EP4054800A1

EP4054800A1 - Honwerkzeug und verfahren zur bearbeitung eines lagerteils

Info

Publication number: EP4054800A1
Application number: EP20799978.0A
Authority: EP
Inventors: R Naga Bhushanam Vindula; Deepak Aghav; Viraj JOSHI; Vijay Anand Rajkishore; Harish Shah
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-09-14
Anticipated expiration: 2040-10-06
Also published as: WO2021089082A1; KR102716015B1; KR20220054423A; JP2023500139A; DE102019129874A1; EP4054800B1; US20220371150A1; EP4054800C0; JP7354439B2; CN114401821A

Abstract

Ein Honwerkzeug (3), insbesondere zur Bearbeitung eines Lagerteils, umfasst einen Honsteinhalter (7), in welchem ein sich verzweigender Schmiermittelkanal (16) angeordnet ist, welcher einen ersten, geraden Abschnitt (17), zwei mit diesem verbundene, gegenüber diesem schräg gestellte Abschnitte (23, 24), sowie zwei an diese Abschnitte (23, 24) anschließende Übergangsabschnitte (27, 28) aufweist, die in einer vom ersten Abschnitt (17) parallel beabstandeten Ebene angeordnet sind, wobei von den Übergangsabschnitten (27, 28) offene Endabschnitte (31, 32) ausgehen, die auf eine Ebene gerichtet sind, welche parallel zur vorgenannten Ebene angeordnet ist, und in welcher der erste Abschnitt (17) des Schmiermittelkanals (16) liegt.

Description

Honwerkzeuq und Verfahren zur Bearbeitung eines Laqerteils

Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug, welches die Zuführung von Kühlschmiermittel zu einem Werkstück ermöglicht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Hon- bearbeitung eines Lagerteils, insbesondere eines Radlagers.

Ein Honwerkzeug ist beispielsweise aus der DE 3336626 A1 bekannt. Das bekannte Honwerkzeug ist zum Anschluss an eine unter Druck stehende Honölquelle vorgese hen. Mit dem Honöl soll Abrieb von der Arbeitsfläche einer Honleiste weggespült wer- den.

Eine weitere Honvorrichtung, welche einen Zufuhrkanal für eine Schneidflüssigkeit umfasst, ist in der CN 202399128 U offenbart. Der Zufuhrkanal für Schneidflüssigkeit weist einen Einlass und einen Doppelauslass auf.

Eine aus der DE 10 2009 040 062 A1 bekannte Vorrichtung zur Endbearbeitung von ringförmigen Werkstücken, insbesondere Lagerringen, umfasst eine Vorrichtung zum Kurzhubhonen, welche einen Oszillationsantrieb zur Erzeugung von Oszillationsbe wegungen eines Honsteinhalters aufweist. Des Weiteren ist eine Werkzeugaufnahme vorhanden, welche zur Aufnahme eines Hartdrehwerkzeuges eingerichtet ist.

Eine weitere Vorrichtung zur mechanischen Finishbearbeitung von Flächen an rotati onssymmetrischen Werkstücken ist in der DE 10 2007 054 897 B4 beschrieben. Bei dem zu bearbeitenden Werkstück kann es sich um einen Lagerring für ein zweireihi- ges Pendelrollenlager handeln. Ein Werkzeugträger der bekannten Bearbeitungsvor richtung kann mit Hilfe verschiedener Antriebe sowohl kurzhubige Oszillationsbewe gungen als auch langhubige Oszillationsbewegungen ausführen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere beim Honen von Lagerteilen, wie Radlagerkomponenten, Fortschritte gegenüber dem genannten Stand der Technik hinsichtlich einer rationellen, prozesssicheren Fertigung zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Honwerkzeug mit den Merkma len des Anspruchs 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Bear beitung, nämlich Honbearbeitung, eines Lagerteils, insbesondere eines Radlagers, gemäß Anspruch 7. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Bearbeitungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für das Honwerkzeug und umgekehrt.

Das Honwerkzeug umfasst einen Honsteinhalter, in welchem ein sich verzweigender Schmiermittelkanal angeordnet ist, welcher einen ersten, geraden Abschnitt, zwei mit diesem verbundene, gegenüber diesem schräg gestellte Abschnitte, sowie zwei an diese schräg gestellten Abschnitte anschließende Übergangsabschnitte aufweist, die in einer vom ersten Abschnitt parallel beabstandeten Ebene angeordnet sind, wobei von den Übergangsabschnitten offene Endabschnitte ausgehen, die im Sinne von Flächennormalen auf eine Ebene gerichtet sind, welche parallel zur vorgenannten Ebene, die durch die Lage der Übergangsabschnitte definiert ist, angeordnet ist, und in welcher der erste Abschnitt des Schmiermittelkanals liegt. Der Begriff Übergangs abschnitte wurde zur sprachlichen Unterscheidung von den übrigen Abschnitten des Schmiermittelkanals gewählt und impliziert keine Information über eine abweichende geometrische Gestaltung der Übergangsabschnitte.

Mit dieser Gestaltung des eine gegabelte Form beschreibenden Schmiermittelkanals im Honsteinhalter ist es möglich, ein und dasselbe Honwerkzeug, insbesondere mit unveränderter Halterung des Honsteins im Honsteinhalter, für die Honbearbeitung beider Wälzlagerlaufbahnen eines Außenrings eines Radlagers für ein Kraftfahrzeug zu verwenden. Was Bewegungen des Honwerkzeugs sowie des Werkstücks oder La gerteils, insbesondere Radlageraußenrings, während der Bearbeitung betrifft, sind beim Honen prinzipiell gängige Abläufe implementierbar. Allgemein umfasst das Honverfahren folgende Schritte:

- Bereitstellung eines Lagerteils, insbesondere eines Radlagers, nämlich ei nes einteiligen Außenrings, durch welchen zwei Laufbahnen für Wälzkörper gebildet sind,

- Bereitstellung eines Honwerkzeugs, welches aus einem gekröpften Halter und einem in diesem fixierten Honstein gebildet ist, wobei die Längsrichtung des Halters durch einen Schaft des Halters gegeben ist und der Honstein als länglicher Quader ausgebildet ist, welcher mit der Längsrichtung des Halters einen rechten Winkel einschließt, und wobei der Halter von einem sich innerhalb des Halters verzweigenden Schmiermittelkanal durchzogen ist, dessen Austrittsöffnungen neben dem Honstein angeordnet sind,

- Bearbeitung der ersten Laufbahn des Außenrings mit dem Honwerkzeug, wobei Kühlschmiermittel durch den Schmiermittelkanal geleitet und in Längsrichtung des Honsteins auf die in der Bearbeitung befindliche Oberflä che gerichtet wird,

- Bearbeitung der zweiten Laufbahn des Außenrings mit dem Honwerkzeug, wobei wiederum Kühlschmiermittel durch den Schmiermittelkanal geleitet und in Längsrichtung des Honsteins auf die in der Bearbeitung befindliche Oberfläche gerichtet wird.

Die Angabe „länglicher Quader“ im Zusammenhang mit dem Honstein bezieht sich auf dessen Grundform. Insbesondere im Bearbeitungsbereich kann die Form des Hon steins von einer Quaderform abweichen.

Hinsichtlich der Gestaltung eines Außenrings eines Radlagers wird beispielhaft auf die DE 10 2009 051 930 A1 hingewiesen. Auch Radlager mit mehr als zwei Wälzkörper reihen, wie zum Beispiel in der DE 10 2010 055 405 A1 offenbart, können mit dem Honwerkzeug bearbeitet werden. Die gekröpfte Form des Honsteinhalters, welche für die Verwendbarkeit zur Honbear beitung beider Laufbahnen eines handelsüblichen Radlagers von Bedeutung ist, zeigt sich sowohl in der Gesamtform des Honsteinhalters als auch im Verlauf des teilweise gesplitteten, im Honsteinhalter verlaufenden Schmiermittelkanals. Vorzugsweise ist der Honstein zwischen den beiden in einer gemeinsamen Ebene liegenden, zum ers ten Abschnitt parallelen Übergangsabschnitten des Schmiermittelkanals im Honstein halter fixiert. Zur Fixierung des Honsteins ist insbesondere ein innerhalb des Hon steinhalters angeordneter, mit einem Schraubmechanismus verstellbarer Anpressklotz geeignet.

Die beiden Endabschnitte des Schmiermittelkanals, aus welchen das bei der Honbe arbeitung verwendete Kühlschmiermittel austritt, sind in typischer Ausgestaltung in Längsrichtung des Honsteins und damit quer zum Schaft des Honsteinhalters ausge richtet. Der erste, das heißt im Schaft verlaufende, gerade Abschnitt des Schmiermit telkanals ist in typischer Ausgestaltung länger als jeder andere Abschnitt des Schmiermittelkanals. Dagegen handelt es sich bei den beiden Endabschnitten vor zugsweise um die kürzesten Abschnitte des Schmiermittelkanals.

Die beiden schräggestellten Abschnitte sind bevorzugt über einen orthogonal zum ers ten Abschnitt ausgerichteten Querabschnitt mit dem ersten Abschnitt verbunden. In fertigungstechnisch vorteilhafter weise, was die Fertigung des Honsteinhalters betrifft, ist der Querabschnitt bevorzugt ebenso wie die beiden schräg gestellten Abschnitte jeweils einseitig durch eine Schraube verschlossen.

Besonders rationell ist das Honwerkzeug dadurch verwendbar, dass es zur Bearbei tung der ersten Laufbahn eines Außenrings sowie zur Bearbeitung der zweiten Lauf bahn des Außenrings nacheinander von der derselben Stirnseite des Außenrings aus an diesen angesetzt und teilweise in diesen eingesetzt werden kann. Bei dem insbe sondere bearbeiteten Lagerteil für ein Radlager handelt es typischerweise um ein als zweireihiges Kugellager ausgebildetes Wälzlager. Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Honsteinhalter eines Honwerkzeugs in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 den Honsteinhalter in einer Schnittdarstellung,

Fig. 3 die Bearbeitung eines Radlageraußenrings mit dem Honwerkzeug in ei ner ersten Bearbeitungsphase,

Fig. 4 die Bearbeitung des Radlageraußenrings durch das Honwerkzeug in ei ner zweiten Bearbeitungsphase.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 3 gekennzeichnetes Honwerkzeug ist zur Be- arbeitung eines Werkstücks 2, nämlich Radlageraußenrings, vorgesehen. Die in den Figuren 3 und 4 skizzierte Anordnung, welche das Werkstück 2, das heißt Radlager teil, sowie das Honwerkzeug 3 umfasst, wird insgesamt als Bearbeitungsanordnung 1 bezeichnet. In Figur 3 ist zusätzlich eine Andruckrolle 6 erkennbar, welche Radialkräf te aufnimmt.

Das zu bearbeitende Werkstück 2 weist einen Flansch 4 auf, der im eingebauten Zu stand des Radlagers an einen Radträger angebunden ist. Bohrungen im Flansch 4 sind mit 5 bezeichnet. Der Flansch 4 ist einstückig mit einem zylindrischen Abschnitt 12 verbunden, in welchem eine erste Laufbahn 10 und eine zweite Laufbahn 11 aus- gebildet sind, welche mit dem Honwerkzeug 3 zu bearbeiten sind. Im fertiggestellten Zustand des Radlagers rollen auf den Laufbahnen 10, 11 in an sich bekannter Weise Kugeln als Wälzkörper ab. Insgesamt ist das Radlager, welches das Radlagerteil 2 umfasst, als zweireihiges Schrägwälzlager in O-Anordnung ausgebildet. Hinsichtlich des grundsätzlichen Aufbaus eines solchen Radlagers wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.

Das Honwerkzeug 3 umfasst einen in den Figuren 1 und 2 isoliert dargestellten Hon steinhalter 7, welcher kurz auch als Halter bezeichnet wird. Bei der Verwendung des Honwerkzeugs 3 ist im Halter 7 ein Honstein 8 mit Hilfe eines Anpressklotzes 9 fixiert. Der Honsteinhalter 7 ist von einem insgesamt mit 16 bezeichneten, teilweise in zwei Arme gesplitteten Kanal, das heißt Schmiermittelkanal, durchzogen, auf welchen im Folgenden näher eingegangen wird.

Durch den Kanal 16 wird ein Kühlschmiermittel 13 geleitet, welches kurz auch als Schmiermittel bezeichnet wird und für die Honbearbeitung verwendet wird. Das Schmiermittel 13 wird durch ein Anschlussstück 18 in einen geraden, langen Abschnitt 17 des Kanals 16 eingeleitet. Der erste, gerade Abschnitt 17 des Kanals 16 durchzieht einen Schaft 15 des Honsteinhalters 7. An seinem dem Anschlussstück 18 gegen überliegenden Ende geht der Schaft 15 in einen verbreiterten Abschnitt 19 über. In diesem verbreiterten Abschnitt 19 befindet sich ein Querkanal 20, der an den ersten Abschnitt 17 anschließt und ebenfalls dem Kanal 16 zuzurechnen ist. An die beiden Enden des Querkanals 20 schließen sich Schrägkanäle 23, 24 an, welche in einem Zwischenabschnitt 22 liegen, der schräg von dem aus dem Schaft 15 und dem hieran anschließenden verbreiterten Abschnitt 19 gebildeten Bereich des Halters 7 abknickt.

Der Querkanal 20, welcher auch als Querabschnitt bezeichnet wird, ist als Sackloch bohrung ausgebildet, die durch eine Schraube 21 an einer Seitenfläche des Halters 7 verschlossen ist. In entsprechender Weise sind die beiden Schrägkanäle 23, 24, das heißt schräggestellten Abschnitte des Schmiermittelkanals 16, durch Schrauben 25, 26 verschlossen.

Die schräggestellten Abschnitte 23, 24 gehen kurz vor den Schrauben 25, 26 jeweils in einen geraden, kurzen Abschnitt 27, 28 über. Die beiden geraden kurzen Abschnitte 27, 28 werden auch als Übergangsabschnitte bezeichnet und definieren eine Ebene, welche parallel zu einer Ebene angeordnet ist, in der der erste, gerade Abschnitt 17 des Kanals 16 angeordnet ist. Jeder der kurzen Abschnitte 27, 28 ist durch eine Schraube 29, 30 verschlossen, welche - bezogen auf die Anordnung nach Figur 1 - auf der Unterseite des Honsteinhalters 7 angeordnet ist.

Oberhalb der Schrauben 29, 30 zweigt von den geraden, kurzen Abschnitten 27, 28 jeweils ein Endabschnitt 31, 32 im rechten Winkel ab. Das Kühlschmiermittel 13 tritt aus den Endabschnitten 31 , 32 derart aus, dass es längs des Honsteins 8 dem Bear- beitungsbereich zugeführt wird. Die beiden Bearbeitungsbereiche, welche in Form der Laufbahnen 10, 11 vorliegen, sind durch einen mittleren Innenwandungsbereich 14 voneinander getrennt. Durch die gekröpfte Form des Honsteinhalters 7 einschließlich des Schmiermittelkanals 16 ist jede Laufbahn 10, 11 von derselben Stirnseite des Werkstücks 2 aus erreichbar, wobei in jedem Fall das Schmiermittel 13 gezielt dem jeweiligen Bearbeitungsbereich zugeführt wird.

Bezuqszeichenliste

1 Bearbeitungsanordnung

2 Lagerteil, Werkstück

3 Honwerkzeug

4 Flansch

5 Bohrung

6 Andruckrolle

7 Halter, Honsteinhalter

8 Honstein

9 Anpressklotz

10 erste Laufbahn

11 zweite Laufbahn

12 zylindrischer Abschnitt des Werkstücks

13 Schmiermittel

14 mittlerer Innenwandungsbereich

15 Schaft

16 Kanal, Schmiermittelkanal

17 gerader, langer Abschnitt

18 Anschlussstück

19 verbreiteter Abschnitt

20 Querkanal, Querabschnitt

21 Schraube

22 Zwischenabschnitt

23 schräg gestellter Abschnitt des Kanals

24 schräg gestellter Abschnitt des Kanals

25 Schraube

26 Schraube

27 gerader, kurzer Abschnitt, Übergangsabschnitt

28 gerader, kurzer Abschnitt, Übergangsabschnitt

29 Schraube

30 Schraube 31 Endabschnitt

32 Endabschnitt

Claims

Patentansprüche

1. Honwerkzeug (3) mit einem Honsteinhalter (7), in welchem ein sich verzwei gender Schmiermittelkanal (16) angeordnet ist, welcher einen ersten, geraden Abschnitt (17), zwei mit diesem verbundene, gegenüber diesem schräg gestell te Abschnitte (23, 24), sowie zwei an diese Abschnitte (23, 24) anschließende Übergangsabschnitte (27, 28) aufweist, die in einer vom ersten Abschnitt (17) parallel beabstandeten Ebene angeordnet sind, wobei von den Übergangsab schnitten (27, 28) offene Endabschnitte (31, 32) ausgehen, die auf eine Ebene gerichtet sind, welche parallel zur vorgenannten Ebene angeordnet ist, und in welcher der erste Abschnitt (17) des Schmiermittelkanals (16) liegt.

2. Honwerkzeug (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Hon stein (8) zwischen den beiden in einer gemeinsamen Ebene liegenden, zum ersten Abschnitt (17) parallelen Übergangsabschnitten (27, 28) des Schmier mittelkanals (16) im Honsteinhalter (7) fixiert ist.

3. Honwerkzeug (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei den Endabschnitte (31, 32) des Schmiermittelkanals (16) in Längsrichtung des Honsteins (8) ausgerichtet sind.

4. Honwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (17) den längsten Abschnitt und die beiden End abschnitte (31, 32) die kürzesten Abschnitte des Schmiermittelkanals (16) dar stellen.

5. Honwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden schräg gestellten Abschnitte (23, 24) über einen orthogo nal zum ersten Abschnitt (17) ausgerichteten Querabschnitt (20) mit dem ers ten Abschnitt (17) verbunden sind.

6. Honwerkzeug (3) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Quer abschnitt (20) sowie die beiden schräg gestellten Abschnitte (23, 24) jeweils einseitig durch eine Schraube (21, 25, 26) verschlossen sind.

7. Verfahren zur Bearbeitung eines Lagerteils (2), insbesondere eines Radlagers, mit folgenden Schritten: - Bereitstellung eines Lagerteils (2), nämlich eines Außenrings, durch wel chen zwei Laufbahnen (10, 11) für Wälzkörper gebildet sind,

- Bereitstellung eines Honwerkzeugs (3), welches aus einem gekröpften Hal ter (7) und einem in diesem fixierten Honstein (8) gebildet ist, wobei die Längsrichtung des Halters (7) durch einen Schaft (15) des Halters (7) gege ben ist und der Honstein (8) als länglicher Quader ausgebildet ist, welcher mit der Längsrichtung des Halters (7) einen rechten Winkel einschließt, und wobei der Halter (7) von einem sich innerhalb des Halters (7) verzweigen den Schmiermittelkanal (16) durchzogen ist, dessen Austrittsöffnungen ne ben dem Honstein (8) angeordnet sind,

- Bearbeitung der ersten Laufbahn (10) des Außenrings (2) mit dem Hon werkzeug (3), wobei Kühlschmiermittel (13) durch den Schmiermittelkanal (16) geleitet und in Längsrichtung des Honsteins (8) auf die in der Bearbei tung befindliche Oberfläche gerichtet wird,

- Bearbeitung der zweiten Laufbahn (11) des Außenrings (2) mit dem Hon werkzeug (3), wobei wiederum Kühlschmiermittel (13) durch den Schmier mittelkanal (16) geleitet und in Längsrichtung des Honsteins (8) auf die in der Bearbeitung befindliche Oberfläche gerichtet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während des Honens der ersten Laufbahn (10) und während des Honens der zweiten Lauf bahn (11) das Honwerkzeug (3) von derselben Stirnseite des Außenrings (2) aus in diesen eingreift.