EP4635677A1

EP4635677A1 - Werkzeugsystem mit werkzeugkomponenten zum konfigurieren von honwerkzeugen sowie herstellverfahren

Info

Publication number: EP4635677A1
Application number: EP25170573.7A
Authority: EP
Inventors: Erkan Hodza; Jan Keuerleber
Original assignee: Nagel Technologies GmbH
Current assignee: Nagel Technologies GmbH
Priority date: 2024-04-17
Filing date: 2025-04-15
Publication date: 2025-10-22
Also published as: DE102024110727A1; US20250326082A1

Abstract

Ein Werkzeugsystem mit Werkzeugkomponenten zum Konfigurieren von Honwerkzeugen unterschiedlicher Wirkdurchmesserbereiche umfasst wenigstens einen Werkzeugkörper (100-3), der eine Werkzeugachse (112) definiert und eine koaxial zur Werkzeugachse (112) angeordnete Axialbohrung (114) zur Aufnahme eines Zustellelements sowie mehrere quer zur Werkzeugachse ausgerichtete und zur Axialbohrung offene Querbohrungen (130) zur Aufnahme jeweils eines Führungsbolzens (160) aufweist, wobei die Querbohrungen (130) mehrere über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen mit jeweils mindestens zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Querbohrungen (130) bilden; mehrere Sätze von Tragleisteneinheiten mit von Satz zu Satz unterschiedlich langen Führungsbolzen (160) zum Einführen in Querbohrungen einer Bohrungsgruppe; und wenigstens einen Satz von Bolzenführungselementen (410), die zur Montage an dem Werkzeugkörper ausgebildet sind, wobei ein Satz von Bolzenführungselementen für jede der zur Aufnahme eines Führungsbolzens vorgesehene Querbohrungen ein Bolzenführungselement (410) mit einer darin ausgebildeten Führungsbohrung aufweist, die bei am Werkzeugkörper montiertem Bolzenführungselement koaxial mit der Querbohrung (130) verläuft.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeugsystem mit Werkzeugkomponenten zum Konfigurieren von Honwerkzeugen unterschiedlicher Wirkdurchmesserbereiche sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs.
Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden. Bei einer Honoperation wird ein Honwerkzeug innerhalb der zu bearbeitenden Bohrung zur Erzeugung einer Hubbewegung in Axialrichtung der Bohrung auf und ab bzw. hin- und her bewegt und gleichzeitig zur Erzeugung einer der Hubbewegung überlagerten Drehbewegung gedreht. Die am Honwerkzeug angebrachten Schneidbeläge werden über ein Zustellsystem mit einer Zustellkraft an die zu bearbeitende Innenfläche gedrückt. Beim Honen entsteht in der Regel an der Innenfläche ein für die Honbearbeitung typisches Kreuzschliffmuster mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren, die auch als "Honriefen" bezeichnet werden.
Honwerkzeuge sind für eine große Vielfalt unterschiedlicher Bearbeitungsaufgaben verfügbar. Während für die Bearbeitung von Bohrungen mit relativ kleinen oder mittleren Durchmessern (zum Beispiel im Durchmesserbereich von ca. 1 mm bis ca. 100 mm) häufig Honwerkzeuge eingesetzt werden, die vom Hersteller komplett vormontiert geliefert werden und gegebenenfalls nur einen relativ kleinen Wirkdurchmesserbereich abdecken, gibt es insbesondere im Bereich der Bearbeitung größerer Durchmesser auch Konzepte mit modularen Werkzeugsystemen, die es einem Anwender ermöglichen, sich mithilfe von aufeinander abgestimmten Werkzeugkomponenten eines Werkzeugsystems selbst Honwerkzeuge zu konfigurieren, die für die vorgesehene Bearbeitungsaufgabe optimiert sind.
Derartige Werkzeugsysteme werden von unterschiedlichen Herstellern angeboten. Ein Beispiel ist auf der Website des Herstellers Delapena unter https://delapena.co.uk/honing-tooling/ erläutert. Die mithilfe des Werkzeugsystems konfigurierbaren Honwerkzeuge decken insgesamt einen Durchmesserbereich von 108 mm bis 1222 mm ab und verwenden Standardkomponenten des Herstellers. Ein Honkopf, der einen langgestreckten quaderförmigen Werkzeugkörper umfasst, passt direkt auf die Antriebswelle der Bearbeitungsmaschine und verfügt über ein Universalgelenk und ein Rotationsexpansionssystem. In einer Axialbohrung des Werkzeugkörpers ist dazu eine verzahnte Aufweitstange als Zustellelement untergebracht. Der Werkzeugkörper weist mehrere quer zur Werkzeugachse ausgerichtete Querbohrungen zur Aufnahme jeweils eines Führungsbolzens einer Tragleisteneinheit auf. Die Querbohrungen sind zur Axialbohrung offen, so dass bei zusammengebautem Honwerkzeug die Führungsbolzen mit dem in der Axialbohrung angeordneten Zustellelement in kraftübertragendem Kontakt stehen können. Die Querbohrungen bilden mehrere über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen mit jeweils zwei Querbohrungen, die mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind. Zu den Werkzeugkomponenten gehören weiterhin mehrere Sätze von Tragleisteneinheiten. Die am Werkzeugkörper anzubringenden Tragleisteneinheiten weisen an der dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Seite jeweils zwei achsparallele Führungsbolzen auf, die ebenfalls eine Verzahnung besitzen. Durch das Ineinandergreifen der Verzahnungen und eine dazu wirkende Rotation der verzahnten Aufweitstange werden die eingebauten Tragleisteneinheiten nach außen oder innen bewegt. Die zu einem Werkzeugkörper passenden Tragleisteneinheiten unterscheiden sich nur in der Länge der Führungsbolzen und erlauben es, mit ein- und demselben Werkzeugkörper und Tragleisteneinheiten aus einem zusammengehörigen Satz einen bestimmten Wirkdurchmesserbereich abzudecken. Bei größeren Bohrungsdurchmessern wird der oben beschriebenen Baugruppe (Werkzeugkörper mit eingebautem Zustellelement und eingesetzten Tragleisteneinheiten) durch Einbau einer Trägerhalterung zusätzliche Steifigkeit verliehen.
Der Zusammenbau eines solchen modular aufgebauten Honwerkzeugs aus Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems stellt sich als relativ zeitaufwändig heraus, da der Aufbau relativ komplex ist. Die Honwerkzeuge benötigen auch eine relativ lange Aufbereitungszeit. Zudem zeigt sich bei Honversuchen häufig eine starke Geräuschentwicklung und eine Neigung zur Entstehung von Vibrationen, die ab einer gewissen Stärke auch zu Einbußen bei der Qualität der gehonten Oberflächen führen können.

AUFGABE UND LÖSUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeugsystem mit Werkzeugkomponenten zum Konfigurieren von Honwerkzeugen bereitzustellen, wobei mit relativ wenigen unterschiedlichen Werkzeugkomponenten Honwerkzeuge zusammengebaut werden können, die einen relativ großen Bereich unterschiedlicher Wirkdurchmesser abdecken. Die mit Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems zusammengebauten Honwerkzeuge sollen auch bei großen Wirkdurchmessern einen störungsfreien Honbetrieb ohne für das Honergebnis nachteilige Vibrationen sicherstellen, so dass Honprozesse prozesssicher durchgeführt und gehonte Oberflächen mit hoher Qualität erzeugt werden können. Weiterhin sollte die Herstellung der Werkzeugkomponenten kostengünstig und ressourcenschonend sein, der Zusammenbau sollte auch für ungeübte Benutzer schnell und zuverlässig möglich sein.
Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung ein Werkzeugsystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs mit den Merkmalen von Anspruch 14. Bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Ein Werkzeugsystem gemäß der beanspruchten Erfindung umfasst Werkzeugkomponenten zum Konfigurieren von Honwerkzeugen unterschiedlicher Wirkdurchmesserbereiche. Der Begriff "Wirkdurchmesser" bezeichnet dabei den Minimaldurchmesser eines Hüllzylinders, der die abrasiven Schneidflächen der Honleisten bei einer gegebenen radialen Zustellposition umschließt. Der Wirkdurchmesser lässt sich mittels des Zustellsystems innerhalb von konstruktiv und technologisch bedingten Grenzen variieren. Es handelt sich also um ein expandierbares bzw. aufweitbares Honwerkzeug.
Zu den Werkzeugkomponenten gehört wenigstens ein Werkzeugkörper, der eine Werkzeugachse definiert. Der Werkzeugkörper bildet die Basis eines damit aufzubauenden Honwerkzeugs. Die Werkzeugachse entspricht dabei derjenigen Achse, um die das Honwerkzeug bei seiner Rotationsbewegung während einer Honoperation rotieren soll. An einem maschinenseitigen Ende des Werkzeugkörpers können Kupplungsstrukturen vorgesehen sein, die das Ankoppeln des Honwerkzeugs an einen Adapter, eine Antriebsstange oder eine Werkzeugspindel einer Bearbeitungsmaschine ermöglichen.
In dem Werkzeugkörper ist eine koaxial zur Werkzeugachse angeordnete Axialbohrung zur Aufnahme eines (werkzeuginternen) Zustellelements eines Zustellsystems ausgebildet. Mithilfe des Zustellsystems kann der aktuelle Wirkdurchmesser des Honwerkzeugs im Betrieb gesteuert über die Bearbeitungsmaschine verändert werden. Es handelt sich somit um ein expandierbares bzw. aufweitbares Honwerkzeug mit vorzugsweise stufenlos veränderbarem Wirkdurchmesser.
Weiterhin sind im Werkzeugkörper mehrere quer zur Werkzeugachse ausgerichtete Querbohrungen vorgesehen, die zur Axialbohrung offen sind und zur Aufnahme jeweils eines darin einzuführenden Führungsbolzens einer Tragleisteneinheit ausgebildet sind. Die Querbohrungen bilden mehrere über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen mit jeweils mindestens zwei mit axialem Abstand zueinander angeordneten Querbohrungen. Vorzugsweise ist eine gerade Anzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten Bohrungsgruppen vorgesehen, zum Beispiel können vier jeweils um 90° umfangsversetzte Bohrungsgruppen vorgesehen sein. Andere Teilungen sind möglich, z.B. mit drei oder fünf oder sechs oder sieben oder acht Bohrungsgruppen, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang verteilt sein können.
Das Werkzeugsystem umfasst weiterhin eine Vielzahl von Tragleisteneinheiten, die zu dem Werkzeugkörper passen bzw. am Werkzeugkörper verwendet werden können. Jede Tragleisteneinheit weist eine Tragleiste auf, die an einer dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Innenseite mindestens zwei in die Querbohrungen einer Bohrungsgruppe einführbare Führungsbolzen aufweisen und an einer gegenüberliegenden Außenseite zum Tragen mindestens einer Honleiste ausgebildet ist.
Bei den Tragleisteneinheiten, die zu dem Werkzeugkörper passen, entspricht der Achsabstand der Führungsbolzen dem Achsabstand zugehöriger Querbohrungen einer Bohrungsgruppe. Zu einem Werkzeugkörper des Werkzeugsystems gehören zwei oder mehr Sätze von Tragleisteneinheiten. Die Komponenten des Werkzeugsystems umfassen somit einen ersten Satz von Tragleisteneinheiten und wenigstens einen zweiten Satz von Tragleisteneinheiten. Jeder Satz von Tragleisteneinheiten umfasst eine der Anzahl von Bohrungsgruppen entsprechende Anzahl von Tragleisteneinheiten, die vorzugsweise untereinander nominell identisch ausgebildet sind. Dabei weisen Tragleisteneinheiten des ersten Satzes erste Führungsbozen mit einer ersten Länge und Tragleisteneinheiten des zweiten Satzes zweite Führungsbozen mit einer zweiten Länge auf, wobei die zweite Länge größer als die erste Länge ist.
Tragleisteneinheiten unterschiedlicher Sätze unterscheiden sich somit zumindest hinsichtlich der Länge der Führungsbolzen, so dass durch Auswahl eines geeigneten Satzes von Tragleisteneinheiten vorgegeben werden kann, welchen Wirkdurchmesserbereich ein Honwerkzeug abdecken kann.
Beim Zusammenbau des Honwerkzeugs werden die Tragleisteneinheiten eines Satzes über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilt an diesem angebracht, indem die an den Tragleisten vorgesehenen Führungsbolzen in die dafür vorgesehene Querbohrung des Werkzeugkörpers eingeführt werden. Sie stehen dann, wenn das Zustellelement in die Axialbohrung eingeführt ist, in mechanischem Wirkkontakt mit diesem, so dass eine Arbeitsbewegung des Zustellelements eine Zustellung der Tragleisteneinheiten bewirkt.
Werden die Tragleisteneinheiten des Satzes mit den kürzesten Führungsbolzen eingesetzt, so kann bei vollständig eingezogenen Tragleisteneinheiten der untere Grenzdurchmesser des zugehörigen Wirkdurchmesserbereichs eingestellt werden. Setzt man dagegen bei unverändertem Werkzeugkörper die Tragleisteneinheiten des Satzes mit den längsten Führungsbolzen ein, so kann damit die Obergrenze desjenigen Wirkdurchmesserbereichs erreicht werden, der sich mit demselben Werkzeugkörper erzielen lässt.
Eine Besonderheit des Werkzeugsystems besteht darin, dass das Werkzeugsystem wenigstens einen Satz von dem Werkzeugkörper zugeordneten Bolzenführungselementen umfasst, die zur Montage bzw. zur Befestigung an dem Werkzeugkörper ausgebildet sind, wobei ein Satz von Bolzenführungselementen für jede der zur Aufnahme eines Führungsbolzens vorgesehenen Querbohrungen ein Bolzenführungselement mit einer darin ausgebildeten Führungsbohrung aufweist, die bei am Werkzeugkörper fest montierten Bolzenführungselement koaxial mit der Querbohrungen verläuft.
Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Bolzenführungselemente mindestens der Anzahl von Querbohrungen, so dass für jede der Querbohrungen ein Bolzenführungselement zur Verfügung steht. Es ist jedoch möglich, dass nicht alle Querbohrungen genutzt werden. Beispielsweise kann es sein, dass eine Tragleisteneinheit nur zwei Führungsbolzen hat, obwohl eine Bohrungsgruppe drei prinzipiell nutzbare Querbohrungen hat. Die Anzahl an Führungsbolzen wird zweckmäßig in Abhängigkeit von der Schneidleistenlänge definiert, um die Stabilität bzw. Prozesssicherheit zu gewährleisten.
Bei den Bolzenführungselementen handelt es sich um Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems, die gesondert vom Werkzeugkörper hergestellt und bereitgehalten werden können und die bei Bedarf an einem Werkzeugkörper befestigt werden können, um bei Verwendung längerer Führungsbolzen eine stabilere Führung zu erreichen.
Bolzenführungselemente können so konfiguriert sein, dass die Verbindung zum Werkzeugkörper konstruktiv lösbar ist bzw. dass die Bolzenführungelemente ohne Beschädigung des Werkzeugkörpers oder des Bolzenführungelements z.B. vom Endnutzer leicht hergestellt und bei Bedarf wieder gelöst werden kann. Dazu kann eine Schraubverbindung vorgesehen sein. Es ist auch möglich, Bolzenführungselemente an einem Werkzeugkörper so anzubringen bzw. zu befestigen, dass sie permanent am Werkzeugkörper verbleiben. Dann kann ein Werkzeugkörper mittels der Bolzenführungelements erweitert werden, so dass auf Basis eines Werkzeugkörpers durch Anbauen der Bolzenführungelemente eine mehrteilig aufgebaute modifizierte Werkzeugkörpereinheit entsteht.
Ein am Werkzeugkörper befestigtes Bolzenführungselement stellt mit seiner Führungsbohrung eine mechanisch stabile und belastbare Bolzenführung bereit, die in einem größeren Abstand von der Werkzeugachse entfernt ist als die zugehörige Querbohrung im Werkzeugkörper.
Mithilfe der Komponenten eines solchen Satzes von Bolzenführungselementen kann erreicht werden, dass unter Verwendung desselben Werkzeugkörpers nicht nur derjenige Wirkdurchmesserbereich abgedeckt werden kann, der sich bei Verwendung des "nackten" Werkzeugkörpers (ohne daran befestigte Bolzenführungselemente) ergibt, sondern dass darüber hinaus auch Tragleisteneinheiten mit noch längeren Führungsbolzen verwendet werden können, ohne dass sich bei vollständigem Ausfahren der entsprechenden Tragleisteneinheit eine Instabilität aufgrund einer zu großen freien Länge der ausgefahrenen Führungsbolzen einstellt. Damit kann der verfügbare Wirkdurchmesserbereich von Honwerkzeugen, die mit ein- und demselben Typ von Werkzeugkörper aufgebaut werden können, zu größeren Wirkdurchmessern hin erweitert werden, ohne dass sich dadurch Instabilitäten des Honwerkzeugs ergeben, die zu kritischen Vibrationen und anderen Störungen führen könnten.
Dadurch ergibt sich im Vergleich zum Stand der Technik im gesamten verfügbaren Gesamt-Wirkdurchmesserbereich, also auch bei den größeren Wirkdurchmessern, ein deutlich schwingungsreduzierter und geräuschreduzierter Honprozess. Gleichzeitig kann die Anzahl unterschiedlicher Werkzeugkörper reduziert werden, die benötigt werden, um einen vorgegebenen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich abdecken zu können. Während somit herkömmlich eine relativ feine Staffelung unterschiedlich dimensionierter Werkzeugkörper und ggf. zusätzliche Komponenten zur Verstärkung oder Versteifung nötig waren, um einen gewissen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich lückenlos abdecken zu können, kann die erforderliche Anzahl von Werkzeugkörpern unterschiedlicher Dimensionen aufgrund der Bereitstellung der Bolzenführungselementen reduziert werden, da mit ein- und demselben Werkzeugkörper wenigstens zwei unterschiedliche Führungsfunktionen im Bereich der Querbohrungen realisiert werden können.
Es ist möglich, dass die Führungsbohrungen in den Bolzenführungselementen denselben Durchmesser aufweisen wie die zugehörigen Querbohrungen. Damit kann erreicht werden, dass die wirksame Führungslänge für die Führungsbolzen nach außen verlängert wird derart, dass ein Führungsbolzen sowohl in der Querbohrung als auch in der daran anschließenden Führungsbohrung geführt wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist dagegen vorgesehen, dass der Durchmesser der ersten Führungsbolzen (d. h. der erste Durchmesser) an den Durchmesser der Querbohrungen im Werkzeugkörper derart angepasst ist, dass eine Gleitführung der ersten Führungsbolzen in den Querbohrungen des Werkzeugkörpers erzeugbar ist bzw. gebildet wird, und dass der Durchmesser der zweiten Führungsbolzen (zweiter Durchmesser) kleiner als der erste Durchmesser und derart an einen Durchmesser der Führungsbohrung eines Bolzenführungselements angepasst ist, dass eine Gleitführung der zweiten Führungsbolzen in den jeweiligen Bolzenführungselementen erzeugbar ist bzw. gebildet wird. Bei dieser Lösung werden die zweiten Führungsbolzen, die länger als die ersten Führungsbolzen sind, nur im Bereich der Führungsbohrungen der Bolzenführungselemente geführt, während sie mit Spiel in den zugehörigen Querbohrungen sitzen, dort aber nicht geführt werden. Bei dieser Ausgestaltung findet die Führung der längeren zweiten Führungsbolzen nur im Bereich der am Werkzeugkörper angebrachten Bolzenführungselemente statt und wird dadurch in Bezug auf die Werkzeugachse nach außen verlagert. Bei dieser Ausgestaltung werden auf die geführten zweiten Führungsbolzen keine Zwangskräfte ausgeübt, so dass Verklemmungen der zweiten Führungsbolzen systematisch vermieden werden, wodurch sich eine dauerhaft leichtgängige zuverlässige Führung der längeren zweiten Führungsbolzen ergibt. Durch die Verlagerung der wirksamen Führung nach außen kann erreicht werden, dass die maximale Auskragungslänge der längeren Führungsbolzen bei der Zustellung der Tragleisteneinheiten relativ kurz bleibt, so dass auch die Hebelwirkung unter dem Einfluss der Bearbeitungskräfte begrenzt bleibt und stets eine für die Zustellung ausreichende Beweglichkeit der zweiten Führungsbolzen für die Zustellung erhalten bleibt. Die Durchmesserunterschiede zwischen kurzen und längeren Führungsbolzen können gering sein und z.B. im Bereich von ca. 500 µm bis ca.1000 µm liegen. Es kann sein, dass die Durchmesserunterschiede bei unbefangener Betrachtung mit "unbewaffneten" Auge nicht zu erkennen sind.
Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten, die Bolzenführungselemente für die Montage am Werkzeugkörper bereitzustellen. Gemäß einer Weiterbildung ist für jede der Bohrungsgruppen (wenigstens) ein langgestreckter Führungshalter vorgesehen, der eine der Anzahl von Querbohrungen einer Bohrungsgruppe entsprechende Anzahl von Bolzenführungselementen aufweist, die untereinander verbunden sind. Insbesondere kann es sich um ein einteiliges, d. h. aus einem Materialstück gefertigtes, Bauteil handeln. Solche Führungshalter bieten unter anderem den Vorteil, dass die Achsabstände zwischen den im Führungshalter vorgesehenen Führungsbohrungen bei der Fertigung mit hoher Positionsgenauigkeit eingehalten werden können, so dass dann, wenn ein langgestreckter Führungshalter am Werkzeugkörper angebracht ist, jede der im Führungshalter ausgebildeten Führungsbohrungen im Rahmen der geringen Fertigungstoleranzen exakt koaxial mit der zugehörigen Querbohrung am Werkzeugkörper angebracht werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Führungshalter Montagestrukturen zur Herstellung einer lösbaren Verbindung mit dem Werkzeugkörper aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dass ein- und derselbe Werkzeugkörper bzw. ein und derselbe Typ von Werkzeugkörper für mindestens zwei unterschiedliche Durchmesserbereiche genutzt werden kann. Für den kleineren Durchmesserbereich, der die untere Grenze des Gesamt-Wirkdurchmesserbereichs umfasst, wird der Werkzeugkörper ohne daran angebrachte Führungshalter genutzt. Soll ein größerer Wirkdurchmesserbereich genutzt werden, so werden die Führungshalter am Werkzeugkörper angebracht und die Tragleisteneinheiten mit den längeren Führungsbolzen (zweite Tragleisteneinheiten) genutzt.
Es ist möglich, einem Werkzeugkörper nur einen Satz von Führungshaltern zuzuordnen, so dass nur genau zwei unterschiedliche Wirkdurchmesserbereiche genutzt werden können. Es ist aber auch möglich, einem Werkzeugkörper mindestens zwei Sätze von Führungshaltern zuzuordnen, die unterschiedlich lange Führungsbohrungen aufweisen. Dann ist es auch möglich, in Verbindung mit mindestens drei Tragleistensätzen unterschiedlicher Längen der Führungsbolzen mit ein- und demselben Werkzeugkörper mindestens drei unterschiedliche Wirkdurchmesserbereiche zu realisieren.
Bei anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Satz von Bolzenführungselementen für jede der Querbohrungen ein gesondertes säulenartiges Verlängerungsstück aufweist, das in dieser Anmeldung auch als "Führungssäule" bezeichnet wird. Die Länge einer solchen Führungssäule gemessen parallel zur darin enthaltenen Führungsbohrung ist vorzugsweise größer als der Durchmesser der darin enthaltenen Führungsbohrung.
Es ist möglich, die Bolzenführungselemente eines Satzes und die entsprechenden Werkzeugkörper so aneinander anzupassen, dass die Bolzenführungselemente bedarfsweise am Werkzeugkörper angebracht oder abgenommen werden können. Hierzu können Schraubverbindungen oder dergleichen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, mithilfe von Sätzen von Bolzenführungselementen ausgehend von ein- und demselben Werkzeugkörper-Typ zwei oder mehr Basisbauteile bzw. mehrteilig aufgebaute Werkzeugkörpereinheiten für unterschiedliche Wirkdurchmesser herstellerseitig vorzubereiten, indem entsprechende Bolzenführungselemente zum Beispiel durch Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen dauerhaft an einem Werkzeugkörper angebracht werden.
Eine solche permanente Verbindung zwischen Werkzeugkörper und Bolzenführungselementen kann auch dann vorgesehen sein, wenn die Bolzenführungselemente gruppenweise zu Führungshaltern zusammengefasst sind.
Die beschriebenen Möglichkeiten der Verbesserung der Führung von Zustellbewegungen bei Tragleisteneinheiten mit unterschiedlich langen Führungsbolzen können in Verbindung mit unterschiedlichen Zustellkonzepten realisiert werden. Beispielsweise ist es möglich, diesen technologischen Ansatz zu nutzen, um Werkzeugsysteme der eingangs erwähnten Art (mit Zustellsystemen mit Zahnstange und verzahnten Führungsbolzen) zu optimieren.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist jedoch vorgesehen, dass die Querbohrungen als radial zur Werkzeugachse gerichtete Radialbohrungen ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich u.a. eine bessere Kräfteverteilung im Honwerkzeug bei Zustellung der Tragleisteneinheiten während des Betriebs.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Zustellelement mehrere, d.h. zwei, drei oder mehr axial zueinander versetzte Konusabschnitte mit Schrägflächen und die Führungsbolzen an ihren freien Enden dazu komplementäre Schrägflächen aufweisen. Damit kann erreicht werden, dass eine axiale Bewegung des Zustellelements innerhalb der Axialbohrung über die miteinander in Kontakt stehenden Schrägflächen in eine Radialbewegung der Führungsbolzen bzw. der Tragleisteneinheiten umgesetzt werden kann. Die Erfinder gehen davon aus, dass diese Art der Zustellung dazu beiträgt, dass die Honwerkzeuge im Betrieb deutlich weniger stark zu Vibrationen neigen als die eingangs erwähnten herkömmlichen Honwerkzeuge.
Viele Bearbeitungsmaschinen sind für die Verwendung der eingangs erwähnten herkömmlichen Honwerkzeuge vorbereitet in der Weise, dass die maschinenseitigen Elemente des Zustellsystems dafür ausgebildet sind, das im Werkzeugkörper angebrachte Zustellelement um die Werkzeugachse zu drehen. Um Honwerkzeuge bzw. Werkzeugkörper der hier beschriebenen Art (mit axial beweglichem Zustellelement) auch an solchen Bearbeitungsmaschinen ohne Umrüstung nutzen zu können, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass das Zustellelement in einem maschinenseitigen Endabschnitt eine axiale Bohrung mit Innengewinde aufweist und Einrichtungen zur Sicherung des Zustellelements gegen Verdrehen innerhalb der axialen Führungsöffnung vorgesehen sind. Dadurch wird das Honwerkzeug anschlussfähig an konventionelle Systeme bzw. kompatibel mit Antriebselementen vorhandener Systeme, da das Zustellsystem mit Drehaufweitung arbeiten kann.
Die bisher beschriebenen Ausgestaltungen von Werkzeugsystemen der in dieser Anmeldung erstmals beschriebenen Art bieten unter anderem den Vorteil, dass eine Erweiterung des gesamten zur Verfügung stehenden Wirkdurchmesserbereichs erreicht werden kann, ohne in vergleichbarem Maße das Gewicht des Honwerkzeugs zu steigern. Bei manchen Ausführungsformen sind auch am Werkzeugkörper besondere Maßnahmen vorgesehen, um ohne Einschränkungen bei der Funktionalität eine Gewichtsoptimierung zu unterstützen.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Werkzeugkörper ein einstückiges Bauteil, das in Axialrichtung abwechselnd Rohrabschnitte mit einer in Umfangsrichtung im Wesentlichen konstanten Wanddicke und dazwischenliegende, Querbohrungen enthaltende Querbohrungsabschnitte aufweist, wobei in den Querbohrungsabschnitten jede der Querbohrungen in einem nach außen ragenden Säulenabschnitt ausgebildet ist derart, dass eine Bohrungslänge der Querbohrungen größer als eine mittlere Wanddicke in den Rohrabschnitten ist, insbesondere um mindestens 20% oder mindestens 30% oder mindestens 40% größer, ggf. sogar etwa doppelt so groß. Dieser konstruktive Ansatz ergibt einen gewichtsoptimierten Aufbau, bei welchem nur dort, wo relativ lange Führungsbohrungen benötigt werden, am Werkzeugkörper auch entsprechend weit nach außen ragende Werkzeugkörperabschnitte vorgesehen sind.
Die Säulenabschnitte haben gemein, dass in ihnen die Querbohrungen des Werkzeugkörpers angeordnet sind. Die äußere Gestalt der Säulenabschnitte kann variieren. In manchen Ausführungsformen sind die Säulenabschnitte im Wesentlichen hülsenförmig ausgebildet, so dass sich eine zylindrische äußere Gestalt ergibt und die Querbohrung teilweise innerhalb einer nach außen vom Werkzeugkörper abragenden Hülse geführt ist. Ein Säulenabschnitt kann jedoch auch eine rechteckige Außenkonturen aufweisen. Dadurch ist es besonders einfach möglich, am Werkzeugkörper Präzisionsflächen zu fertigen, die als Anlagefläche für am Werkzeugkörper anzubringende Bolzenführungselemente (einzelne Führungssäulen oder integriert im Führungshalter).
Das Werkzeugsystem bietet bereits aufgrund der bisher beschriebenen Werkzeugkomponenten eine Vielzahl unterschiedlicher Einsatzmöglichkeiten. Die Flexibilität der Nutzbarkeit wird gemäß einer Weiterbildung dadurch noch vergrößert, dass die Werkzeugkomponenten eine Vielzahl von Wechseleinheiten umfassen, die auswechselbar an einer Tragleiste einer Tragleisteneinheit montierbar sind und die jeweils eine leistenförmige Adapterplatte aufweisen, die an einer Seite Aufnahmestrukturen zur Aufnahme wenigstens einer Honleiste und an einer gegenüberliegenden Montageseite Verbindungselemente einer Verbindungseinrichtung zur lösbaren Verbindung der Adapterplatte bzw. der Wechseleinheit mit einer Tragleiste aufweisen. Werden solche Wechseleinheiten bereitgestellt, ist es für einen Endnutzer besonders einfach und bequem, die Honwerkzeuge mit den an die Bearbeitungsaufgabe optimiert angepassten Schneidbelägen zu versehen.
Vorzugsweise umfasst das Werkzeugsystem Sätze von Adapterplatten mit unterschiedlichen Dicken bzw. Höhen. Dadurch ist es möglich, mit ein und derselben Tragleisteneinheit mindestens zwei unterschiedliche Wirkdurchmesserbereiche abzudecken.
Um eine passgenaue Montage der Schneidbeläge an den sie tragenden Komponenten des Honwerkzeugs zu erleichtern, weisen die Tragleisten bei manchen Ausführungsformen mindestens zwei mit Abstand zueinander angeordnete und von der Außenseite zur Innenseite durchgehende Durchgangsbohrungen auf und die Wechseleinheit weist Verbindungselemente in Form von in die jeweilige Durchgangsöffnung spielfrei einführbaren Zapfen auf, wobei vorzugsweise die Zapfen einen Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung zwischen Wechseleinheit und Tragleisteneinheit aufweisen.
Die Honleiste ist dasjenige Element, welches den Schneidbelag aufweist. Der Schneidbelag besteht bei Honwerkzeugen im Wesentlichen aus irregulär geformten Schneidkörnern unterschiedlicher Gestalt und Größe, die innerhalb eines Bindungssystems gebunden sind. Durch die Auswahl der Art des Schneidbelags kann ein Honwerkzeug präzise an die gewünschte Bearbeitungsaufgabe angepasst werden. Schneidkörner können beispielsweise Diamantkörner oder Körner aus kubischem Bornitrid (CBN) sein. Schneidkörner können auch aus Korund und/oder anderen Arten keramischer Materialien, wie z.B. SiC, bestehen. Die Bindung kann beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff oder aus Kunstharz bestehen. Auch metallische Bindungssysteme, z.B. galvanisch erzeugte Bindungen oder Sinterbindungen, sind möglich, gegebenenfalls auch Lötbindungen.
Es ist möglich, dass die Honleiste ausschließlich aus Schneidbelag besteht. Es kann sich z.B. um einen leistenförmigen Honstein mit keramischer Bindung handeln. Bei manchen Ausführungsformen ist die Honleiste mehrteilig aufgebaut und weist eine leistenförmige Sohle auf, die an einer Seite den Schneidbelag trägt. Die Sohle kann z.B. aus Stahl oder einem anderen metallische Werkstoff bestehen. Der Schneidbelag kann z.B. durch Sintern, Löten oder Kleben oder mittels einer anderen Haftschicht auf der Sohle befestigt sein. Die Sohle kann der Honleiste bzw. dem Schneidbelag zusätzliche mechanische Stabilität verleihen.
Das Werkzeugsystem bietet eine Vielzahl von Nutzungsmöglichkeiten bei gleichzeitig relativ geringer Anzahl von unterschiedlichen zu fertigen Werkzeugkomponenten. Es ist prinzipiell möglich, ein gesamtes Werkzeugsystem mit einem einzigen Typ von Werkzeugkörpern aufzubauen, da bereits durch die Verwendung unterschiedlicher Sätze von Bolzenführungselementen in Verbindung mit entsprechend angepassten Sätzen von Tragleisteneinheiten von einem Endnutzer bequem Honwerkzeuge für mehrere unterschiedliche Wirkdurchmesserbereiche aufgebaut werden können, die insgesamt einen relativ großen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich abdecken.
Es ist auch möglich, dass ein Werkzeugsystem nur genau zwei unterschiedliche Werkzeugkörper hat, mit deren Verwendung in Verbindung mit den daran anbringbaren Werkzeugkomponenten eine noch größere Vielfalt unterschiedlicher Wirkdurchmesserbereiche verfügbar gemacht werden kann. Bei einer bevorzugten Variante umfasst das Werkzeugsystem genau drei unterschiedlich dimensionierte und ausgelegte Typen von Werkzeugkörpern. Diese können in Verbindung mit daran anbringbaren Werkzeugkomponenten nahezu alle denkbaren Bearbeitungsaufgaben über einen sehr großen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich abdecken. Ein Ausführungsbeispiel eines modularen Werkzeugsystems ist beispielsweise für einen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich von ca. 110 mm bis ca. 600 mm ausgelegt und kommt dabei mit genau drei unterschiedlich gestalteten Werkzeugkörpern aus.
Bei Verwendung von einzelnen säulenartigen Bolzenführungselementen zur Vergrößerung des verfügbaren Wirkdurchmesserbereichs bei Verwendung eines bestimmten Werkzeugkörpertyps kann es wünschenswert sein, die Gesamtanordnung gegen Deformationen aufgrund von hohen Prozesskräften während der Honbearbeitung zusätzlich zu stabilisieren. Bei herkömmlichen Werkzeugsystemen der eingangs erwähnten Art sind hierzu käfigartige Blechkonstruktionen vorgesehen, die als versteifender Rahmen dienen sollen. Gemäß einer Weiterbildung umfassen die Werkzeugkomponenten wenigstens einen Satz von ringförmigen Stabilisierungselementen, deren Anzahl der Anzahl von Querbohrungen einer Bohrungsgruppe entspricht und die über den Umfang verteilt Aufnahmebohrungen zur Aufnahme jeweils eines säulenartigen Bolzenführungselements umfassen. Dadurch kann erreicht werden, dass die am Werkzeugkörper angebrachten Bolzenführungselemente nicht nur durch die feste Anbringung am Werkzeugkörper stabilisiert werden, sondern zusätzlich auch mit größerem Abstand von der Werkzeugachse in der Nähe der freien äußeren Enden nochmals mittels der Stabilisierungsringe. Durch die ringförmige Ausgestaltung der Stabilisierungselemente, die gegebenenfalls noch Materialaussparungen zur Gewichtsreduzierung enthalten können, kann mit wenig Zusatzgewicht eine zusätzliche mechanische Stabilisierung des Honwerkzeugs gegen durch die Bearbeitungskräfte verursachte Deformationsbestrebungen aufgebaut werden.
Das Werkzeugsystem kann weiterhin optional am Werkzeugkörper montierbare Komponenten eines Kühlschmierstoff-Zufuhrsystems umfassen, insbesondere einen am Werkzeugkörper montierbaren Anschluss- und Verteilerring, in welchem ein umlaufender Verteilerkanal ausgebildet ist, sowie mehrere mit dem Verteilerkanal kommunizierende, achsparallel zur Werkzeugachse und mit radialem Abstand zum Werkzeugkörper montierbare Düsenrohre mit Düsenöffnungen zur Abgabe von Kühlschmierstoff.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs, das unter Verwendung von Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems herstellbar bzw. konfigurierbar ist. Dabei wird ein Werkzeugkörper passender Dimensionierung der hier erstmals beschriebenen Art ausgewählt und es wird ein Zustellelement in die Aufnahmebohrung eingesetzt. Weiterhin wird ein Satz von Tragleisteneinheiten mit einer der Anzahl von Bohrungsgruppen entsprechenden Anzahl von Tragleisteneinheiten ausgewählt. Jede der Tragleisteneinheit weist eine Tragleiste auf, die an einer dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Innenseite mindestens zwei in Querbohrungen einer Bohrungsgruppe einführbare Führungsbolzen aufweist und zum Tragen mindestens einer Honleiste ausgebildet ist. An jeder der Tragleisteneinheiten wird mindestens eine Honleiste befestigt. Zeitlich danach oder auch davor werden die Tragleisteneinheiten am Werkzeugkörper montiert, wobei dazu die Führungsbolzen der Tragleisteneinheiten in die dafür vorgesehenen Querbohrungen eingeführt werden. Zur Herstellung des Honwerkzeugs werden Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems gemäß der beanspruchten Erfindung verwendet. Bei Bedarf gehören dazu vorzugsweise auch geeignete Bolzenführungselemente, die z.B. in Form von Führungshaltern oder Führungssäulen im Werkzeugsystem vorliegen und, die eine Vergrößerung des mit einem bestimmten Werkzeugkörpertyp prozesssicher erreichbaren Wirkdurchmesserbereichs ermöglichen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

Fig. 1 bis 3: zeigen drei Werkzeugkörper einer Ausführungsform eines Werkzeugsystems in schräger Perspektive;
Fig. 4: zeigt einen Längsschnitt durch Komponenten eines Honwerkzeugs, das unter Verwendung eines Werkzeugkörpers gemäß Fig. 1 aufgebaut wird;
Fig. 5: zeigt eine schrägperspektivische Darstellung einer Variante, bei der am Werkzeugkörper Komponenten eines Kühlschmierstoff-Zufuhrsystems montiert sind;
Fig. 6 bis 9: zeigen verschiedene Ansichten von Tragleisteneinheiten, die in Verbindung mit einem der Werkzeugkörper der Fig. 1 bis 3 genutzt werden können,
Fig. 10 und 11: zeigen eine schrägperspektivische Ansicht bzw. einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Führungshalters mit integrierten Bolzenführungselementen zur Vergrößerung des nutzbaren Wirkdurchmesserbereichs;
Fig. 12: zeigt einen Führungshalter mit eingesetzter Tragleisteneinheit;
Fig. 13: zeigt einen Längsschnitt eines Bereichs des Honwerkzeugs, bei dem am Werkzeugkörper ein Führungshalter befestigt und eine Tragleisteneinheit in die Kombination aus Werkzeugkörper und Führungshalter eingeschoben ist;
Fig. 14: zeigt einen anderen Werkzeughalter mit daran befestigten Bolzenführungselementen;
Fig. 15A bis 15C: zeigen drei Beispiele zur Ausgestaltung einer festen, positionsgenauen Verbindung zwischen einem Werkzeughalter und einem Bolzenführungselement;
Fig. 16: zeigt in schrägperspektivischer Darstellung ein mithilfe von Werkzeugkomponenten des Werkzeugsystems zusammengebautes Honwerkzeug zum Honen von Bohrungen mit relativ großem Durchmesser.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele für ein modulares Werkzeugsystem dargestellt, das eine Vielzahl von aufeinander abgestimmten Werkzeugkomponenten umfasst, mit deren Hilfe Honwerkzeuge für unterschiedliche Anwendungen konfiguriert werden können. Es handelt sich im Beispielsfall um ein Werkzeugsystem, mit welchem Honwerkzeuge zusammengebaut werden können, die insgesamt einen Gesamt-Wirkdurchmesserbereich von 110 mm bis 600 mm abdecken können. Nach denselben Prinzipien können selbstverständlich auch andere Gesamt-Wirkdurchmesserbereiche abgedeckt werden.
Die beispielhaften, modular aufgebauten Honwerkzeuge sind besonders geeignet zur Bearbeitung tiefer Bohrungen mit großen Durchmessern, wie sie beispielsweise in Rohren für Pipelines oder in Zylinderlaufbuchsen für größere Verbrennungsmotoren vorkommen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden für funktionell und/oder strukturell ähnliche oder identische Komponenten bei allen Beispielen in der Regel dieselben Bezugszeichen verwendet, um Unübersichtlichkeit zu vermeiden.
Das Werkzeugsystem umfasst insgesamt genau drei unterschiedlich gestaltete Werkzeugkörper, die in den Fig. 1 bis 3 in schräger Perspektive dargestellt sind, nämlich einen ersten Werkzeugkörper 100-1 (Fig. 1 und Längsschnitt in Fig. 4), den zweiten Werkzeugkörper 100-2 und den dritten Werkzeugkörper 100-3. Wie in Fig. 1 und dem Längsschnitt von Fig. 4 gut zu erkennen ist, definiert der Werkzeugkörper 100-1 eine Werkzeugachse 112, die auch als Längsmittelachse des Werkzeugkörpers bezeichnet werden kann und der Rotationsachse des Honwerkzeugs im Honbetrieb entspricht. Jeder der Werkzeugkörper (generelles Bezugszeichen 100) ist einstückig aus einem relativ dickwandigen Rohrstück aus Stahl mithilfe materialabtragender Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Drehen, Funkenerosion, gegebenenfalls Finishen etc. hergestellt, um eine stabile Basis für das Honwerkzeug zu bilden. Ein Werkzeugkörper kann jedoch auch aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein.
Im Werkzeugkörper ist koaxial zur Werkzeugachse 112 eine über den größten Teil ihrer Länge zylindrische Axialbohrung 114 vorgesehen, die vom maschinenseitigen Ende 116 zum freien Ende 117 des Werkzeugkörpers durchgeht. Die Axialbohrung dient als Aufnahmebohrung und Führungsbohrung für ein werkzeuginternes Zustellelement 120, das im Beispielsfall drei axial beabstandete Konusabschnitte 122 mit Schrägflächen zur Zustellung von später noch erläuterten Tragleisteneinheiten umfasst.
Im maschinenseitigen Endabschnitt des Zustellelements 120 ist eine axiale Bohrung mit einem Innengewinde 124 ausgebildet, an der dortigen Außenseite verläuft eine Längsnut, in die ein Passstift eingreift, um eine Verdrehsicherung für das Zustellelement 120 zu bilden. Eine Stellschraube 128 mit breitem Kopf und einem Gewindeabschnitt mit einem zum Innengewinde 124 passenden Außengewinde ist stirnseitig in das Innengewinde eingeschraubt. Eine Drehung der Stellschraube 128 zum Beispiel mithilfe eines Imbus-Betätigungselements bewirkt eine axiale Verlagerung des Zustellelements 120. Damit ist eine Drehaufweitung geschaffen, die mit vielen konventionellen Antriebs- und Zustellsystemen für größere Honwerkzeuge kompatibel ist.
Der Werkzeugkörper 100-1 weist zwölf quer zur Werkzeugachse 112 ausgerichtete Querbohrungen (generelles Bezugszeichen 130) auf, deren Bohrungsachsen 132 jeweils radial zur Werkzeugachse 112 orientiert sind, so dass die Querbohrungen 130 im Folgenden auch als Radialbohrungen 130 bezeichnet werden. Die Querbohrungen bzw. Radialbohrungen 130 gehen von der Außenseite zur Aufnahmebohrung 114 durch und bilden insgesamt vier gleichmäßig über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen 135 mit jeweils drei achsparallelen und äquidistant zueinander angeordneten Radialbohrungen 130. Insgesamt sind vier jeweils um 90° umfangsversetzte Bohrungsgruppen mit jeweils drei Radialbohrungen vorgesehen.
Der Werkzeugkörper 100 ist insgesamt mehr oder weniger rohrförmig und weist in Axialrichtung abwechselnd Rohrabschnitte 113 und Querbohrungen 130 enthaltende Querbohrungsabschnitte 115 auf. Im Bereich der Rohrabschnitte hat der Werkzeugkörper eine mittlere Wanddicke, die etwa 20 % bis 30 % des mittleren Außendurchmessers des Werkzeugkörpers in den Wandabschnitten entspricht. Innerhalb der Querbohrungsabschnitte 115 ist für jede der Querbohrungen ein nach außen ragender Säulenabschnitt 134 ausgebildet derart, dass die in Radialrichtung gemessene Bohrungslänge einer Radialbohrung (Querbohrung) 130 deutlich größer ist als die mittlere Wanddicke, beispielsweise etwa doppelt so groß. Die nach außen ragenden Säulenabschnitte 134 haben etwa die Form von Zylinderhülsen. Die Ausgestaltung mit nach außen ragenden Säulenabschnitten bietet eine gewichtsoptimierte Ausgestaltung des Werkzeugkörpers, wobei gleichzeitig die Radialbohrungen 130 relativ lange Führungslängen für die später noch erläuterten Führungsbolzen von Tragleisteneinheiten bieten.
Das Werkzeugsystem umfasst weiterhin eine Vielzahl von Tragleisteneinheiten 150, die zu dem ersten Werkzeugkörper passen bzw. an diesem verwendet werden können, um ein Honwerkzeug zu konfigurieren. Anhand der Fig. 6 bis 9 wird eine zum ersten Werkzeugkörper passende Tragleisteneinheit 150 näher erläutert. Sie gehört zu einem ersten Satz von Tragleisteneinheiten, die in einen ersten Werkzeugkörper 100-1 passen. Die Tragleisteneinheit 150 umfasst eine aus Stahl gefertigte Tragleiste 155 mit flachem Rechteckquerschnitt und einer Länge, die etwas größer ist als die Länge der zugehörigen Bohrungsgruppe 135. An der später dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Innenseite der Tragleiste sind im Beispielsfall drei zylindrische Führungsbolzen 160 befestigt. Diese sind mit einem Ende in entsprechende Passbohrungen an der Tragleiste 155 eingefügt und dort durch Löten, Schweißen, Kleben o.dgl. befestigt. An ihren freien Enden weisen sie Schrägflächen 161 auf, die mit den Schrägflächen der Konusabschnitte 122 des Aufweitelements 120 korrespondieren. Der Achsabstand der achsparallelen Führungsbolzen 160 entspricht den Achsabständen der zugehörigen Querbohrungen 130. Die Bolzen ragen mit einer ersten Länge L1 von der Tragleiste ab. Alle Führungsbolzen eines Satzes von Tragleisteneinheiten haben dieselbe Länge.
Zusätzlich zu wenigstens einem Satz solcher Tragleisteneinheiten mit relativ kurzen Führungsbolzen gibt es noch mindestens einen zweiten Satz von Tragleisteneinheiten, deren Führungsbolzen eine größere freie Länge aufweisen und vorzugsweise auch einen unterschiedlichen Führungsquerschnitt bzw. Durchmesser aufweisen.
Eine Tragleisteneinheit 150 ist im Beispielsfall eine modular aufgebaute Einheit, die zusätzlich zu der Tragleiste 155 mit den daran befestigten Führungsbolzen 160 noch eine flache Adapterplatte 170 aufweist, die als Träger für die daran angebrachten Honleisten 175 dient und dazu auf einer Seite eine flache Rechtecknut zur Aufnahme der Honleisten aufweist (vgl. Fig. 9). Die außenliegende Rechtecknut dient zur Aufnahme von einer oder mehreren Honleisten, die z.B. in die Nut eingeklebt werden können. In der Tragleiste sind zwei achsparallele Durchgangsbohrungen 157 vorgesehen, die jeweils im Bereich zwischen zwei Führungsbolzen angeordnet sind. Die Adapterplatte 170 hat an ihrer der Tragleiste zuzuwendenden Unterseite hülsenförmige Vorsprünge 172, die passgenau in die Durchgangsbohrungen 157 der Tragleiste passen, so dass die Adapterplatte positionsrichtig an der Tragleiste befestigt werden kann. Die Verbindung zwischen Adapterplatte 170 und Tragleiste 155 ist konstruktionsbedingt leicht lösbar. Dazu ist im Bereich der Vorsprünge 172 der Adapterplatte 170 ein Innengewinde vorgesehen, in das das Außengewinde eines Gewindeabschnitts einer Befestigungsschraube 175 passt, so dass, wie in Fig. 7 dargestellt, die Adapterplatte 170 positionsrichtig und fest, aber mittels einer Schraubverbindung lösbar, an der Tragleiste befestigt werden kann. Auf diese Weise ist ein Auswechseln von Honleisten zum Beispiel nach Verschleiß besonders schnell und bequem möglich, wobei die positionsrichtige Lage der Honleisten erhalten bleibt. Durch die Verwendung von nur zwei Schrauben ist ein schnelles Wechseln der Adapterplatte möglich.
Unter Verwendung des ersten Werkzeugkörpers 100-1 und vier untereinander identischer Tragleisteneinheiten der in Fig. 6 gezeigten Art mit den kurzen Führungsbolzen 160 kann ein Honwerkzeug aufgebaut werden, das zum Honen innerhalb eines ersten Wirkdurchmesserbereichs genutzt werden kann. Dazu werden die drei Führungsbolzen 160 einer Tragleisteneinheit jeweils in die drei zugehörigen Radialbohrungen 130 einer Bohrungsgruppe 135 in Radialrichtung eingeführt und nach innen geschoben, bis die Schrägflächen 161 der Führungsbolzen auf den Schrägflächen der Aufweitkonen 122 des Zustellelements 120 aufsitzen. Mithilfe von Zugfedern, die an Hakenabschnitten der Tragleisteneinheiten eingreifen, werden die Tragleisteneinheiten radial auf die Aufweitkonen vorgespannt und können bei axialer Bewegung des Zustellelements in Richtung freiem Ende nach radial außen zugestellt werden.
Um eine spielfreie und dennoch leichtgängige radiale Führung der Bewegung der Tragleisteneinheiten 150 sicherzustellen, sind die Durchmesser DF1 der zylindrischen ersten Führungsbolzen 160 an die Durchmesser DR1 der Querbohrungen im ersten Werkzeugkörper (auch als erste Durchmesser bezeichnet) derart angepasst, dass eine radiale Gleitführung der Führungsbolzen 160 im Werkzeugkörper gebildet wird.
Unter Verwendung des ersten Werkzeugkörpers 100-1 können auch Honwerkzeuge konfiguriert werden, die für einen größeren Wirkdurchmesserbereich geeignet sind als diejenigen, die sich bei Verwendung der Tragleisten 150 mit den kürzesten Führungsbolzen erzielen lassen. Dazu kann dem ausgewählten ersten Werkzeugkörper 100-1 mindestens ein Satz von Tragleisten zugeordnet sein, der grundsätzlich denselben Aufbau hat wie die Tragleiste 150 der Fig. 6 und 7, wobei jedoch die Führungsbolzen (zweite Führungsbolzen 160L) über eine größere zweite Länge L2 von der Tragleiste abragen. Zur Illustration ist in Fig. 7 links ein zweiter Führungsbolzen 160L mit Länge L2 mit gestrichelten Linien dargestellt.
Diese Führungsbolzen könnten denselben Führungsquerschnitt bzw. Durchmesser DF1 aufweisen wie die ersten Führungsbolzen 160 und direkt in den Querbohrungen 130 des ersten Werkzeugkörpers 100-1 geführt sein. Allerdings kann dann beim radialen Zustellen nach außen das Problem auftreten, dass die Auskragungslänge der Führungsbolzen relativ groß wird, so dass sich unter den Prozesskräften bei weiter Auskragung eine Instabilität des Honwerkzeugs ergibt, die gegebenenfalls zu Vibrationen oder anderen Störungsphänomen führen kann.
Um derartige Probleme zu vermeiden, umfasst das Werkzeugsystem wenigstens einen Satz von Bolzenführungselementen 210, die an den ersten Werkzeugkörper 100-1 so angepasst sind, dass sie an ihm montiert bzw. befestigt werden können. Ein solcher Satz von Bolzenführungselementen hat für jede Querbohrung bzw. Radialbohrung 130 des Werkzeugkörpers eine Führungsbohrung 212, die dann, wenn das Bolzenführungselement am Werkzeugkörper befestigt ist, koaxial mit der zugehörigen Querbohrung verläuft.
Eine mögliche Ausgestaltung der Bolzenführungselemente wird nun anhand der Fig. 10 bis 13 näher erläutert. Die Fig. 10 und 11 zeigen in Schrägperspektive bzw. Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines langgestreckten Führungshalters 200, bei dem es sich um ein gesondert vom Werkzeugkörper gefertigtes, vorzugsweise einstückiges Bauteil aus geeignetem Stahl handelt. Der Führungshalter 200 umfasst drei Bolzenführungselemente 210, die über ein leistenförmiges Verbindungsstück 215 untereinander verbunden sind. In jedem der Bolzenführungselemente 210 ist eine durchgehende Führungsbohrung 212 ausgebildet, an die sich auf der der Verbindungsleiste abgewandten Seite ein im Wesentlichen zylindrischer erweiterter Abschnitt 214 anschließt. Weiterhin ist in jedem Bolzenführungselement mindestens eine Durchgangsbohrung 211 zur Aufnahme und Durchführung einer Befestigungsschraube ausgebildet. Der Innendurchmesser des erweiterten Abschnitts 214 ist an den Außendurchmesser der hülsenförmigen Vorsprünge 134 in den Querbohrungsabschnitten derart angepasst, dass der Führungshalter 200 auf diese säulenartigen Vorsprünge aufgesteckt werden kann, wobei dann die säulenartigen Vorsprünge in die erweiterten Abschnitte 214 eingreifen und so eine zuverlässige Positionierung des Führungshalters am Werkzeugkörper sicherstellen.
Die Führungsbohrungen 212 innerhalb der Bolzenführungselemente 210 verlaufen im Rahmen der Fertigungstoleranzen exakt achsparallel zueinander mit Achsabständen, die genau den Achsabständen der Querbohrungen 130 einer Bohrungsgruppe entsprechen. Wird der Führungshalter 200 auf die hülsenförmigen Abschnitte einer Bohrungsgruppe aufgesteckt und mittels der Befestigungsschrauben befestigt, verlaufen die Achsen der Führungsbohrungen 212 automatisch mit hoher Präzision koaxial zu den Radialbohrungen 130.
Fig. 13 zeigt einen Teilschnitt durch das freie Ende eines zusammengebauten Honwerkzeugs 300. Der Führungshalter 200 ist am Werkzeugkörper 100-1 durch Befestigungsschrauben befestigt. In der gezeigten Konfiguration ist eine Tragleisteneinheit 150 mit zweiten Führungsbolzen 160L eingesetzt, die länger sind als die ersten Führungsbolzen, welche ohne Führungshalter verwendet werden können. Der zweite Führungsbolzen greift durch die Führungsöffnung 212 des Führungshalters 200 und die Radialbohrung hindurch, sein schräges Ende stützt sich am Aufweitkonus ab.
Eine Besonderheit besteht hier darin, dass der Führungsdurchmesser DF2 des zweiten Führungsbolzens 160L etwas (z.B. einige Zehntelmillimeter) kleiner ist als der Führungsdurchmesser DR1 des kürzeren ersten Führungsbolzens 160. Gleichzeitig ist der Führungsdurchmesser DR2 der Führungsbohrungen 212 in den Bolzenführungselementen 210 etwas kleiner als der Durchmesser DR1 der Querbohrungen. Dadurch kann erreicht werden, dass die längeren Führungsbolzen 160L ausschließlich in den Führungsbohrungen 212 des Führungshalters 200 geführt werden, nicht aber in den etwas größeren Querbohrungen 130 im Werkzeugkörper. Dadurch können Zwangskräfte zwischen Werkzeugkörper und Führungshalter vermieden werden. Die zuverlässige Gleitführung in der Führungsbohrung 121 der Bolzenführungselemente 210 liegt in größerem radialem Abstand zur Werkzeugachse 112 als die Führung der kürzeren Führungsbolzen, die im Werkzeugkörper selbst stattfindet.
Der erste Werkzeugkörper 100-1 kann somit in mindestens zwei unterschiedlichen Konfigurationen genutzt werden. Wird er "nackt", d. h. ohne Anbringung von Bolzenführungselementen oder Führungshaltern, genutzt, können Tragleisteneinheiten mit kurzen Führungsbolzen sicher in den Querbohrungen 130 geführt werden. Sollen Tragleisteneinheiten mit längeren Führungsbolzen 160L montiert und sicher geführt werden, so wird ein Satz von Führungsleisten 200 (für jede Bohrungsgruppe einer) am Werkzeugkörper angeschraubt. Damit wird sozusagen ein modifizierter Werkzeugkörper geschaffen, der dann geeignet ist, Tragleisteneinheiten mit längeren Führungsbolzen in größerem Abstand zur Werkzeugachse so zu führen, dass auch bei voll ausgefahrenen Tragleisten die Auskragung jenseits der Führungsbohrung 212 so kurz bleibt, dass auch unter hohen Prozesskräften ein stabiler Betrieb möglich wird.
Der zweite Werkzeugkörper 100-2 hat einen ähnlichen Aufbau wie der erste Werkzeugkörper 100-1, ist jedoch dafür ausgelegt, Honwerkzeuge zu bilden, die für einen mittleren Wirkdurchmesserbereich prozessstabil funktionieren. Auch der zweite Werkzeugkörper ist einstückig aus einem rohrartigen Halbzeug gefertigt, hat eine axiale Durchgangsbohrung koaxial zur Werkzeugachse und hat vier jeweils um 90° umfangsversetzte Bohrungsgruppen mit jeweils drei axial versetzten Radialbohrungen. Die Achsabstände sind identisch zu den Achsabständen beim ersten Werkzeugkörper. Im Unterschied zum ersten Werkzeugkörper hat die Axialbohrung 114 einen größeren Durchmesser und die Wandstärke der rohrförmigen Abschnitte ist größer, so dass hohe Stabilität gegeben ist. In den Querbohrungsabschnitten 115 sind die radial zur Werkzeugachse orientierten Querbohrungen 130, also die Radialbohrungen 130, in größerem Abstand von der Werkzeugachse ausgebildet. Die hülsenförmigen Vorsprünge 134 sitzen auf quaderförmigen Sockeln, so dass mit größerem Abstand von der Werkzeugachse 112 in den Querbohrungen relativ lange Führungslängen bereitgestellt werden können.
Wird der zweite Werkzeugkörper 100-2 ohne Anbauteile genutzt, können ähnlich wie beim ersten Werkzeugkörper Tragleisteneinheiten mit unterschiedlich langen Führungsbolzen genutzt werden. Bei denjenigen mit den kürzesten Führungsbolzen sind die Führungsbolzen jedoch länger als die kürzesten am ersten Werkzeugkörper verwendbaren Führungsbolzen. Soll der Durchmesserbereich zu höheren Durchmessern erweitert werden, kann auf die hülsenförmigen Vorsprünge 134 jeweils ein Führungshalter 200 wie beschrieben aufgesetzt werden, um den Ort der radialen Führung weiter nach außen zu verlagern.
Es ist auch möglich, den zweiten Werkzeugkörper 100-2 zu verwenden, um damit durch Anbau von Bolzenführungselementen einen modifizierten Werkzeugkörper zu schaffen, der für Tragleisteneinheiten mit relativ langen Führungsbolzen funktioniert. Beispielsweise könnte ein Führungshalter der in den Fig. 10 bis 13 gezeigten Art verwendet werden, bei dem alle Bolzenführungselemente 210 für eine Bohrungsgruppe in ein einziges Bauteil integriert sind.
Anhand von Fig. 14 wird eine andere Möglichkeit beschrieben, bei der am dritten Werkzeugkörper 100-3 für jede Radialbohrung 130 ein gesondertes Bolzenführungselement 310 vorgesehen ist. Der dritte Werkzeugkörper 100-3 kann mithilfe von zwölf solcher Bolzenführungselemente 310 so modifiziert werden, dass unter Verwendung dieses modifizierten Werkzeugkörpers Honwerkzeuge für einen Wirkdurchmesserbereich aufgebaut werden können, dessen untere und obere Grenzwerte im Vergleich zu einer Verwendung eines "nackten" zweiten Werkzeugkörpers zu größeren Durchmesserwerten verschoben sind.
Die Bolzenführungselemente 310 dieses Beispiels werden jeweils so an den hülsenförmigen Vorsprüngen 134 der einzelnen Radialbohrungen befestigt, dass die in einem Bolzenführungselement ausgebildete Führungsbohrung 312 koaxial zur zugehörigen Radialbohrung 130 verläuft. Die Führungsbohrungen 312 haben analog zum ersten Beispiel einen kleineren Durchmesser als die zugehörigen Radialbohrungen. Die daran angepassten Tragleisteneinheiten haben entsprechende Führungsbolzen mit einem Durchmesser, der zusammen mit den Führungsbohrungen 312 eine Gleitführung bildet.
Die einzelnen Bolzenführungselemente 310 werden hier auch als "Führungssäulen" bezeichnet, da sie eine Führung für die Führungsbolzen der Tragleisten bieten und einen säulenartigen Aufbau mit einer in Axialrichtung gemessenen Länge aufweisen, die kleiner ist als der Durchmesser. Die Führungssäulen werden in die am Werkzeugkörper vorgesehenen Bohrungen mit Passung und Gewinde positioniert und mit dem Werkzeugkörper fest verbunden. Eine feste Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen, insbesondere Laserschweißen, oder auf andere Weise hergestellt werden.
Bei den Führungssäulen handelt es sich um sehr einfache Einzelteile, die aus einem Werkstoff mit besonderen Eigenschaften und ohne thermische Behandlung hergestellt werden können. Beispielsweise kann Werkzeugstahl oder vorgehärteter Werkzeugstahl verwendet werden. Die Fig. 15A zeigt ein Beispiel einer gewindefreien Führungssäule, die mit einem verjüngten Zapfen in die Bohrung im Werkzeugkörper eingesteckt und dann durch Schweißen, Kleben oder dergleichen mit diesem dauerhaft verbunden wird. Bei den Varianten in den Fig. 15B und 15C sind jeweils korrespondierende Gewindeabschnitte am Werkzeugkörper und an der Führungssäule ausgebildet, um die Führungssäulen am Werkzeugkörper einschrauben zu können. Bei der Variante von Fig. 15B hat die Führungssäule einem verjüngten Zentrierzapfen 311, der zur Positionssicherung in eine zylindrische Ausnehmung am Werkzeugkörper passt und an den sich ein Gewindeabschnitt anschließt. Die Schraubverbindung kann dann noch gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert sein, beispielsweise durch Klebstoff.
Anhand von Fig. 16 wird ein Ausführungsbeispiel eines komplett zusammengebauten Honwerkzeug 400 gezeigt, welches unter Verwendung des dritten Werkzeugkörpers 100-3 aufgebaut wurde. Dieser hat im Unterschied zum ersten und zweiten Werkzeugkörper an den einzelnen Radialbohrungen keine nach außen ragenden Zylinderhülsen, sondern nach außen ragende quaderförmige Abschnitte 434, in die eine radial ausgerichtete Stufenbohrung eingebracht ist, deren innerer Bereich die Radialbohrung bildet, an die sich nach außen ein im Durchmesser größerer Abschnitt anschließt, der an einer radialen Stufe nach innen zur Radialbohrung übergeht. Dazu passend sind einzelne Bolzenführungselemente 410 bzw. Führungssäulen 410 vorgesehen, die am nicht sichtbaren inneren Ende einen Befestigungsabschnitt aufweisen, an den sich nach außen ein flanschartiger Abschnitt 412 und daran ein längerer hülsenförmiger Abschnitt 415 anschließt. Die derart gebildeten Führungssäulen werden von einer Führungsbohrung durchsetzt, die mit dem Führungsbolzen der zugehörigen Trageinheiten eine Gleitführung bildet.
Um trotz des großen Wirkdurchmessers des Honwerkzeugs 400 einen ruhigen, vibrationsfreien Honprozess sicherzustellen, weist das Werkzeugsystem noch Sätze von Stabilisierungsringen 430 auf, welche am Umfang der Führungssäulen 410 wie dargestellt angebracht werden können, um somit einen vibrationsarmen und geräuschreduzierten Honprozess zu ermöglichen. Jeder Stabilisierungsring hat vier um 90° umfangsversetzte Radialbohrungen, in die die nach außen ragenden hülsenförmigen Abschnitte 415 der Führungssäulen im Wesentlichen spielfrei hineinpassen. In Umfangsrichtung zwischen den Radialbohrungen sind jeweils Langlöcher ausgebildet, um eine Gewichtsreduzierung an den Ringen zu erreichen.
Beim Zusammenbau des Honwerkzeugs 400 werden zunächst die Führungssäulen 410 von innen in die Radialbohrungen der Sicherungsringe 430 eingesteckt, bis der flanschartige Vorsprung von innen am Ring anschlägt. Dann kann der Sicherungsring mit den daran angebrachten Führungssäulen über den Werkzeugkörper geschoben werden. Für jeden Querbohrungsabschnitt ist ein eigener Stabilisierungsring vorgesehen. Ist der Stabilisierungsring richtig positioniert, können die innenliegenden Befestigungsabschnitte der Führungssäulen 410 in die Aufnahmebohrungen am Werkzeugkörper eingeführt und die Führungssäulen dann dort befestigt werden. Danach können die vier Tragleisteneinheiten am Honwerkzeug angebracht werden, indem die jeweiligen Führungsbolzen in die zugehörigen Führungsbohrungen der Führungssäulen 410 und die damit koaxialen Radialbohrungen einer Bohrungsgruppe eingeführt werden, bis die schrägen inneren Enden der Führungsbolzen in Kontakt mit den Konusflächen des Zustellelements stehen.
Das Werkzeugsystem umfasst zumindest bei der nachfolgend beschriebenen Variante weiterhin Werkzeugkomponenten eines Kühlschmierstoff-Zufuhrsystems 180, welche optional an einem Werkzeugkörper angebracht werden können. Im Beispiel von Fig. 5 sind die Komponenten am ersten Werkzeugkörper 100-1 angebracht. Sie umfassen einen Anschluss- und Verteilerring 182, in welchem ein umlaufender Verteilerkanal ausgebildet ist, der über einen nicht dargestellten Anschlussstutzen mit unter Druck stehender Kühlschmierstoffflüssigkeit beaufschlagt werden kann. Vom Verteilerkanal ausgehend verlaufen vier Düsenrohre 185 achsparallel zur Werkzeugachse 112 und mit radialem Abstand zum Werkzeugkörper zu einem ringförmigen Halteelement 183, welches am freien Ende des Werkzeugkörpers angeschraubt werden kann. Die Düsenrohre 185 weisen jeweils auf Höhe der Querbohrungsabschnitte zwei umfangsversetzte Düsenöffnungen auf, durch die hindurch Kühlschmierstoff zu den jeweils in Umfangsrichtung benachbarten Tragleisteneinheiten mit Honleisten gestrahlt werden kann. Für jeden der unterschiedlich dimensionierten Werkzeugkörper sind entsprechend passende Komponentensätze vorgesehen, die sich im Wesentlichen nur durch den Durchmesser der am Werkzeugkörper anzubringenden ringförmigen Komponenten unterscheiden.
Im Beispielsfall können mit Honwerkzeugen, die mithilfe des ersten Werkzeugkörpers 100-1 aufgebaut werden, Wirkdurchmesser im Bereich von 110 mm bis 200 mm abgedeckt werden, mithilfe des zweiten Werkzeugkörpers 100-2 lassen sich Honwerkzeuge mit Wirkdurchmessern von 200 bis 300 mm aufbauen und mithilfe des dritten Werkzeugkörpers kann der Wirkdurchmesserbereich von 300 mm bis 600 mm abgedeckt werden., sofern bei den größeren Durchmessern jeweils die passenden Führungssäulen auf dem Werkzeugkörper 100-3 montiert sind.
Die Herstellung der Komponenten des Werkzeugsystems ist insgesamt relativ kostengünstig. Für den gesamten Durchmesserbereich werden im Beispielsfall nur drei unterschiedliche Werkzeugkörper benötigt. Zum Herstellen der Werkzeugkörper werden rohrförmige Halbfabrikate in einer einzigen Einspannung komplett durch Drehen, Fräsen und gegebenenfalls weitere Fertigungsverfahren hergestellt. Anschließend ist es lediglich noch nötig, die Bohrung für das Aufweitelement zu schleifen. Durch die Auswahl eines Werkstoffs mit besonderen Eigenschaften, z.B. vorgehärteter Werkzeugstahl, ist eine thermische Behandlung des Werkzeugkörpers nach Formgebung nicht nötig. Die Überbrückung der gewünschten Wirkdurchmesserbereiche wird mithilfe der Führungssäulen und/oder Führungshalter erreicht, also mithilfe der zusätzlich anbringbaren Bolzenführungselemente. Diese können, wie im Falle der Führungshalter, zum Beispiel mittels Schraubverbindung lösbar mit dem Werkzeugkörper verbunden werden. Alternativ ist auch eine permanente Befestigung zum Beispiel durch Schweißen oder dergleichen möglich, wie im Beispielsfall der Führungssäulen. Auch die Führungshalter und die Führungssäulen können aus geeignetem Werkstoff ohne nachfolgende thermische Behandlung hergestellt werden. Insgesamt ergibt sich eine relativ gewichtsgünstige, gerüstartige modulare Struktur der Honwerkzeuge mit dem Werkzeugkörper im Zentrum und radial nach außen ragenden funktionellen Komponenten. Wie bei einem Bausatz kann ein Nutzer dabei die für seinen Zweck geeigneten und untereinander kompatiblen Werkzeugkomponenten aus dem Werkzeugsystem auswählen und damit ein passendes Honwerkzeug konfigurieren.
Das Werkzeugsystem kann Sätze von Adapterplatten mit unterschiedlichen Höhen des leistenförmigen Teils umfassen, so dass an ein- und derselben Tragleiste Honsteine in unterschiedlichem Abstand zur Tragleiste angebracht werden können. Durch die Verwendung von Adapterplatten unterschiedlicher Dicken ist es möglich, gewisse Wirkdurchmesserbereiche mit identisch dimensionierten Tragleisteneinheiten abzudecken. Bei einer Neubestückung kann die Honleiste bzw. die Honleisten von der bereits verwendeten Adapterplatte entfernt und diese anschließend wiederverwendet werden.

Claims

Werkzeugsystem mit Werkzeugkomponenten zum Konfigurieren von Honwerkzeugen unterschiedlicher Wirkdurchmesserbereiche, wobei die Werkzeugkomponenten umfassen:
wenigstens einen Werkzeugkörper (100-1, 100-2, 100-3), der eine Werkzeugachse (112) definiert, wobei in dem Werkzeugkörper eine koaxial zur Werkzeugachse (112) angeordnete Axialbohrung (114) zur Aufnahme eines Zustellelements (120) sowie mehrere quer zur Werkzeugachse ausgerichtete und zur Axialbohrung offene Querbohrungen (130) zur Aufnahme jeweils eines Führungsbolzens (160) ausgebildet sind, wobei die Querbohrungen (130) mehrere über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen (135) mit jeweils mindestens zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Querbohrungen (130) bilden;

einen ersten Satz von Tragleisteneinheiten (150) und wenigstens einen zweiten Satz von Tragleisteneinheiten, wobei jede Tragleisteneinheit eine Tragleiste (155) aufweist, die an einer dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Innenseite mindestens zwei in Querbohrungen einer Bohrungsgruppe einführbare Führungsbolzen (160) aufweist und zum Tragen mindestens einer Honleiste (175) ausgebildet ist;

jeder Satz von Tragleisteneinheiten eine der Anzahl von Bohrungsgruppen (135) entsprechende Anzahl von Tragleisteneinheiten (150) umfasst,

Tragleisteneinheiten des ersten Satzes erste Führungsbozen (160) mit einer ersten Länge (L1) und Tragleisteneinheiten des zweiten Satzes zweite Führungsbozen (160L) mit einer zweiten Länge aufweisen, wobei die zweite Länge größer als die erste Länge ist;

wenigstens einen Satz von Bolzenführungselementen (210, 310, 410), die zur Montage an dem Werkzeugkörper ausgebildet sind, wobei ein Satz von Bolzenführungselementen für jede der zur Aufnahme eines Führungsbolzens vorgesehene Querbohrungen ein Bolzenführungselement (210) mit einer darin ausgebildeten Führungsbohrung (212) aufweist, die bei am Werkzeugkörper montiertem Bolzenführungselement koaxial mit der Querbohrung (130) verläuft.
Werkzeugsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser der ersten Führungsbolzen (160) an einen Durchmesser der Querbohrungen (130) im Werkzeugkörper derart angepasst ist, dass eine Gleitführung der ersten Führungsbolzen (160) im Werkzeugkörper (100-1, 100-2, 100-2) erzeugbar ist und dass der Durchmesser der zweiten Führungsbolzen (160L) kleiner als der Durchmesser der ersten Führungsbolzen und derart an einen Durchmesser der Führungsbohrung (212) eines Bolzenführungselements (210) angepasst ist, dass eine Gleitführung der zweiten Führungsbolzen im Bolzenführungselement erzeugbar ist.
Werkzeugsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Bolzenführungselementen für jede der Bohrungsgruppen (135) einen langgestreckten Führungshalter (200) aufweist, der eine der Anzahl von Querbohrungen einer Bohrungsgruppe (135) entsprechende Anzahl von Bolzenführungselementen (210) aufweist, die untereinander verbunden sind.
Werkzeugsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungshalter (200) Montagestrukturen zur Herstellung einer lösbaren Verbindung, insbesondere einer Schraubverbindung, mit dem Werkzeugkörper (100-1, 100-2, 100-3) aufweist.
Werkzeugsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Bolzenführungselementen für jede zur Aufnahme eines Führungsbolzens vorgesehene Querbohrung, insbesondere für jede der Querbohrungen, ein gesondertes Bolzenführungselement aufweist, vorzugsweise in Form einer Führungssäule (310)).
Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkörper (100-1, 100-2, 100-3) ein einstückiges Bauteil ist, das in Axialrichtung abwechselnd Rohrabschnitte (113) mit einer mittleren Wanddicke und dazwischen liegende, Querbohrungen enthaltende Querbohrungsabschnitte (115) aufweist, wobei in den Querbohrungsabschnitte für jede der Querbohrungen ein nach außen ragender Säulenabschnitt ausgebildet ist derart, dass eine Bohrungslänge der Querbohrungen (130) größer ist als die mittlere Wanddicke in den Rohrabschnitten.
Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbohrungen (130) als radial zur Werkzeugachse (112) gerichtete Radialbohrungen (130) ausgebildet sind.
. Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (120) mehrere axial zueinander versetzte Konusabschnitte (122) mit Schrägflächen und die Führungsbolzen (160, 160L) an ihren freien Enden dazu komplementäre Schrägflächen (161) aufweisen.
Werkzeugsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (120) in einem maschinenseitigen Endabschnitt eine axiale Bohrung mit Innengewinde (124) aufweist und Einrichtung zur Sicherung des Zustellelements gegen Verdrehen innerhalb der Axialführungsöffnung vorgesehen sind.
Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkomponenten eine Vielzahl von Wechseleinheiten umfassen, die auswechselbar an einer Tragleiste einer Tragleisteneinheit montierbar sind und jeweils eine leistenförmige Adapterplatte (170) aufweisen, die an einer Seite Aufnahmestrukturen zur Aufnahme wenigstens einer Honleiste (175) und an einer gegenüberliegenden Montageseite Verbindungselemente (172) einer Verbindungseinrichtung zur lösbaren Verbindung der Adapterplatte (170) mit der Tragleiste (150) aufweist.
Werkzeugsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragleiste (150) zwei mit Abstand zueinander angeordnete und von der Außenseite zur Innenseite durchgehende Durchgangsbohrungen (157) aufweist und die Wechseleinheit Verbindungselemente in Form von in die Durchgangsöffnung spielfrei einführbaren Zapfen aufweist, wobei vorzugsweise die Zapfen einen Gewindeabschnitt zur Herstellung einer Schraubverbindung zwischen Wechseleinheit und Tragleisteneinheit aufweisen.
Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugsystem optional am Werkzeugkörper montierbare Komponenten eines Kühlschmierstoff-Zufuhrsystems (180) umfasst, insbesondere einen am Werkzeugkörper montierbaren Anschluss- und Verteilerring (182), in welchem ein umlaufender Verteilerkanal ausgebildet ist, sowie mehrere mit dem Verteilerkanal kommunizierende, achsparallel zur Werkzeugachse und mit radialem Abstand zum Werkzeugkörper montierbare Düsenrohre (185) mit Düsenöffnungen (186) zur Abgabe von Kühlschmierstoff.
Werkzeugsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugsystem wenigstens zwei, insbesondere genau drei unterschiedlich ausgebildete Werkzeugkörper (100-1, 100-2, 100-3) umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Honwerkzeugs umfassend:
Auswählen eines Werkzeugkörpers (100-1, 100-2, 100-3), der eine Werkzeugachse (112) definiert,

wobei in dem Werkzeugkörper eine koaxial zur Werkzeugachse (112) angeordnete Axialbohrung (114) zur Aufnahme eines Zustellelements (120) sowie mehrere quer zur Werkzeugachse ausgerichtete und zur Axialbohrung offene Querbohrungen (130) zur Aufnahme jeweils eines Führungsbolzens (160) ausgebildet sind,

wobei die Querbohrungen (130) mehrere über den Umfang des Werkzeugkörpers verteilte Bohrungsgruppen (135) mit jeweils mindestens zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Querbohrungen (130) bilden;

Einsetzen eines Zustellelements (120) in die Aufnahmebohrung (114);

Auswählen eines Satzes von Tragleisteneinheiten (150) mit einer der Anzahl von Bohrungsgruppen (135) entsprechenden Anzahl von Tragleisteneinheiten (150), wobei jede Tragleisteneinheit eine Tragleiste (155) aufweist, die an einer dem Werkzeugkörper zuzuwendenden Innenseite mindestens zwei in Querbohrungen einer Bohrungsgruppe einführbare Führungsbolzen (160) aufweist und zum Tragen mindestens einer Honleiste (175) ausgebildet ist;

Befestigen mindestens einer Honleiste (175) an jeder der Tragleisteneinheiten;

Montieren der Tragleisteneinheiten am Werkzeugkörper mit Einführen der Führungsbolzen der Tragleisteneinheiten in die dafür vorgesehenen Querbohrungen;

dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des Honwerkzeugs Werkzeugkomponenten eines Werkzeugsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche verwendet werden.