draht ist.In general, it should be noted that this machining operation in the case of metallic workpieces both directly on the untreated surface and on a coated, e.g. LDS-coated, surface can be made. In this case, LDS stands for arc-wire spraying, which is a special plasma-phase coating process.

Die Figuren 7a, 7b, 8a und 8b zeigen vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sets, wobei in den Figuren 7a und 7b das erste Schleifwerkzeug 27 und in den Figuren 8a und 8b das zweite Schleifwerkzeug 28 dargestellt ist - in den Figuren 7a und 8a jeweils zusammen mit einem Adapter 17, der mit einem Befestigungsmittel 16 in Form eines Flansches verbunden ist.The FIGS. 7a, 7b . 8a and 8b show advantageous embodiments of the inventive set, wherein in the FIGS. 7a and 7b the first grinding tool 27 and in the FIGS. 8a and 8b the second grinding tool 28 is shown - in the FIGS. 7a and 8a each together with an adapter 17 which is connected to a fastening means 16 in the form of a flange.

Das erste Schleifwerkzeug 27 weist einen bezüglich der Drehachse 4 zylindrischen Schleifbereich 5 mit einem Durchmesser 8 auf.The first grinding tool 27 has a cylindrical grinding area 5 with a diameter 8 that is cylindrical relative to the axis of rotation 4.

Das zweite Schleifwerkzeug 28 weist einen bezüglich der Drehachse 4 konischen Schleifbereich 6 auf, wobei der Durchmesser 7 des konischen Schleifbereichs 6 ausgehend von einem kleinsten Durchmesser 29, welcher dem Durchmesser 8 des zylindrischen Schleifbereichs 5 des ersten Schleifwerkzeugs 27 entspricht, in axialer Richtung 26 ansteigt.The second grinding tool 28 has a grinding area 6 conical with respect to the rotation axis 4, wherein the diameter 7 of the conical grinding area 6 increases in the axial direction 26 starting from a smallest diameter 29 which corresponds to the diameter 8 of the cylindrical grinding area 5 of the first grinding tool 27.

Daneben weist das zweite Schleifwerkzeug 28 einen schleifmittelfreien Bereich 30 auf. Dieser ist bezüglich der Drehachse 4 zylindrisch mit einem um 3 mm gegenüber dem kleinsten Durchmesser 29 des konischen Schleifbereichs 6 reduzierten Durchmesser 31 ausgebildet.In addition, the second grinding tool 28 has a grinding agent-free region 30. This is cylindrical with respect to the axis of rotation 4 with a reduced by 3 mm with respect to the smallest diameter 29 of the conical grinding portion 6 diameter 31.

Die Länge des schleifmittelfreien Bereichs 30 des zweiten Schleifwerkzeugs 28 entspricht der Länge 13 des zylindrischen Schleifbereichs 5 des ersten Schleifwerkzeugs 27.The length of the abrasive-free region 30 of the second grinding tool 28 corresponds to the length 13 of the cylindrical grinding region 5 of the first grinding tool 27.

Die Gesamtlänge des zweiten Schleifwerkzeugs 28 entspricht der Gesamtlänge des Schleifwerkzeug 1, welches sowohl den zylindrischen Schleifbereich 5 als auch den konischen Schleifbereich 6 aufweist.The total length of the second grinding tool 28 corresponds to the total length of the grinding tool 1, which has both the cylindrical grinding area 5 and the conical grinding area 6.

Sowohl das erste Schleifwerkzeug 27 als auch das zweite Schleifwerkzeug 28 weisen eine zentrale Bohrung 18 auf, welche sich jeweils nahezu über das gesamte Schleifwerkzeug 27 bzw. 28 erstreckt. Die Längen der Bohrung 18 ist mit den Bezugszeichen 33 bzw. 20 versehen.Both the first grinding tool 27 and the second grinding tool 28 have a central bore 18, which in each case extends almost over the entire grinding tool 27 or 28. The lengths of the bore 18 is provided with the reference numerals 33 and 20, respectively.

Wie beim Schleifwerkzeug 1, welches sowohl den zylindrischen Schleifbereich 5 als auch den konischen Schleifbereich 6 aufweist, weisen das erste Schleifwerkzeug 27 und das zweite Schleifwerkzeug 28 des Sets Kanäle 21 auf, welche zwischen der zentralen Bohrung 18 und dem zylindrischen Schleifbereich 5 bzw. dem konischen Schleifbereich 6 verlaufen. In dem schleifmittelfreien Bereich 30 des zweiten Schleifwerkzeugs 28 sind keine solchen Kanäle 21 vorgesehen.As with the grinding tool 1, which has both the cylindrical grinding area 5 and the conical grinding area 6, the first grinding tool 27 and the second grinding tool 28 of the set have channels 21, which between the central bore 18 and the cylindrical grinding area 5 and the conical Grinding area 6 run. In the abrasive-free region 30 of the second grinding tool 28, no such channels 21 are provided.

Claims (20)

Schleifwerkzeug (1) zum Bearbeiten der Innenfläche (2) einer Zylinderbohrung (3) in einem Werkstück, mit einer Drehachse (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Schleifwerkzeug einen bezüglich der Drehachse zylindrischen (5) und sich daran axial anschließenden konischen Schleifbereich (6) aufweist, und der Durchmesser (7) des konischen Schleifbereichs (6) ausgehend von dem zylindrischen Schleifbereich (5) in axialer Richtung (26) gegenüber dem Durchmesser (8) des zylindrischen Schleifbereichs (5) ansteigt.Grinding tool (1) for machining the inner surface (2) of a cylinder bore (3) in a workpiece, having a rotation axis (4), characterized in that the grinding tool has a conical grinding region (6) which is cylindrical relative to the rotation axis (5) and axially adjacent thereto ), and the diameter (7) of the conical grinding area (6) rises from the cylindrical grinding area (5) in the axial direction (26) relative to the diameter (8) of the cylindrical grinding area (5). Set aus einem ersten (27) und einem zweiten Schleifwerkzeug (28) zum Bearbeiten der Innenfläche (2) einer Zylinderbohrung (3) in einem Werkstück, wobei die beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) jeweils eine Drehachse (4) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schleifwerkzeug (27) einen bezüglich der Drehachse (4) zylindrischen Schleifbereich (5) mit einem Durchmesser (8) aufweist, und das zweite Schleifwerkzeug (28) einen bezüglich der Drehachse (4) konischen Schleifbereich (6) aufweist, wobei der Durchmesser (7) des konischen Schleifbereichs (6) ausgehend von einem kleinsten Durchmesser (29), welcher dem Durchmesser (8) des zylindrischen Schleifbereichs (5) des ersten Schleifwerkzeugs (27) entspricht, in axialer Richtung (26) ansteigt.Set of a first (27) and a second grinding tool (28) for machining the inner surface (2) of a cylinder bore (3) in a workpiece, wherein the two grinding tools (27, 28) each have an axis of rotation (4), characterized in that the first grinding tool (27) has a grinding area (5) with a diameter (8) which is cylindrical relative to the rotation axis (4), and the second grinding tool (28) has a grinding area (6) conical with respect to the rotation axis (4) Diameter (7) of the conical grinding portion (6), starting from a smallest diameter (29), which corresponds to the diameter (8) of the cylindrical grinding portion (5) of the first grinding tool (27), in the axial direction (26) increases. Set nach Anspruch 2, wobei das zweite Schleifwerkzeug (28) einen schleifmittelfreien Bereich (30) aufweist.The kit of claim 2, wherein the second abrasive tool (28) comprises a abrasive-free region (30). Set nach Anspruch 3, wobei der schleifmittelfreien Bereich (30) bezüglich der Drehachse (4) zylindrisch ausgebildet ist, vorzugsweise und der schleifmittelfreie Bereich (30) einen um 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise 3 mm, gegenüber dem kleinsten Durchmesser (29) des konischen Schleifbereichs (6) reduzierten Durchmesser (31) aufweist.Set according to claim 3, wherein the abrasive-free region (30) is cylindrical with respect to the axis of rotation (4), and preferably the abrasive-free region (30) is formed by 1 mm to 5 mm, preferably 3 mm, compared to the smallest diameter (29) of the conical grinding portion (6) reduced diameter (31). Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der konische Schleifbereich (6) einen Konuswinkel (32) von 0,014° bis 0,039°, vorzugsweise 0,025°, aufweist.The abrasive tool (1) of claim 1, or set of any one of claims 2 to 4, wherein the tapered abrasive region (6) has a cone angle (32) of 0.014 ° to 0.039 °, preferably 0.025 °. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 5, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5, wobei der zylindrische Schleifbereich (5) einen Durchmesser (8) von 60 bis 70 mm, vorzugsweise 65 mm, aufweist.Grinding tool (1) according to claim 1 or 5, or set according to one of claims 2 to 4 or 5, wherein the cylindrical grinding area (5) has a diameter (8) of 60 to 70 mm, preferably 65 mm. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1, 5 oder 6, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 oder 6, wobei der Durchmesser (7) des konischen Schleifbereichs (6) über die Länge (9) des konischen Schleifbereichs (6) in axialer Richtung (26) gegenüber dem Durchmesser (8) des zylindrischen Schleifbereichs (5) um 50 bis 110 µm, vorzugsweise um 80 µm, ansteigt.Grinding tool (1) according to claim 1, 5 or 6, or set according to one of claims 2 to 4 or 5 or 6, wherein the diameter (7) of the conical grinding area (6) over the length (9) of the conical grinding area (6). in the axial direction (26) relative to the diameter (8) of the cylindrical grinding region (5) by 50 to 110 .mu.m, preferably by 80 .mu.m, increases. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der zylindrische (5) und der konische Schleifbereich (6) auf einem integral ausgebildeten Grundkörper (11) angeordnet sind, wobei der Grundkörper vorzugsweise aus Stahl besteht.The grinding tool (1) according to claim 1 or any one of claims 5 to 7, wherein the cylindrical (5) and conical grinding portions (6) are disposed on an integrally formed base body (11), the base body preferably being made of steel. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 8, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7, wobei der zylindrische (5) und der konische Schleifbereich (6) einheitlich mit demselben Schleifmittel, vorzugsweise CBN, belegt sind.A grinding tool (1) according to claim 1 or any one of claims 5 to 8, or a set according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7, wherein the cylindrical (5) and conical grinding portions (6) are made integral with the same abrasive, preferably CBN, are occupied. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 9, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9, wobei der zylindrische (5) und der konische Schleifbereich (6) eine Dicke (12) von 100 bis 600 µm, vorzugsweise 300 µm, aufweisen.The grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 9, or set according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9, wherein the cylindrical (5) and tapered grinding portions (6) have a thickness (12) of 100 to 600 .mu.m, preferably 300 .mu.m. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 10, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 oder 10, wobei der zylindrische Schleifbereich (5) eine Länge (13) von 40 bis 60 mm, vorzugsweise 50 mm, und der konische Schleifbereich (6) eine Länge (9) von 80 bis 100 mm, vorzugsweise 90 mm, aufweist.The grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 10, or set according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 or 10, wherein the cylindrical grinding portion (5) has a length (13) of 40 to 60 mm , preferably 50 mm, and the conical grinding area (6) has a length (9) of 80 to 100 mm, preferably 90 mm. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 11, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 11, wobei das Schleifwerkzeug (1) bzw. das zweite Schleifwerkzeug (28) des Sets ein freies Ende (14) und ein gegenüberliegendes Ende (15) aufweist und der konische Schleifbereich (6) angrenzend an das freie Ende (14) am Schleifwerkzeug (1) bzw. am zweiten Schleifwerkzeug (28) des Sets angeordnet ist.The grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 11, or set according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 11, wherein the grinding tool (1) and the second grinding tool (28) of the set, respectively free end (14) and an opposite end (15) and the conical grinding portion (6) adjacent to the free end (14) on the grinding tool (1) and the second grinding tool (28) of the set is arranged. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 12 oder Set nach Anspruch 12, wobei an dem gegenüberliegenden Ende (15) ein Befestigungsmittel (16) zur Befestigung des Schleifwerkzeugs (1) bzw. des zweiten Schleifwerkzeugs (28) des Sets an einem Bearbeitungskopf einer CNC-Maschine oder einem damit verbundenen Adapter (17), vorzugsweise HSK-Adapter, vorgesehen ist, wobei das Befestigungsmittel (16) vorzugsweise als Flansch ausgebildet ist.A grinding tool (1) according to claim 12 or set according to claim 12, wherein at the opposite end (15) there is a fixing means (16) for fixing the grinding tool (1) or the second grinding tool (28) of the set to a machining head of a CNC machine or a connected adapter (17), preferably HSK adapter, is provided, wherein the fastening means (16) is preferably designed as a flange. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 13, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 13, wobei das Schleifwerkzeug (1) bzw. die beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets eine zentrale Bohrung (18) parallel zur Drehachse (4) aufweisen, wobei die Bohrung (18) bevorzugt einen Durchmesser (19) von 10 bis 14 mm, besonders bevorzugt 12 mm, und/oder bevorzugt eine Länge (20) von 150 bis 190 mm, besonders bevorzugt 170 mm, aufweist.Grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 13, or set according to one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 13, wherein the grinding tool (1) or the two grinding tools (27, 28) of the Sets have a central bore (18) parallel to the axis of rotation (4), wherein the bore (18) preferably has a diameter (19) of 10 to 14 mm, more preferably 12 mm, and / or preferably a length (20) of 150 to 190 mm, more preferably 170 mm. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 14, oder Set nach Anspruch 14, wobei mehrere Kanäle (21) vorgesehen sind, welche zwischen der zentralen Bohrung (18) und dem zylindrischen (5) und dem konischen Schleifbereich (6) verlaufen, wobei die Kanäle (21) bevorzugt einen Durchmesser (22) von 1 bis 3 mm, besonders bevorzugt 2 mm, aufweisen.A grinding tool (1) according to claim 14, or a set according to claim 14, wherein a plurality of channels (21) are provided which extend between the central bore (18) and the cylindrical (5) and conical grinding regions (6), the channels ( 21) preferably has a diameter (22) of 1 to 3 mm, particularly preferably 2 mm. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 14 oder 15, oder Set nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Kanäle (21) spiralförmig angeordnet sind, wobei jeweils zwei benachbarte Kanäle (21) um einen Winkel von 40° bis 60°, vorzugsweise 50°, gedreht und um 2 bis 4 mm, vorzugsweise 3 mm, axial versetzt sind.Grinding tool (1) according to claim 14 or 15, or set according to claim 14 or 15, wherein the channels (21) are arranged spirally, wherein each two adjacent channels (21) at an angle of 40 ° to 60 °, preferably 50 °, rotated and axially offset by 2 to 4 mm, preferably 3 mm. Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 16, oder Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 16, wobei im zylindrischen (5) und konischen Schleifbereich (6) Nuten (23) vorgesehen sind, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung (26) des Schleifwerkzeugs (1) bzw. der Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets erstrecken und in welche die Kanäle (21) münden.The grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 16, or set according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 16, wherein grooves (23) are provided in the cylindrical (5) and conical grinding area (6) are substantially in the longitudinal direction (26) of the grinding tool (1) and the grinding tools (27, 28) extend the set and into which the channels (21) open. Schleifwerkzeug (28) für ein Set nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 17 als zweites Schleifwerkzeug.A grinding tool (28) for a kit according to any one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 17 as a second grinding tool. Verwendung eines Schleifwerkzeugs (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 17, oder eines der beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 17 in einem Bearbeitungsprozess der Innenfläche (2) einer Zylinderbohrung (3) in einem Werkstück, wobei das Schleifwerkzeug (1) bzw. das eine der beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets im Zuge des Bearbeitungsprozesses in die Zylinderbohrung (3) eingeführt wird, an die Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) herangeführt wird, wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) entlanggeführt wird, wobei es dabei um seine Drehachse (4) rotiert, von der Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) abgehoben wird und wieder aus der Zylinderbohrung (3) herausgeführt wird.Use of a grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 17, or one of the two grinding tools (27, 28) of the set according to one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 17 in a machining process of the inner surface ( 2) a cylinder bore (3) in a workpiece, wherein the grinding tool (1) or the one of the two grinding tools (27, 28) of the set is introduced in the course of the machining process in the cylinder bore (3), to the inner surface (2) the cylinder bore (3) is introduced, at least once in a circle on the inner surface (2) of the cylinder bore (3) is guided, wherein it rotates about its axis of rotation (4), is lifted from the inner surface (2) of the cylinder bore (3) and is led out again from the cylinder bore (3). CNC-Maschine mit wenigstens einem Schleifwerkzeug (1) nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 5 bis 17, oder wenigstens einem der beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets nach einem der Ansprüche 2 bis 4 oder 5 bis 7 oder 9 bis 17 und einem Steuerprogramm, welches dazu ausgelegt ist, das wenigstens eine Schleifwerkzeug (1) bzw. das wenigstens eine der beiden Schleifwerkzeuge (27, 28) des Sets in eine Zylinderbohrung (3) in einem Werkstück einzuführen, es an die Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) heranzuführen, es wenigstens einmal im Kreis an der Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) entlang zu führen, wobei es dabei um seine Drehachse (4) rotiert, es von der Innenfläche (2) der Zylinderbohrung (3) abzuheben und es wieder aus der Zylinderbohrung (3) herauszuführen.CNC machine comprising at least one grinding tool (1) according to claim 1 or one of claims 5 to 17, or at least one of the two grinding tools (27, 28) of the set according to one of claims 2 to 4 or 5 to 7 or 9 to 17 and a control program, which is adapted to introduce the at least one grinding tool (1) or the at least one of the two grinding tools (27, 28) of the set in a cylinder bore (3) in a workpiece, it to the inner surface (2) of the cylinder bore (3) bring it to at least once in a circle on the inner surface (2) of the cylinder bore (3) along, thereby rotating about its axis of rotation (4) to lift it from the inner surface (2) of the cylinder bore (3) and to lead it out of the cylinder bore (3) again.
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