EP3914420B1 - Vorrichtung und verfahren zur honbearbeitung einer werkstücköffnung - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur honbearbeitung einer werkstücköffnung Download PDF

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EP3914420B1
EP3914420B1 EP21711499.0A EP21711499A EP3914420B1 EP 3914420 B1 EP3914420 B1 EP 3914420B1 EP 21711499 A EP21711499 A EP 21711499A EP 3914420 B1 EP3914420 B1 EP 3914420B1
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EP
European Patent Office
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honing
opening
length
elements
diameter
Prior art date
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Active
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EP21711499.0A
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English (en)
French (fr)
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EP3914420A1 (de
Inventor
Klaus Litty
Andreas Wagner
Andreas Wiens
Markus PETRASCHEK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gehring Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
Gehring Technologies GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Gehring Technologies GmbH and Co KG filed Critical Gehring Technologies GmbH and Co KG
Publication of EP3914420A1 publication Critical patent/EP3914420A1/de
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/08Honing tools
    • B24B33/087Honing tools provided with measuring equipment

Definitions

  • the invention relates to a honing device and a method for honing a workpiece opening.
  • the surface of a workpiece opening to be machined is modified in terms of its shape and surface.
  • a shape deviating from an ideal circular cylinder is impressed on the macroscopically considered circular-cylindrical shape of the workpiece opening or bore.
  • the shape deviation is in the range of typically 10 ⁇ m to a maximum of a few 100 ⁇ m, in particular less than 100 ⁇ m, based on the diameter.
  • a specific initial bore shape is either assumed or the initial bore shape is determined during a measurement prior to honing, typically at a separate measuring station is carried out. Based on this initial bore shape, a specific honing process is then determined and then carried out. The workpiece opening is converted into a target shape by means of this honing process. After the honing, it may be checked whether the machining result corresponds to the desired target shape. If deviations are found, the machining process is adjusted when machining the next hole.
  • DE 10 2007 063 200 A1 shows a method and a device for fine machining a workpiece with a multi-edged rotary tool and use of a structure-borne noise sensor.
  • EP 1 932 620 A1 shows a method for fine machining of cylindrical inner surfaces of bores and a fine machining system for this.
  • the device has a pneumatically operated air measuring device for monitoring the machining progress.
  • the aim of the present invention is now to provide a honing device and a honing method by means of which, in particular, shaping honing can be carried out as efficiently and cost-effectively as possible.
  • the aim is also to increase the precision of the machining and, if possible, to avoid rejects.
  • this object is achieved by a honing device for machining a workpiece opening according to claim 1 and by a method for honing according to claim 6.
  • the honing device includes a honing tool, a link rod or coupling rod, and a spindle.
  • the articulated rod or the coupling rod are therefore provided as alternatives to one another, with one articulated rod usually being provided.
  • the honing tool is designed with a plurality of radially feedable honing elements distributed around the circumference of the honing tool.
  • Honing elements include honing stones and a substructure. Honing stones are through parts of the honing elements causing abrasive contact with the surface to be machined.
  • the honing tool is articulated to the spindle via the articulated rod.
  • the honing tool is rigidly connected to the spindle, so the axis of the spindle coupling rod and honing tool necessarily coincide during machining.
  • the articulated coupling can be formed via a first swivel joint and a second swivel joint.
  • the swivel joints form the connection to the spindle and the honing tool at the ends of the connecting rod.
  • the articulated coupling makes it possible to compensate for an axis offset between the spindle and the workpiece opening.
  • the spindle is designed to be driven with a drive unit.
  • the drive unit is kept stationary and sets the spindle and thus the honing device in motion.
  • This movement is the typical honing movement in which the honing device is set in an oscillatory translational movement with a superimposed rotational movement in relation to the workpiece, which includes the workpiece opening to be machined.
  • the honing device includes a measuring device for measuring the diameter of the workpiece opening with at least one air measuring nozzle arranged on the honing tool.
  • the air measuring nozzle is typically arranged in an air measuring bar, which is arranged between two honing elements, for example. Typically, several air measuring nozzles around the Distributed around the circumference of the honing tool.
  • the air measuring nozzles are supplied with compressed air via compressed air lines.
  • One or more pairs of air measuring nozzles can also be provided, with the air measuring nozzles of a pair in particular being arranged diametrically opposite one another.
  • the honing device also has an electromechanical infeed system.
  • the honing elements can be advanced in the radial direction via the electromechanical infeed system.
  • the infeed system includes a force measuring unit and is designed to infeed the honing elements with a definable force against an opening wall of the workpiece opening to be machined.
  • the infeed system is thus designed in such a way that the honing elements can be brought into contact with the opening wall with a defined force.
  • the contact pressure of the honing stones of the honing elements can thus be set precisely.
  • the local material removal depends on the local contact pressure or the contact force.
  • the feed system feeds the honing elements with a defined force, whereby it is provided that the honing elements distributed around the circumference are all fed with the same force.
  • the honing device also includes a signal converter, which is designed to convert a pneumatic measurement signal detected via the air measurement nozzle into an electrical signal. Air measuring nozzles set up a jet of compressed air the opening wall to be measured. Based on the resulting back pressure or the change in back pressure, a pneumatic measurement signal is generated which characterizes the local diameter.
  • the signal converter is arranged on the honing device, ie on the spindle, link rod or honing tool.
  • the honing device in the sense of the present invention consists of the parts that move relative to the workpiece during machining with the typical honing movement (rotation plus oscillatory translational movement).
  • the signal converter was arranged in the area of the machine construction that was stationary relative to the workpiece, for example in the area of the drive of the honing spindle.
  • this requires a rotary feedthrough for the compressed air lines and, on the other hand, the pneumatic measurement signal has to cover the axial length of the spindle, the connecting rod and the honing tool.
  • the longer the distance to be covered by the pneumatic measurement signal the more sluggish is the detection of the local diameter and the more the signal is delayed or even deflected.
  • a mean value of the opening diameter was therefore measured dynamically, with averaging over the circumference and the axial extent of the opening.
  • the amplitude of the measuring signal which can be assigned to a real local bore diameter, was falsified when the measuring nozzle moved dynamically.
  • a determination of the local diameter with Resolution in the axial direction was not possible with conventional systems during honing, or at best with reduced axial speeds that were not suitable for series production.
  • due to the compressible nature of the gas used in pneumatic measurements it was not possible to determine an association between the time at which the measurement signals were input and a position in the workpiece opening in the conventional devices.
  • the signal converter is arranged on the connecting rod, this has the advantage that it is arranged outside of the workpiece bore/opening to be machined but close to the workpiece opening, so that the line length and therefore the inertia of the pneumatic measurement signal is small. It can be advantageous to arrange the signal converter as far as possible in the region of the joint (ie close to the joint) of the articulated rod with which it is connected to the honing tool.
  • the signal converter can be arranged on the honing tool itself in order to achieve the shortest possible path for the pneumatic signal from the measuring nozzle to the signal converter.
  • An arrangement on the honing tool itself requires additional shielding measures for the signal converter, since this is located in an area during honing in which it is exposed to cooling lubricants.
  • the signal converter can be in the area of the spindle around the joint with which the spindle is coupled to the joint rod is to be arranged. As a result, the signal converter is not influenced by changes in the position of the connecting rod.
  • the signal converter can communicate the measurement signals to a control unit in a wired or wireless manner.
  • the control unit in turn, can use the measurement signals to correspondingly control the electromechanical delivery system and/or the lifting movement.
  • the honing tool can include at least 2 air measuring nozzles. If 2 air measuring nozzles are provided, they can be arranged diametrically opposite one another. At least 3 air measuring nozzles can also be provided. Several air measuring nozzles can be distributed evenly around the circumference of the honing tool. The measurement accuracy can be increased as a result. Individual local roundness errors are leveled out as a result.
  • the air measuring nozzles can be arranged in one plane, ie at the same axial height. Air measuring nozzles can be provided at different axial positions. All arranged measuring nozzles can be fed to a joint evaluation, which results in a measured value. The pneumatic signal can therefore be averaged before it is converted into an electrical signal.
  • the wiring and/or the signal converter can be designed accordingly for this purpose.
  • the measurements of individual measuring nozzles can also be evaluated separately from each other. If the measurements of individual measuring nozzles or measuring nozzle pairs are carried out separately evaluated from each other, diameter dimensions are available at different locations of the bore at the same time.
  • Honing stones of the honing elements can have an extension in the axial direction that is less than a machining radius of the honing tool.
  • the axial extent can be less than 70%, in particular 50%, in particular 33% of the machining radius of the honing tool.
  • the machining radius of the honing tool means the radius of the honing stones in the maximum state in which they are fed radially outwards.
  • the honing stones can have a minimum length of 10mm, in particular 12mm, in particular 15mm.
  • a minimum length leads to a minimum service life, with the specified length specification enabling large-scale use of the device or application of the method.
  • a strain length can be defined as the length along the axial extent beginning at the start of diameter expansion and ending at the end of diameter reduction.
  • the honing stones used or the area fitted with cutting lining
  • the honing stones used preferably have a length (axial extension) of at most 70% of the deformation length, in particular 60%, in particular 50%, in particular 40% of the deformation length.
  • a widening length can be defined as the length along the axial extent that begins at the beginning of the diameter expansion and at the end of the diameter expansion or the end of the bore ends.
  • the honing stones used, or the area of the honing elements equipped with a cutting layer preferably has a length (axial extent) of at most 70% of the expansion length, in particular 60%, in particular 50%, in particular 40% of the expansion length. It can also be provided that honing is carried out with an overflow, that is, that the honing stones move out of the opening at the end of the diameter enlargement.
  • the overflow can be between 10% and 90% of the length of the honing stones.
  • a bottle belly length as the sum of the length of the second larger constant diameter section and the length of the transition section.
  • the honing stones used, or the area of the honing elements equipped with a cutting layer preferably has a length (axial Extension) of at most 90% of the length of the bottle belly, in particular 80%, in particular 60%, in particular 50% of the length of the bottle belly. It can also be provided that honing is carried out with an overflow, that is, that the honing stones move out of the opening at the end of the diameter enlargement. The overflow can be between 10% and 90% of the length of the honing stones.
  • the delivery system may include an electromechanical motor.
  • the electromechanical motor can be coupled via a slot in the spindle to an infeed rod of an infeed system of the honing device running in the spindle.
  • the feed system can provide, for example, that the electromechanical motor can rotate a threaded worm, which engages with a corresponding threaded counterpart.
  • the threaded counter-piece can, for example, be coupled to the feed rod so that it can move in the axial direction, but can be rotated relative to it via a corresponding bearing.
  • the delivery system is coupled to the signal converter, for example via a control unit.
  • the delivery system can vary the delivery force of the honing elements depending on the measurement signals with high delivery dynamics.
  • the individual honing elements can be unconnected to one another, ie they can be moved individually. It can be provided that all honing elements of the honing tool can be radially advanced by means of a common infeed cone. One honing stone can be present for each honing element. It can also be provided that a honing element comprises several honing stones.
  • this is converted from an initial shape into a target shape by a shaping honing machining step.
  • the initial shape and the target shape differ in their shape in such a way that at least 2 locations of the workpiece opening have a different diameter difference between the initial shape and the target shape.
  • Shaping honing to change the workpiece opening from the initial shape to the target shape is performed using a honing apparatus as described in this application.
  • the honing elements for generating the different diameter differences are infed with locally different force against the opening wall to be machined. The honing elements are thus pressed against the opening wall with different forces at different axial positions. The infeed force thus varies over the lifting or lowering movement of the honing tool.
  • measuring signals are recorded by the measuring device, which characterize the local diameter of the workpiece opening.
  • the force with which the honing elements are fed against the opening wall to be machined is adjusted during the honing process as a function of the measurement signals recorded during the honing process.
  • the force with which the honing elements are fed against the opening wall to be machined the infeed force, i.e. varies depending on the measurement signals.
  • the infeed force is not only varied in a predetermined manner depending on the axial position of the honing tool in the workpiece opening, but also the measurement signals recorded during the honing process are taken into account when determining the infeed force to be used in each case.
  • the infeed force can be kept constant at a given axial position over the duration of the machining. however, it is also possible for the infeed force to vary over time at a particular axial position. Typically, the infeed force is reduced at a respective axial position in order to achieve less material removal when approaching the target shape and thus approach the target shape more precisely.
  • the local infeed force can therefore be determined and set based on the current position of the honing tool, the target shape and the measurement signals recorded in each case.
  • the measurement signals characterize the current state or diameter of the workpiece opening.
  • Conventional honing methods used either a previously determined shape of the opening or an assumption about the shape and based on this determined a sequence of honing.
  • the infeed force can dynamically increase based on the current actual shape determined in the process (characterized by the measurement signals) and the immediate comparison with the target shape be adjusted to the removal that is still required locally to achieve the target shape.
  • the initial shape of the workpiece opening can be recorded or checked by means of a measuring stroke, in which the honing elements have no material-removing contact with the bore wall, which is carried out with the honing tool of the honing device.
  • a separate measuring stroke can be carried out with increased accuracy. By using the honing tool itself, this can be done in a time-saving and efficient manner.
  • the measuring stroke can be carried out rotating (with a rotating honing tool).
  • a rotating measuring hub can provide more accurate measurements.
  • the measuring stroke can be carried out at rotational speeds of more than 200 rpm. Any circumferential dimensional fluctuation can be mediated or averaged out in this way.
  • the shape of the workpiece opening can be recorded or checked by means of a measuring stroke, in which the honing elements have no material-removing contact with the bore wall, which is carried out with the honing tool of the honing device. A comparison can be made with the desired target shape.
  • the shaping honing can include a honing step with a changing stroke length, wherein a honing step with a contact pressure of the honing elements that varies over the length of the opening on the honing step with a changing stroke length Stroke length follows in time.
  • the infeed force can be kept constant or additionally varied over the length machined per stroke.
  • An initial pre-processing can be done by processing with a changing stroke length and the final shaping by processing with a contact pressure that varies over the opening length. Machining with a changing stroke length can therefore be part of the shaping machining.
  • the target shape can comprise at least one area along a machined length of the workpiece opening, which has a larger or smaller diameter than an area in front of and behind in the axial direction.
  • the target shape can therefore be bulbous, for example.
  • the target shape can also include a local sidecut. Shapes of this type can be produced particularly advantageously using the method according to the invention, since this enables precise creation of locally variable diameters.
  • the target shape can include a cylindrical area and a conically expanding area.
  • the target shape may include another cylindrical portion with a larger diameter than the other cylindrical portion.
  • the conical area can lie between the cylindrical areas in the axial direction.
  • the conical area can form the transition between the two cylindrical areas.
  • the target shape can be circular-cylindrical and the initial shape can deviate from a circular-cylindrical shape.
  • the target shapes are circular in cross-section, but the diameter of each cross-section may vary along the length of the orifice.
  • Important target shapes within the meaning of the present invention can be shapes in which the diameter of the respective circular cross sections increases over the length but does not decrease again in the longitudinal direction. These can also be referred to as purely widening forms.
  • Important target shapes can also be shapes that can be referred to as bulbous shapes. In such shapes, there is an area in which the diameter of the respective circular cross-sections initially increases over the length, followed by an area in the axial direction in which the diameter of the circular cross-sections decreases again in the axial direction.
  • Important target shapes can also be shapes that can be referred to as waisted shapes.
  • waisted shapes it is provided that there is an area in which the diameter of the respective circular cross-sections initially decreases over the length and then in the axial direction there is an area in which the diameter of the circular cross-sections increases again in the axial direction.
  • figure 1 shows a honing device 10 for machining a workpiece opening 24.
  • the honing device 10 comprises a honing tool 12 with a plurality of radially advanceable honing elements 14 distributed around the circumference of the honing tool 12.
  • the honing elements 14 comprise honing stones 32 and a substructure 34.
  • the honing device 10 further comprises a connecting rod 16 and a spindle 18, the honing tool 12 is coupled in an articulated manner to the spindle 18 via the articulated rod 16 .
  • the articulated coupling is formed via a first swivel joint 36 and a second swivel joint 38 .
  • the swivel joints 36, 38 form the connection to the spindle 18 and the honing tool 12 at the ends of the connecting rod 16, with the spindle 18 being designed to be set in an oscillatory translational movement with a superimposed rotational movement in relation to a workpiece 22 by means of a drive unit 20
  • the honing device 10 further comprises a measuring device 26 for measuring the diameter of the workpiece opening 24.
  • the measuring device 26 comprises a plurality of air measuring nozzles 28 arranged on the honing tool 12.
  • the respective air measuring nozzle 28 is arranged in an air measuring bar 30 which is arranged between two honing elements 14.
  • the air measuring nozzles 28 are supplied with compressed air via compressed air lines 40 .
  • the honing device 10 further includes an electromechanical feed system 42 ( figure 2 ), above which the honing elements 14 can be delivered in the radial direction R.
  • the infeed system 42 includes a force measuring unit 44 and is designed to infeed the honing elements 14 with a predeterminable force against an opening wall 52 of the workpiece opening 24 to be machined.
  • the honing device 10 includes a signal converter 54 which is designed to convert a pneumatic measurement signal detected via the air measuring nozzle 28 into an electrical signal, with the signal converter 54 being arranged on the honing device 10 .
  • the signal converter 54 is arranged on the link rod 16 . It can also be arranged on the honing tool 12 . It can also be arranged on the spindle 18, preferably in the area of the joint 36.
  • the signal converter 54 can communicate the measurement signals to a control unit 56 by cable or, as illustrated here, wirelessly.
  • the control unit 56 in turn can use the measurement signals to control the electromechanical delivery system 42 accordingly.
  • the honing stones 32 of the honing elements 14 have an extension 66 in an axial direction A, which in 7 is shown.
  • the extension 66 can, as in the example of FIG figure 1 be less than a machining radius 68 of the honing tool 12.
  • the delivery system 42 includes an electromechanical motor 46, in particular via a slot 48 in the Spindle 18 is coupled to a feed rod 50 running in the spindle 18 of a feed system 42 of the honing device 10, which in figure 2 is shown.
  • the electromechanical motor 46 can rotate a threaded worm 43 which is in engagement with a corresponding threaded counterpart 41 .
  • the threaded counterpart 41 is coupled for movement in the axial direction A to the feed rod 50 , but can be rotated relative to this via a corresponding bearing 58 .
  • the individual honing elements 14 are not connected to one another. And as in the example of 7 shown, all honing elements 14 of the honing tool 12 can be radially advanced by means of a common feed cone 70 .
  • One honing stone 32 can be present for each honing element 14 .
  • FIG 3 a classic honing process is illustrated.
  • An initial shape 60 and a target shape 62 are both circular-cylindrical.
  • the force F with which the honing elements 14 or honing stones 32 are pressed against the wall 52 of the workpiece opening 24 during this machining is constant over the axial length and the duration of the machining, since the desired material removal is also nominally constant at all points of the bore.
  • FIG 4 honing according to the invention is illustrated.
  • the infeed force F used varies over the axial extent of the opening 24.
  • the arrow with the reference symbol t illustrates that the force F used also varies over time.
  • a bulging initial shape 60 is converted into a circular-cylindrical target shape 62 .
  • the infeed force is dynamically minimized at the points of the hole (here in the middle of the hole) where the target diameter is already present.
  • figure 5 1 illustrates honing according to the invention, in which a circular-cylindrical initial shape 60 is converted into a bulbous target shape 62 .
  • the force F used varies over the axial extent of the opening 24. It is illustrated by means of the arrow with the reference symbol t that the force F used also varies over time.
  • the infeed force is dynamically maximized at the locations of the hole (here in the middle of the hole) where the most material has to be removed in order to reach the target shape.
  • a circular-cylindrical starting shape 60 is converted into a bottle-like target shape 62 .
  • the bottle-like target shape 62 comprises two circular-cylindrical sections with different diameters, which are connected via a substantially conical section.
  • the infeed force is low in the upper circular-cylindrical section, since the required material removal is also low here.
  • the feed force is high in the lower circular-cylindrical section.
  • the initial shape 60 and the target shape 62 each have a different diameter difference between the initial shape 60 and the target shape 62 at at least 2 points of the workpiece opening 24 .
  • the shaping honing to change the workpiece opening 24 from the initial shape 60 to the target shape 62 is carried out in each case using a honing device 10 such as that shown, for example, in figure 1 is illustrated.
  • measurement signals are recorded by the measuring device 26, which characterize the local diameter of the workpiece opening 24, and the force with which the honing elements 14 are delivered against the opening wall 52 to be machined is determined during the honing as a function of the measurement signals recorded during the honing adjusted to achieve the target shape.
  • the initial shape 60 of the workpiece opening 24 was recorded by means of a measuring stroke in which the honing elements 14 had no material-removing contact with the bore wall and which was carried out with the honing tool 12 of the honing device 10 .
  • the shape of the workpiece opening 24 is determined by means of a measuring stroke in which the honing elements 14 do not have any material-removing contact have the bore wall and which is carried out with the honing tool 12 of the honing device 10 is checked.
  • the openings 24 are in the Figures 8 to 10 shown in section and cut in half.
  • FIG 8 shows an illustration of creating a bulbous target shape 62.
  • a bulbous target shape 62 is created and a strain length 100 is defined as the length along the axial extent beginning at the start of a diameter increase 104 and ending at the end of the diameter decrease 106 .
  • the strain length 100 is usually less than an aperture length 102 (length of the aperture machined) but may extend the entire aperture length 102 .
  • a region of the honing elements equipped with a cutting layer has the extent 66 which, with such processing, is in particular at most 70% of the deformation length, in particular 60%, in particular 50%, in particular 40% of the deformation length.
  • FIG 9 shows an illustration of creating a bottle-like target shape 62.
  • a bottle-like target shape 62 is created, which has a circular-cylindrical first section 110 with a first constant diameter and a circular-cylindrical second section 112 with a second, larger constant diameter, which a Transition section 114, which includes an expanding diameter, are connected.
  • a bottle body length 108 is defined as the sum of the length of the second section 112 with the second, larger constant diameter and the length of the transition section 114.
  • the area of the honing elements equipped with a cutting lining can in particular have an axial extent 66 of at most 90% of the bottle body length 108, in particular 80%, in particular 60%, in particular 50% of the bottle belly length.
  • honing can be carried out with an overflow, in which the honing stones move out of the opening at the end of the diameter increase.
  • the overflow can be between 10% and 90%, in particular 20% to 80%, in particular 30% to 70%, of the length of the area 66 of the honing elements equipped with the cutting layer.
  • figure 10 12 is an illustration of creating a target shape that flares toward an opening end 122.
  • a target shape 62 that flares toward an opening end 122 is created.
  • the flaring region 120 opens into the opening end 122.
  • a flaring length 124 is defined as the length along the axial extent that begins at the beginning of a diameter expansion or the flaring region 120 and at the end of the opening 122 into which the diameter expansion 120 ends.
  • the area of the honing elements equipped with a cutting layer can in particular have an axial extension 66 of at most 70% of the expansion length 124, in particular 60%, in particular 50%, in particular 40% of the expansion length 124. In particular, honing can be carried out with an overflow.
  • the honing elements can therefore at the end of Extend the diameter enlargement 120 out of the opening 24, in particular with the overflow extending between 10% and 90% (10% to 90% of the area fitted with the cutting layer extends out of the opening 24), in particular between 20% to 80%, in particular between 30% to 70% of the length (extension 66) of the area of the honing elements 14 equipped with the cutting layer.
  • FIG 11 shows a honing device 10 for machining a workpiece opening 24.
  • the honing device 10 in figure 11 includes a honing tool 12 and a spindle 18 similar to those of FIG figure 1 are trained.
  • the honing device 10 comprises a coupling rod 130 instead of an articulated rod 16 , the honing tool 12 being rigidly coupled to the spindle 18 via the coupling rod 130 .
  • the coupling rod 130 is connected to the spindle 18 and the honing tool 12 via rigid coupling devices 136 and 138 .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Honvorrichtung und ein Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung.
  • Bei der Honbearbeitung wird die Oberfläche einer zu bearbeitenden Werkstücköffnung, beispielsweise einer Bohrung, in ihrer Form- und Oberfläche modifiziert. Insbesondere bei der Bearbeitung von Zylinderbohrungen oder Zylinderlaufbuchsen hat sich in den letzten Jahren ein Bedarf für eine Formgebung im Bereich von einigen µm bis wenigen 100 µm entwickelt. Im Rahmen dieser Formgebung wird der makroskopisch betrachteten kreiszylindrischen Form der Werkstücköffnung bzw. Bohrung eine von einem idealen Kreiszylinder abweichende Form aufgeprägt. Die Formabweichung liegt dabei im Bereich von typischerweise 10 µm bis maximal einigen wenigen 100 µm, insbesondere unter 100 µm bezogen auf den Durchmesser.
  • Herkömmlicherweise wird eine bestimmte Ausgangsbohrungsform entweder angenommen oder die Ausgangsbohrungsform wird im Rahmen einer der Honbearbeitung vorgeschalteten Messung, die typischerweise an einer separaten Messstation durchgeführt wird, ermittelt. Basierend auf dieser Ausgangsbohrungsform wird anschließend eine bestimmte Honbearbeitung festgelegt und diese dann durchgeführt. Mittels dieser Honbearbeitung wird die Werkstücköffnung in eine Zielform überführt. Im Anschluss an die Honbearbeitung wird gegebenenfalls geprüft, ob das Bearbeitungsergebnis der gewünschten Zielform entspricht. Werden dabei Abweichungen festgestellt, so wird bei der Bearbeitung der nächsten Bohrung der Bearbeitungsprozess angepasst.
  • Eine derartige Vorgehensweise erfordert Vor- und Nachmessungen. Sie führt auch zu einem gewissen Ausschuss.
  • DE 10 2017 210 187 A1 , welche die Basis für die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der unabhängigen Ansprüche bildet, zeigt ein Honverfahren und eine Bearbeitungsmaschine zum Konturhonen mit einem Durchmessermesssystem.
  • DE 10 2007 063 200 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung eines Werkstücks mit einem vielschneidigen Rotationswerkzeugs sowie Verwendung eines Köperschallsensors.
  • EP 1 932 620 A1 zeigt ein Verfahren zur Feinbearbeitung zylindrischer Innenflächen von Bohrungen sowie eine Feinbearbeitungsanlage hierfür. Die Vorrichtung weist eine pneumatisch arbeitende Luftmesseinrichtung auf zur Überwachung des Bearbeitungsfortschritts Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Honvorrichtung und ein Honverfahren bereitzustellen, mittels dem insbesondere eine formgebende Honbearbeitung möglichst effizient und kostengünstig durchgeführt werden kann. Ziel ist außerdem die Erhöhung der Präzision der Bearbeitung und möglichst die Vermeidung von Ausschussteilen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Honvorrichtung zur Bearbeitung einer Werkstücköffnung nach Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Honbearbeitung nach Anspruch 6.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben. Dabei können die im Zusammenhang mit der Honvorrichtung beschriebenen Merkmale auch für das Verfahren relevant sein und die im Zusammenhang mit Weiterbildungen des Verfahrens beschriebenen Merkmale auch für die Honvorrichtung relevant sein
  • Die Honvorrichtung umfasst ein Honwerkzeug, eine Gelenkstange oder eine Kopplungsstange, und eine Spindel. Die Gelenkstange oder die Kopplungsstange sind also alternativ zueinander vorgesehen, wobei in der Regel eine Gelenkstange vorgesehen ist.
  • Das Honwerkzeug ist mit mehreren um den Umfang des Honwerkzeugs verteilt angeordneten radial zustellbaren Honelementen ausgebildet. Honelemente umfassen Honsteine und eine Unterkonstruktion. Honsteine sind die durch abrasiven Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche Materialabtrag bewirkenden Teile der Honelemente.
  • Das Honwerkzeug ist über die Gelenkstange gelenkig mit der Spindel gekoppelt. Falls eine Kopplungsstange vorgesehen ist, ist das Honwerkzeug starr mit der Spindel verbunden, die Achse von Spindel Kopplungsstange und Honwerkzeug fallen also bei der Bearbeitung zwingend aufeinander. Die gelenkige Kopplung kann vorliegend über ein erstes Schwenkgelenk und ein zweites Schwenkgelenk gebildet sein. Die Schwenkgelenke bilden an den Enden der Gelenkstange die Verbindung zur Spindel und zum Honwerkzeug. Die gelenkige Kopplung ermöglicht die Kompensation eines Achsversatzes zwischen Spindel und Werkstücköffnung.
  • Die Spindel ist ausgelegt, um mit einer Antriebseinheit angetrieben zu werden. Die Antriebseinheit ist stationär gehalten und versetzt die Spindel und damit die Honvorrichtung in Bewegung. Diese Bewegung ist die typische Honbewegung in der die Honvorrichtung in eine oszillatorische Translationsbewegung mit überlagerter Rotationsbewegung gegenüber dem Werkstück, das die zu bearbeitende Werkstücköffnung umfasst, versetzt wird.
  • Die Honvorrichtung umfasst eine Messeinrichtung zur Messung des Durchmessers der Werkstücköffnung mit wenigstens einer an dem Honwerkzeug angeordneten Luftmessdüse. Die Luftmessdüse ist typischerweise in einer Luftmessleiste angeordnet, die bspw. zwischen zwei Honelementen angeordnet ist. Typischerweise sind mehrere Luftmessdüsen um den Umfang des Honwerkzeug verteilt angeordnet. Die Luftmessdüsen werden über Druckluftleitungen mit Druckluft gespeist. Es können auch ein oder mehrere Luftmessdüsenpaare vorgesehen sein, wobei insbesondere sich die Luftmessdüsen eines Paares diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
  • Die Honvorrichtung weist weiter ein elektromechanisches Zustellsystem auf. Über das elektromechanische Zustellsystem sind die Honelemente in radialer Richtung zustellbar. Das Zustellsystem umfasst eine Kraftmesseinheit und ist ausgebildet, um die Honelemente mit einer vorgebbaren Kraft gegen eine Öffnungswand der zu bearbeitenden Werkstücköffnung zuzustellen. Das Zustellsystem ist also derart ausgebildet, dass die Honelemente mit einer definierten Kraft in den Kontakt mit der Öffnungswand gebracht werden können. Der Anpressdruck der Honsteine der Honelemente kann somit genau eingestellt werden. Der lokale Materialabtrag hängt vom lokalen Anpressdruck bzw. von der Anpresskraft ab.
  • Das Zustellsystem stellt die Honelemente mit einer definierten Kraft zu, dabei ist vorgesehen, dass die um den Umfang verteilt angeordneten Honelemente alle mit der gleichen zugestellt werden.
  • Die Honvorrichtung umfasst weiter einen Signalwandler, der ausgebildet ist, um ein über die Luftmessdüse erfasstes pneumatisches Messsignal in ein elektrisches Signal zu wandeln. Luftmessdüsen richten einen Druckluftstrahl auf die zu messende Öffnungswand. Basierend auf dem resultierenden Staudruck bzw. der Staudruckänderung entsteht ein pneumatisches Messsignal, welches den lokalen Durchmesser charakterisiert.
  • Der Signalwandler ist an der Honvorrichtung, also an Spindel, Gelenkstange oder Honwerkzeug angeordnet. Die Honvorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung besteht aus den gegenüber dem Werkstück bei der Bearbeitung mit der typischen Honbewegung (Rotation plus oszillatorische Translationsbewegung) bewegten Teile.
  • Herkömmlicherweise wurde der Signalwandler im Bereich der gegenüber dem Werkstück unbewegten Maschinenkonstruktion, beispielsweise im Bereich des Antriebs der Honspindel angeordnet. Zum einen ist hierdurch eine Drehdurchführung für die Druckluftleitungen erforderlich und zum anderen muss das pneumatische Messsignal die axiale Länge der Spindel, der Gelenksstange und des Honwerkzeug zurücklegen. Je länger die vom pneumatischen Messsignal zurückzulegende Strecke ist, desto träger ist die Erfassung des lokalen Durchmessers bzw. desto stärker wird das Signal verzögert oder sogar abgefälscht. Mit herkömmlichen Honvorrichtungen mit Luftmessdüsen wurde daher dynamisch bedingt ein Mittelwert des Öffnungsdurchmessers gemessen, wobei über den Umfang und die axiale Erstreckung der Öffnung gemittelt wurde. Weiterhin wurde die Amplitude des Messignals, welche einem realen lokalen Bohrungsdurchmesser zugeordnet werden kann, bei einer dynamischen Bewegung der Messdüse verfälscht. Eine Ermittlung des lokalen Durchmessers mit Auflösung in axialer Richtung war mit herkömmlichen Systemen während der Honbearbeitung nicht oder allenfalls mit reduzierten, nicht serienfähigen Axialgeschwindigkeiten möglich. Beispielsweise durch die kompressible Natur des bei pneumatischen Messungen verwendeten Gases ließ sich bei den herkömmlichen Vorrichtungen keine Zuordnung zwischen zeitlichem Eingang der Messsignale und einer Position in der Werkstücköffnung ermitteln.
  • Wenn der Signalwandler an der Gelenkstange angeordnet ist, hat dies den Vorteil, dass er außerhalb der zu bearbeitenden Werkstückbohrung/öffnung jedoch nah an der Werkstücköffnung angeordnet ist, sodass die Leitungslänge und daher die Trägheit des pneumatischen Messsignals gering ist. Es kann von Vorteil sein, den Signalwandler möglichst im Bereich des Gelenks (also nahe an dem Gelenk) der Gelenksstange, mit dem diese mit dem Honwerkzeug verbunden ist, anzuordnen. Der Signalwandler kann am Honwerkzeug selbst angeordnet sein, um einen möglichst kurzen Weg des pneumatischen Signals von der Messdüse zum Signalwandler zu erreichen. Eine Anordnung am Honwerkzeug selbst erfordert jedoch zusätzliche Abschirmungsmaßnahmen für den Signalwandler, da dieser sich bei der Honbearbeitung in einem Bereich befindet, indem er Kühlschmiermittel ausgesetzt ist. Jedoch wird die Messgenauigkeit durch Anordnung in diesem Bereich maximiert, was je nach Genauigkeitsanforderungen wünschenswert sein kann. Es kann auch vorteilhaft sein, den Signalwandler an der Spindel anzuordnen. Bspw. kann er im Bereich der Spindel um das Gelenk, mit dem die Spindel mit der Gelenkstange gekoppelt ist, angeordnet sein. Hierdurch wird der Signalwandler durch Stellungsänderungen der Gelenkstange nicht beeinflusst.
  • Der Signalwandler kann kabelgebunden oder kabellos die Messsignale an eine Steuereinheit kommunizieren. Die Steuereinheit wiederum kann die Messsignale nutzen, um das elektromechanische Zustellsystem und/oder die Hubbewegung entsprechend anzusteuern.
  • Das Honwerkzeug kann wenigstens 2 Luftmessdüsen umfassen. Wenn 2 Luftmessdüsen vorgesehen sind, können diese sich diametral gegenüberliegend angeordnet sein. Es können auch wenigstens 3 Luftmessdüsen vorgesehen sein. Mehrere Luftmessdüsen können gleichmäßig um den Umfang des Honwerkzeugs verteilt angeordnet sein. Die Messgenauigkeit kann hierdurch erhöht werden. Einzelne lokale Rundheitsfehler werden dadurch nivelliert. Die Luftmessdüsen können in einer Ebene, also auf axial gleicher Höhe angeordnet sein. Es können Luftmessdüsen an unterschiedlichen axialen Positionen vorgesehen sein. Es können alle angeordneten Messdüsen einer gemeinsamen Auswertung zugeführt werden, wodurch ein Messwert entsteht. Das pneumatische Signal kann also gemittelt werden bevor es in ein elektrisches Signal gewandelt wird. Hierzu kann die Leitungsführung und/oder der Signalwandler entsprechend ausgebildet sein. Die Messungen einzelner Messdüsen können auch separat voneinander ausgewertet werden. Werden die Messungen einzelner Messdüsen bzw. Messdüsenpaare separat voneinander ausgewertet, sind gleichzeitig Durchmessermaße an unterschiedlichen Orten der Bohrung verfügbar.
  • Honsteine der Honelemente können eine Erstreckung in der Axialrichtung aufweisen, die geringer ist als ein Bearbeitungsradius des Honwerkzeugs. Insbesondere kann die axiale Erstreckung geringer als 70%, insbesondere 50%, insbesondere 33% des Bearbeitungsradius des Honwerkzeugs sein. Mit Bearbeitungsradius des Honwerkzeugs ist der Radius der Honsteine im maximal nach radial außen zugestellten Zustand gemeint.
  • Die Honleisten können eine minimale Länge von 10mm, insbesondere 12mm, insbesondere 15mm aufweisen. Eine Mindestlänge führt zu einer Mindeststandzeit, wobei die genannte Längenangabe einen großtechnischen Einsatz der Vorrichtung bzw. eine Anwendung des Verfahrens ermöglicht.
  • Für die Schaffung von bauchigen Zielformen lässt sich eine Formänderungslänge definieren, als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn der Durchmessererweiterung beginnt und beim Ende der Durchmesserverringerung endet. Die verwendeten Honsteine (bzw. der mit Schneidbelag bestückte Bereich) weisen in diesem Fall vorzugweise eine Länge (axiale Erstreckung) von höchstens 70% der Formänderungslänge, insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Formänderungslänge auf. Hierdurch kann die gewünschte Kontur sicher geschaffen werden.
  • Für die Schaffung von sich zu einem Öffnungsende hin aufweitenden Zielformen, bei denen der sich aufweitende Bereich in das Öffnungsende mündet, lässt sich eine Aufweitungslänge definieren, als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn der Durchmessererweiterung beginnt und beim Ende der Durchmessererweiterung bzw. dem Ende der Bohrung endet. Die verwendeten Honsteine, bzw. der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente, weist vorzugweise eine Länge (axiale Erstreckung) von höchstens 70% der Aufweitungslänge, insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Aufweitungslänge auf. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass mit einem Überlauf gehont wird, dass also die Honleisten an dem Ende der Durchmessererweiterung aus der Öffnung hinausfahren. Der Überlauf kann zwischen 10% und 90% der Länge der Honsteine betragen.
  • Für die Schaffung von flaschenartigen Zielformen, also von Zielformen die einen kreiszylindrischen ersten Abschnitt mit einem ersten konstanten Durchmesser und einen kreiszylindrischen zweiten Abschnitt mit einem zweiten größeren konstanten Durchmesser aufweisen, die über einen Übergangsabschnitt, der einen sich aufweitenden Durchmesser umfasst, verbunden sind, Lässt sich eine Flaschenbauchlänge definieren als die Summe der Länge des zweiten Abschnitts mit dem zweiten größeren konstanten Durchmesser und der Länge des Übergangsabschnitts. Die verwendeten Honsteine, bzw. der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente, weist vorzugweise eine Länge (axiale Erstreckung) von höchstens 90% der Flaschenbauchlänge, insbesondere 80%, insbesondere 60%, insbesondere 50% der Flaschenbauchlänge auf. Dabei kann weiter vorgesehen sein, dass mit einem Überlauf gehont wird, dass also die Honleisten an dem Ende der Durchmessererweiterung aus der Öffnung hinausfahren. Der Überlauf kann zwischen 10% und 90% der Länge der Honsteine betragen.
  • Das Zustellsystem kann einen elektromechanischen Motor umfassen. Der elektromechanische Motor kann über einen Schlitz in der Spindel mit einer in der Spindel verlaufenden Zustellstange eines Zustellsystems der Honvorrichtung gekoppelt sein. Das Zustellsystem kann bspw. vorsehen, dass der elektromechanische Motor eine Gewindeschnecke in Rotation versetzen kann, welche mit einem entsprechenden gewindetragenden Gegenstück in Eingriff steht. Das gewindetragende Gegenstück kann bspw. in axialer Richtung mit der Zustellstange bewegungsgekoppelt sein, jedoch gegenüber dieser über eine entsprechende Lagerung rotierbar sein. Das Zustellsystem ist, bspw. über eine Steuereinheit, mit dem Signalwandler gekoppelt. Das Zustellsystem kann mit hoher Zustelldynamik die Zustellkraft der Honelemente in Abhängigkeit von den Messsignalen variieren.
  • Die einzelnen Honelemente können miteinander unverbunden sein, also einzeln bewegbar. Es kann vorgesehen sein, dass alle Honelemente des Honwerkzeugs mittels eines gemeinsamen Zustellkonus radial zustellbar sind. Je Honelement kann jeweils ein Honstein vorhanden sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Honelement mehrere Honsteine umfasst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung, wird diese durch einen formgebenden Honbearbeitungsschritt von einer Ausgangsform in eine Zielform überführt. Die Ausgangsform und die Zielform unterscheiden sich derart in ihrer Form, dass an wenigstens 2 Stellen der Werkstücköffnung eine voneinander unterschiedliche Durchmesserdifferenz zwischen der Ausgangsform und der Zielform vorliegt. Die formgebende Honbearbeitung zur Veränderung der Werkstücköffnung von der Ausgangsform in die Zielform wird unter Verwendung einer Honvorrichtung, wie sie in dieser Anmeldung beschrieben ist, durchgeführt. Die Honelemente zur Erzeugung der unterschiedlichen Durchmesserdifferenzen werden mit lokal unterschiedlicher Kraft gegen die zu bearbeitende Öffnungswand zugestellt. An unterschiedlichen axialen Positionen werden die Honelemente also mit unterschiedlicher Kraft gegen die Öffnungswand gedrängt. Die Zustellkraft variiert also über die Hub- bzw. Senkbewegung des Honwerkzeugs hinweg. Während der formgebenden Honbearbeitung werden Messsignale mittels der Messeinrichtung erfasst, die den lokalen Durchmesser der Werkstücköffnung charakterisieren. Die Kraft, mit der die Honelemente gegen die zu bearbeitende Öffnungswand zugestellt werden, wird während der Honbearbeitung in Abhängigkeit von den während der Honbearbeitung erfassten Messsignalen angepasst. Die Kraft, mit der die Honelemente gegen die zu bearbeitende Öffnungswand zugestellt werden, die Zustellkraft, variiert also abhängig von den Messignalen. Die Zustellkraft wird also nicht nur in einer vorab festgelegten Art und Weise abhängig von der axialen Position des Honwerkzeugs in der Werkstücköffnung gesteuert variiert, sondern es werden bei der Bestimmung der jeweils anzuwendenden Zustellkraft die während der Honbearbeitung erfassten Messsignale berücksichtigt.
  • Die Zustellkraft kann an einer jeweiligen axialen Position über die Dauer der Bearbeitung konstant gehalten werden. es ist aber auch möglich, dass die Zustellkraft an einer jeweiligen axialen Position über die Zeit variiert. Typischerweise wird die Zustellkraft an einer jeweiligen axialen Position reduziert, um bei Annährung an die Zielform einen geringeren Materialabtrag zu erreichen und damit genauer an die Zielform heranzukommen.
  • Die lokale Zustellkraft kann also basierend auf der momentanen Position des Honwerkzeugs, der Zielform und den jeweils erfassten Messsignalen bestimmt und eingestellt werden. Die Messsignale charakterisieren dabei den jeweiligen momentanen Zustand bzw. Durchmesser der Werkstücköffnung. Herkömmliche Honverfahren haben entweder eine vorab ermittelte Form der Öffnung oder eine Annahme über die Form zugrunde gelegt und basierend darauf einen Ablauf der Honbearbeitung festgelegt.
  • Die Zustellkraft kann aufgrund der inprozess-ermittelten momentanen Ist-form (charakterisiert durch die Messsignale) und dem sofortigen Vergleich mit der Zielform dynamisch an den Abtrag angepasst werden, der noch lokal zum Erreichen der Zielform erforderlich ist.
  • Vor Beginn der formgebenden Honbearbeitung kann die Ausgangsform der Werkstücköffnung mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand haben, der mit dem Honwerkzeug der Honvorrichtung durchgeführt wird, erfasst oder geprüft werden. Ein separater Messhub kann mit erhöhter Genauigkeit durchgeführt werden. Durch die Verwendung des Honwerkzeugs selbst kann dies zeitsparend und effizient durchgeführt werden. Der Messhub kann rotierend (mit rotierendem Honwerkzeug) durchgeführt werden. Ein rotierender Messhub kann für genauere Messungen sorgen. Bspw. kann der Messhub mit Rotationsgeschwindigkeiten von mehr als 200 1/min durchgeführt werden. Eine etwaige umlaufende Maßschwankung kann dadurch vermittelt bzw. herausgemittelt werden.
  • Nach Abschluss der formgebenden Honbearbeitung kann die Form der Werkstücköffnung mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand haben, der mit dem Honwerkzeug der Honvorrichtung durchgeführt wird, erfasst oder geprüft wird. Es kann ein Vergleich mit der angestrebten Zielform vorgenommen werden.
  • Die formgebende Honbearbeitung kann einen Honschritt mit sich verändernder Hublänge umfassen, wobei ein Honschritt mit über die Öffnungslänge variierender Anpresskraft der Honelemente auf den Honschritt mit sich verändernder Hublänge zeitlich nachfolgt. In dem Honschritt mit sich verändernder Hublänge kann die Zustellkraft konstant gehalten werden oder zusätzlich noch über die je Hub bearbeiteten Länge variiert werden.
  • Eine erste Vorbearbeitung kann durch die Bearbeitung mit verändernder Hublänge erfolgen und die finale Formgebung durch die Bearbeitung mit über die Öffnungslänge variierender Anpresskraft. Die Bearbeitung mit verändernder Hublänge kann also Teil der formgebenden Bearbeitung sein. Die Zielform kann entlang einer bearbeiteten Länge der Werkstücköffnung wenigstens einen Bereich umfassen, der einen größeren oder kleineren Durchmesser aufweist als jeweils ein in axial Richtung davor und dahinterliegender Bereich. Die Zielform kann also bspw. bauchig ausgebildet sein. Die Zielform kann auch eine lokale Taillierung umfassen. Derartige Formen sind besonders vorteilhaft mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens fertigbar, da dieses ein präzise Schaffung lokal variabler Durchmesser ermöglicht.
  • Die Zielform kann einen zylindrischen Bereich und einen sich konisch aufweitenden Bereich umfassen. Die Zielform kann einen weiteren zylindrischen Bereich mit größerem Durchmesser als der andere zylindrische Bereich umfassen. Der konische Bereich kann in axialer Richtung zwischen den zylindrischen Bereichen liegen. Der konische Bereich kann den Übergang zwischen den beiden zylindrischen Bereichen bilden.
  • Die Zielform kann kreiszylindrisch ausgebildet sein und die Ausgangsform von einer Kreiszylinderform abweichen. In den einzelnen axialen Ebenen haben die Zielformen einen kreisförmigen Querschnitt, der Durchmesser der einzelnen Querschnitte kann sich jedoch über die Länge der Öffnung ändern. Wichtige Zielformen im Sinne der vorliegenden Erfindung können Formen sein, bei denen der Durchmesser der jeweiligen Kreisquerschnitte über die Länge zunimmt, jedoch in Längsrichtung nicht wieder abnimmt. Diese können auch als rein aufweitende Formen bezeichnet werden. Wichtige Zielformen können auch Formen sein, die als bauchige Formen bezeichnet werden können. Bei derartigen Formen ist vorgesehen, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem der Durchmesser der jeweiligen Kreisquerschnitte über die Länge zunächst zunehmen und in axialer Richtung folgend ein Bereich vorgesehen ist, in dem der Durchmesser der Kreisquerschnitte in axialer Richtung sich wieder verringert. Wichtige Zielformen können auch Formen sein, die als tailiierte Formen bezeichnet werden können. Bei derartigen Formen ist vorgesehen, dass ein Bereich vorhanden ist, in dem der Durchmesser der jeweiligen Kreisquerschnitte über die Länge zunächst abnimmt und in axialer Richtung folgend ein Bereich vorgesehen ist, in dem der Durchmesser der Kreisquerschnitte in axialer Richtung sich wieder vergrößert. nimmt
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher beschrieben, wobei gleiche oder funktional gleiche Elemente ggf. lediglich einmal mit Bezugszeichen versehen sind.
  • Es zeigen:
  • Figur 1
    zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
    Figur 2
    einen Teil eines Zustellsystems der Vorrichtung aus Figur 1;
    Figur 3
    eine herkömmliche Honbearbeitung einer Bohrung;
    Figur 4
    eine Korrektur einer bauchigen Ausgangsform;
    Figur 5
    eine Schaffung einer bauchigen Zielform;
    Figur 6
    eine Schaffung einer flaschenähnlichen Zielform; und
    Figur 7
    ein Honwerkzeug
    Figur 8
    eine Illustration einer Schaffung einer bauchigen Zielform;
    Figur 9
    eine Illustration einer Schaffung einer flaschenähnlichen Zielform;
    Figur 10
    eine Schaffung einer sich zu einem Öffnungsende hin aufweitenden Zielform; und
    Figur 11
    zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Figur 1 zeigt eine Honvorrichtung 10 zur Bearbeitung einer Werkstücköffnung 24.
  • Die Honvorrichtung 10 umfasst ein Honwerkzeug 12 mit mehreren um den Umfang des Honwerkzeugs 12 verteilt angeordneten radial zustellbaren Honelementen 14. Die Honelemente 14 umfassen Honsteine 32 und eine Unterkonstruktion 34. Die Honvorrichtung 10 umfasst weiter eine Gelenkstange 16, und eine Spindel 18, wobei das Honwerkzeug 12 über die Gelenkstange 16 gelenkig mit der Spindel 18 gekoppelt ist. Die gelenkige Kopplung ist vorliegend über ein erstes Schwenkgelenk 36 und ein zweites Schwenkgelenk 38 gebildet. Die Schwenkgelenke 36, 38 bilden an den Enden der Gelenkstange 16 die Verbindung zur Spindel 18 und zum Honwerkzeug 12, wobei die Spindel 18 ausgelegt ist, um mittels einer Antriebseinheit 20 in eine oszillatorische Translationsbewegung mit überlagerter Rotationsbewegung gegenüber einem Werkstück 22 versetzt zu werden
  • Die Honvorrichtung 10 umfasst weiter eine Messeinrichtung 26 zur Messung des Durchmessers der Werkstücköffnung 24. Die Messeinrichtung 26 umfasst mehrere an dem Honwerkzeug 12 angeordnete Luftmessdüsen 28. Die jeweilige Luftmessdüse 28 ist in einer Luftmessleiste 30 angeordnet, die zwischen zwei Honelementen 14 angeordnet ist. Die Luftmessdüsen 28 werden über Druckluftleitungen 40 mit Druckluft gespeist.
  • Die Honvorrichtung 10 umfasst weiter ein elektromechanisches Zustellsystem 42 (Figur 2), über welches die Honelemente 14 in radialer Richtung R zustellbar sind. Das Zustellsystem 42 umfasst eine Kraftmesseinheit 44 und ist ausgebildet, um die Honelemente 14 mit einer vorgebbaren Kraft gegen eine Öffnungswand 52 der zu bearbeitenden Werkstücköffnung 24 zuzustellen.
  • Die Honvorrichtung 10 umfasst einen Signalwandler 54, der ausgebildet ist, um ein über die Luftmessdüse 28 erfasstes pneumatisches Messsignal in ein elektrisches Signal zu wandeln, wobei der Signalwandler 54 an der Honvorrichtung 10 angeordnet ist. Vorliegend ist der Signalwandler 54 an der Gelenkstange 16 angeordnet. Er kann auch an dem Honwerkzeug 12 angeordnet sein. Er kann auch an der Spindel 18, vorzugsweise im Bereich des Gelenks 36 angeordnet sein.
  • Der Signalwandler 54 kann kabelgebunden oder, wie vorliegend illustriert, kabellos die Messsignale an eine Steuereinheit 56 kommunizieren. Die Steuereinheit 56 wiederum kann die Messsignale nutzen, um das elektromechanische Zustellsystem 42 entsprechend anzusteuern.
  • Die Honsteine 32 der Honelemente 14 weisen eine Erstreckung 66 in einer Axialrichtung A auf, die in Fig. 7 dargestellt ist. Die Erstreckung 66 kann wie im Beispiel von Figur 1 geringer als ein Bearbeitungsradius 68 des Honwerkzeugs 12 sein.
  • Das Zustellsystem 42 umfasst einen elektromechanischen Motor 46, insbesondere der über einen Schlitz 48 in der Spindel 18 mit einer in der Spindel 18 verlaufenden Zustellstange 50 eines Zustellsystems 42 der Honvorrichtung 10 gekoppelt ist, was in Figur 2 gezeigt ist.
  • Der elektromechanische Motor 46 kann eine Gewindeschnecke 43 in Rotation versetzen, welche mit einem entsprechenden gewindetragenden Gegenstück 41 in Eingriff steht. Das gewindetragenden Gegenstück 41 ist im vorliegenden Beispiel in axialer Richtung A mit der Zustellstange 50 bewegungsgekoppelt, jedoch gegenüber dieser über eine entsprechende Lagerung 58 rotierbar.
  • Die einzelnen Honelemente 14 sind miteinander unverbunden. Und wie im Beispiel von Fig. 7 gezeigt können alle Honelemente 14 des Honwerkzeugs 12 mittels eines gemeinsamen Zustellkonus 70 radial zustellbar sein.
  • Es kann je Honelement 14 jeweils ein Honstein 32 vorhanden sein.
  • In Figur 3 ist eine klassische Honbearbeitung illustriert. Eine Ausgangsform 60 und eine Zielform 62 sind beide kreiszylindrisch. Die Kraft F mit der die Honelemente 14 bzw. Honsteine 32 bei dieser Bearbeitung gegen die Wand 52 der Werkstücköffnung 24 gedrängt werden ist über die axiale Länge und die Dauer der Bearbeitung konstant, da auch der gewünschte Materialabtrag an allen Stellen der Bohrung nominell konstant ist.
  • In Figur 4 ist eine erfindungsgemäße Honbearbeitung illustriert. Die verwendete Zustellkraft F variiert über die axiale Erstreckung der Öffnung 24. Mittels des Pfeils mit dem Bezugszeichen t ist illustriert, dass die verwendete Kraft F auch über die Zeit variiert. Im Beispiel von Figur 4 wird eine bauchige Ausgangsform 60 in eine kreiszylindrische Zielform 62 überführt. Die Zustellkraft wird an den Stellen der Bohrung dynamisch minimiert (hier in der Mitte der Bohrung), an denen bereits der Zieldurchmesser vorhanden ist.
  • In Figur 5 ist eine erfindungsgemäße Honbearbeitung illustriert bei der eine kreiszylindrische Ausgangsform 60 in eine bauchige Zielform 62 überführt wird. Die verwendete Kraft F variiert über die axiale Erstreckung der Öffnung 24. Mittels des Pfeils mit dem Bezugszeichen t ist illustriert, dass die verwendete Kraft F auch über die Zeit variiert. Die Zustellkraft wird an den Stellen der Bohrung dynamisch maximiert (hier in der Mitte der Bohrung), an denen am meisten Material abgetragen werden muss, um die Zielform zu erreichen.
  • Im Beispiel von Figur 6 wird eine kreiszylindrische Ausgangsform 60 in eine flaschenähnliche Zielform 62 überführt. Die flaschenähnliche Zielform 62 umfasst zwei kreiszylindrische Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern, die über einen im Wesentlichen konischen Abschnitt verbunden sind. Im oberen kreiszylindrischen Abschnitt ist die Zustellkraft gering, da hier auch der erforderliche Materialabtrag gering ist. Im unteren kreiszylindrischen Abschnitt ist die Zustellkraft hoch.
  • Bei den Beispielen aus Figur 4, 5 und 6 weisen die Ausgangsform 60 und die Zielform 62 jeweils an wenigstens 2 Stellen der Werkstücköffnung 24 eine voneinander unterschiedliche Durchmesserdifferenz zwischen der Ausgangsform 60 und der Zielform 62 auf.
  • Die formgebende Honbearbeitung zur Veränderung der Werkstücköffnung 24 von der Ausgangsform 60 in die Zielform 62 erfolgt jeweils unter Verwendung einer Honvorrichtung 10 wie sie bspw. in Figur 1 illustriert ist.
  • Während der Honbearbeitung werden Messsignale mittels der Messeinrichtung 26 erfasst, die den lokalen Durchmesser der Werkstücköffnung 24 charakterisieren, und die Kraft mit der die Honelemente 14 gegen die zu bearbeitende Öffnungswand 52 zugestellt werden, wird während der Honbearbeitung in Abhängigkeit von den während der Honbearbeitung erfassten Messsignalen angepasst, um die Zielform zu erreichen.
  • Vor Beginn der formgebenden Honbearbeitung ist die Ausgangsform 60 der Werkstücköffnung 24 mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente 14 keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand hatten und der mit dem Honwerkzeug 12 der Honvorrichtung 10 durchgeführt wurde erfasst worden.
  • Nach Abschluss der formgebenden Honbearbeitung wird die Form der Werkstücköffnung 24 mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente 14 keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand haben und der mit dem Honwerkzeug 12 der Honvorrichtung 10 durchgeführt wird, geprüft.
  • Die Öffnungen 24 sind in den Figuren 8 bis 10 im Schnitt und halbiert dargestellt.
  • Figur 8 zeigt eine Illustration einer Schaffung einer bauchigen Zielform 62. Bei dem illustrierten Verfahren wird also eine bauchige Zielform 62 geschaffen und eine Formänderungslänge 100 ist definiert ist, als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn einer Durchmessererweiterung 104 beginnt und beim Ende der Durchmesserverringerung 106 endet. Die Formänderungslänge 100 ist gewöhnlich kleiner als eine Öffnungslänge 102 (Länge der bearbeiteten Öffnung) kann sich aber auch über die gesamte Öffnungslänge 102 erstrecken.
  • Ein mit Schneidbelag bestückter Bereich der Honelemente weist die Erstreckung 66 auf, die bei einer derartigen Bearbeitung insbesondere höchstens 70% der Formänderungslänge, insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Formänderungslänge beträgt.
  • Figur 9 zeigt eine Illustration einer Schaffung einer flaschenähnlichen Zielform 62. Bei dem illustrierten Verfahren wird also eine flaschenartige Zielform 62 geschaffen, die einen kreiszylindrischen ersten Abschnitt 110 mit einem ersten konstanten Durchmesser und einen kreiszylindrischen zweiten Abschnitt 112 mit einem zweiten, größeren konstanten Durchmesser aufweist, die über einen Übergangsabschnitt 114, der einen sich aufweitenden Durchmesser umfasst, verbunden sind. Eine Flaschenbauchlänge 108 ist definiert als die Summe der Länge des zweiten Abschnitts 112 mit dem zweiten, größeren konstanten Durchmesser und der Länge des Übergangsabschnitts 114. Der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente kann dabei insbesondere eine axiale Erstreckung 66 von höchstens 90% der Flaschenbauchlänge 108, insbesondere 80%, insbesondere 60%, insbesondere 50% der Flaschenbauchlänge aufweisen. Es kann insbesondere mit einem Überlauf gehont werden, bei dem die Honleisten an dem Ende der Durchmessererweiterung aus der Öffnung hinausfahren. Insbesondere kann der Überlauf zwischen 10% und 90%, insbesondere 20% bis 80%, insbesondere 30% bis 70%, der Länge des mit Schneidbelag bestückten Bereichs 66 der Honelemente betragen.
  • Figur 10 zeigt eine Illustration einer Schaffung einer sich zu einem Öffnungsende 122 hin aufweitenden Zielform. Bei dem illustrierten Verfahren wird also eine sich zu einem Öffnungsende 122 hin aufweitenden Zielform 62 geschaffen. Bei der Zielform 62 mündet der sich aufweitende Bereich 120 in das Öffnungsende 122. Eine Aufweitungslänge 124 ist definiert als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn einer Durchmessererweiterung bzw. des sich aufweitenden Bereichs 120 beginnt und beim Ende der Öffnung 122 in die die Durchmessererweiterung 120 mündet, endet. Der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente kann insbesondere eine axiale Erstreckung 66 von höchstens 70% der Aufweitungslänge 124, insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Aufweitungslänge 124 aufweisen. Insbesondere kann mit einem Überlauf gehont werden. Die Honelemente können also an dem Ende der
    Durchmessererweiterung 120 aus der Öffnung 24 hinausfahren, insbesondere wobei der Überlauf zwischen 10% und 90% (10% bis 90% des mit Schneidbelag bestückten Bereichs fahren aus der Öffnung 24 aus), insbesondere zwischen 20% bis 80%, insbesondere zwischen 30% bis 70%, der Länge (Erstreckung 66) des mit Schneidbelag bestückten Bereichs der Honelemente 14 beträgt.
  • Figur 11 zeigt eine Honvorrichtung 10 zur Bearbeitung einer Werkstücköffnung 24. Die Honvorrichtung 10 in Figur 11 umfasst ein Honwerkzeug 12 und eine Spindel 18 die ähnlich denen aus Figur 1 ausgebildet sind. Die Honvorrichtung 10 umfasst statt einer Gelenkstange 16 eine Kopplungsstange 130, wobei das Honwerkzeug 12 über die Kopplungsstange 130 starr mit der Spindel 18 gekoppelt ist. Die Kopplungsstange 130 ist hierzu über starre Kopplungseinrichtungen 136 und 138 mit Spindel 18 und Honwerkzeug 12 verbunden.

Claims (15)

  1. Honvorrichtung (10) zur Bearbeitung einer Werkstücköffnung (24) umfassend ein Honwerkzeug (12) mit mehreren um den Umfang des Honwerkzeugs (12) verteilt angeordneten radial zustellbaren Honelementen (14), eine Gelenkstange (16) oder eine Kopplungsstange (130), und eine Spindel (18), wobei das Honwerkzeug (12) entweder über die Gelenkstange (16) gelenkig mit der Spindel (18) gekoppelt ist oder über die Kopplungsstange (130) starr mit der Spindel (18) gekoppelt ist, wobei die Spindel (18) ausgelegt ist, um mittels einer Antriebseinheit (20) derart angetrieben zu werden, dass die Honvorrichtung (10) in eine oszillatorische Translationsbewegung mit überlagerter Rotationsbewegung gegenüber einem Werkstück (22) versetzt wird,
    wobei die Honvorrichtung (10) eine Messeinrichtung (26) zur Messung des Durchmessers der Werkstücköffnung (24) mit wenigstens einer an dem Honwerkzeug (12) angeordneten Luftmessdüse (28) umfasst,
    wobei die Honvorrichtung (10) weiter ein elektromechanisches Zustellsystem (42) umfasst, über welches die Honelemente (14) in radialer Richtung (R) zustellbar sind, wobei das Zustellsystem (42) eine Kraftmesseinheit (44) umfasst und ausgebildet ist, um die Honelemente (14) mit einer vorgebbaren Kraft (F) gegen eine Öffnungswand (52) der zu bearbeitenden Werkstücköffnung (24) zuzustellen,
    sowie einen Signalwandler (54), der ausgebildet ist, um ein über die Luftmessdüse (28) erfasstes pneumatisches Messsignal in ein elektrisches Signal zu wandeln, wobei der Signalwandler (54) an der Honvorrichtung (10) angeordnet ist, insbesondere an der Gelenkstange (16) oder der Kopplungsstange oder an dem Honwerkzeug (12).
  2. Honvorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Honwerkzeug (12) wenigstens 2, insbesondere sich diametral gegenüberliegend angeordnete, insbesondere wenigstens 3, insbesondere gleichmäßig um Umfang des Honwerkzeugs (12) verteilt angeordnete, Luftmessdüsen (28) umfasst.
  3. Honvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei Honsteine (32) der Honelemente (14) eine Erstreckung (66) in einer Axialrichtung (A) aufweisen, die geringer ist als ein Bearbeitungsradius (68) des Honwerkzeugs (12), insbesondere geringer als 70%, insbesondere 50%, insbesondere 33% des Bearbeitungsradius (68) des Honwerkzeugs (12).
  4. Honvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Zustellsystem (42) einen elektromechanischen Motor (46) umfasst, insbesondere der über einen Schlitz (48) in der Spindel (18) mit einer in der Spindel (18) verlaufenden Zustellstange (50) eines Zustellsystems (42) der Honvorrichtung (10) gekoppelt ist.
  5. Honvorrichtung (10) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die einzelnen Honelemente (14) miteinander unverbunden sind, insbesondere wobei alle Honelemente (14) des Honwerkzeugs (12) mittels eines gemeinsamen Zustellkonus (70) radial zustellbar sind, insbesondere wobei je Honelement (14) jeweils ein Honstein (32) vorhanden ist.
  6. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) von einer Ausgangsform (60) in eine Zielform (62), wobei die Ausgangsform (60) und die Zielform (62) sich derart in ihrer Form unterscheiden, dass an wenigstens 2 Stellen der Werkstücköffnung (24) eine voneinander unterschiedliche Durchmesserdifferenz zwischen der Ausgangsform (60) und der Zielform (62) vorliegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine formgebende Honbearbeitung zur Veränderung der Werkstücköffnung (24) von der Ausgangsform (60) in die Zielform (62) unter Verwendung einer Honvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche erfolgt, wobei die Honelemente (14) zur Erzeugung der unterschiedlichen Durchmesserdifferenzen mit lokal unterschiedlicher Kraft gegen die zu bearbeitende Öffnungswand (52) zugestellt werden und während der Honbearbeitung Messsignale mittels der Messeinrichtung (26) erfasst werden, die den lokalen Durchmesser der Werkstücköffnung (24) charakterisieren, und die Kraft mit der die Honelemente (14) gegen die zu bearbeitende Öffnungswand (52) zugestellt werden, während der Honbearbeitung in Abhängigkeit von den während der Honbearbeitung erfassten Messsignalen angepasst wird.
  7. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach Anspruch 6, wobei vor Beginn der formgebenden Honbearbeitung die Ausgangsform (60) der Werkstücköffnung (24) mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente (14) keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand haben, der mit dem Honwerkzeug (12) der Honvorrichtung (10) durchgeführt wird, erfasst oder geprüft wird.
  8. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach Anspruch 6 oder 7, wobei nach Abschluss der formgebenden Honbearbeitung die Form der Werkstücköffnung (24) mittels eines Messhubs, in dem die Honelemente (14) keinen materialabtragenden Kontakt mit der Bohrungswand haben, der mit dem Honwerkzeug (12) der Honvorrichtung (10) durchgeführt wird, erfasst oder geprüft wird.
  9. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die formgebende Honbearbeitung einen Honschritt mit sich verändernder Hublänge umfasst, wobei ein Honschritt mit über die Öffnungslänge variierender Anpresskraft der Honelemente (14) auf den Honschritt mit sich verändernder Hublänge zeitlich nachfolgt.
  10. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Zielform (62) entlang einer bearbeiteten Länge der Werkstücköffnung (24) wenigstens einen Bereich umfasst, der einen größeren oder kleineren Durchmesser aufweist als jeweils ein in axial Richtung davor und dahinterliegender Bereich.
  11. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Zielform (62) einen zylindrischen Bereich und einen sich konisch aufweitenden Bereich umfasst, insbesondere wobei die Zielform (62) einen weiteren zylindrischen Bereich mit größerem Durchmesser als der andere zylindrische Bereich umfasst und wobei der konische Bereich in axialer Richtung zwischen den zylindrischen Bereichen liegt.
  12. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Zielform (62) kreiszylindrisch ausgebildet ist und die Ausgangsform (60) von einer Kreiszylinderform abweicht.
  13. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine bauchige Zielform (62) geschaffen wird und eine Formänderungslänge (100) definiert ist, als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn einer Durchmessererweiterung (104) beginnt und beim Ende einer Durchmesserverringerung (106) endet, vorzugsweise wobei der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente (14) eine axiale Erstreckung (66) von höchstens 70% der Formänderungslänge (100), insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Formänderungslänge (100) aufweist.
  14. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine sich zu einem Öffnungsende (122) hin aufweitenden Zielform (62) geschaffen wird, bei der der sich aufweitende Bereich (120) in das Öffnungsende (122) mündet und eine Aufweitungslänge (124) definiert ist als die Länge entlang der axialen Erstreckung die bei Beginn einer Durchmessererweiterung (120) beginnt und beim Öffnungsende (122) in die die Durchmessererweiterung (120) mündet, endet, vorzugsweise wobei der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente (14) eine axiale Erstreckung (66) von höchstens 70% der Aufweitungslänge (124), insbesondere 60%, insbesondere 50%, insbesondere 40% der Aufweitungslänge (124) aufweist, insbesondere wobei mit einem Überlauf gehont wird, also die Honelemente (14) an dem Ende der Durchmessererweiterung (120) aus der Öffnung (24) hinausfahren, insbesondere wobei der Überlauf zwischen 10% und 90% der axialen Erstreckung (66) des mit Schneidbelag bestückten Bereichs der Honelemente beträgt.
  15. Verfahren zur Honbearbeitung einer Werkstücköffnung (24) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine flaschenartige Zielform (62) geschaffen wird, die einen kreiszylindrischen ersten Abschnitt (110) mit einem ersten konstanten Durchmesser und einen kreiszylindrischen zweiten Abschnitt (112) mit einem zweiten, größeren konstanten Durchmesser aufweist, die über einen Übergangsabschnitt (114), der einen sich aufweitenden Durchmesser umfasst, verbunden sind, wobei eine Flaschenbauchlänge (108) definiert ist als die Summe der Länge des zweiten Abschnitts (112) mit dem zweiten, größeren konstanten Durchmesser und der Länge des Übergangsabschnitts (114), insbesondere wobei der mit Schneidbelag bestückte Bereich der Honelemente (14) eine axiale Erstreckung (66) von höchstens 90% der Flaschenbauchlänge (108), insbesondere 80%, insbesondere 60%, insbesondere 50% der Flaschenbauchlänge (108) aufweist, insbesondere wobei mit einem Überlauf gehont wird, bei dem die Honelemente an dem Ende des kreiszylindrischen zweiten Abschnitts (112) aus der Öffnung (24) hinausfahren, insbesondere wobei der Überlauf zwischen 10% und 90% der Erstreckung (66) des mit Schneidbelag bestückten Bereichs der Honelemente (14) beträgt.
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