JPH0386464A

JPH0386464A - 穴壁部の、特に内燃機関におけるシリンダ穴のシリンダ走行面の表面加工を行うホーニング工具

Info

Publication number: JPH0386464A
Application number: JP2209066A
Authority: JP
Inventors: Gerhard Sandhof; ゲルハルト　ザントホーフ
Original assignee: Mas Fab Gehring & Co KG GmbH
Current assignee: Mas Fab Gehring & Co KG GmbH
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1991-04-11
Also published as: EP0413847A1; US5085014A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半径方向の圧力によって穴壁部に当接可能な
少なくとも１つの作業要素を有する工具本体からなる、
穴壁部の、特に内燃機関におけるシリンダ穴のシリンダ
走行面の表面加工を行うホーニング工具に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

走行特性を有する穴壁部をホーニング加工する場合、大
表面は、一方において安定な潤滑膜を保証するために所
定の粗さを有する必要があるが、他方において良好な滑
り特性を有する必要がある。

したがって、安定した潤滑膜を得るため一方において粗
い表面特性を必要とするが、他方において良好な滑り特
性を得るため可及的に精細な表面が必要であり、さらに
、これは表面変形に無関係（技術用語では“シートカバ
ー”と呼ばれる）である必要がある。

この矛盾する要求を満たすため、いわゆるプラトーホー
ニング工具によって表面加工が行われている。帯状のホ
ーニング工具の種類に属するこの工具は、工具本体の周
囲に分散して設けられ軸方向に延びる帯状のホーニング
板（砥石）を有し、このホーニング板が１位置調整装置
によって、加工すべき表面の方へ半径方向の外側へ押圧
される。

プラトーホーニング工具に、互いに無関係に作動するホ
ーニング板セットが設けられ、このホーニング板セット
は複式調整装置によって個別に制御される。第１の作業
工程において、粗い粒子の第１の板セットによって粗い
表面形状を有する基礎組織が形成され、次に、微細な粒
子の第２の板セットによって、いわゆるプラトー組織が
得られるまで、隆起した尖り部分が平らにされる。この
ようなプラトー表面は精緻な組織を有し、その隆起部頂
上の平坦部は、基礎組織の極めて深い溝によって短い間
隔で不規則に中断されている。

プラトーホーニング工具によって行われる表面加工は、
分離され相前後して使用される２つの帯状のホーニング
工具によっても行うことができる。

しかしながら、所望のプラトー組織は全表面に均一には
得られないことが判った。基礎組織を研磨した後、穴の
マクロ形状（円筒形状、丸み、直線性）に、研磨されな
い部分が残ることは不可避である。軸方向に延びるホー
ニング板の形状寸法（長さおよび幅）に起因して、ホー
ニング板が穴のマクロ形状に充分適合することは不可能
であり、したがって、大全表面上の隆起した尖り部分を
均一に平らにすることができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、穴壁部の全表面に均一なプラトー組織
を形成することが可能な、簡単に組立てられるホーニン
グ工具を提供することである。

〔課題を解決するための手段及び効果〕この課題は、本
発明によれば、作業要素が、ホーニング工具の縦軸線と
ほぼ同軸に設けられた、ピストンリングの形式のホーニ
ングリングとして、構成されることによって解決される
。

作業要素（ホーニングリング）をピストンリング式に構
成することによって、穴壁部への良好な形状結合的な当
接が得られる。本発明によるホーニング工具は、別個の
ホーニング工具による２段階の作業工程の場合に使用さ
れ、他の工具によってつくられた基礎組織の隆起した尖
かり部分を平らにするのに特に良く適しており、したが
って穴壁部の全表面にわたって均一なプラトー組織が得
られる。

工具本体の軸方向に数個のホーニングリングを相前後し
て設けることが好ましく、その場合、ホーニングリング
は、例えば同じ間隔を相互間に有している。それぞれの
ホーニングリングは、自己突張り応力が作用されスリッ
トが切られて構成され、したがって、ホーニングリング
は、均一に作用する面圧力によって工作物穴の壁部に当
接する。

このようにして、円筒壁の形状に充分適合させることが
容易になる。

ホーニングリングをそのように構成することによって、
均一に作用する面圧力によってホーニングリングが工作
物穴壁部に当接するため、本発明によるホーニング工具
は、簡単に構成され、特別な調整装置を必要としない。

したがって、ホーニングを備えたこの工具本体は、ピス
トンリングを備えたピストンとほぼ同様につくられ、内
燃機関のシリンダ穴部のホーニング加工に好適である。

特に、本発明によるホーニング工具によるプラトーホー
ニングによって、シリンダ穴部へのピストンの差し込み
工程が予め行われ、シリンダ穴部の機能に適した表面が
つくられる。

本発明のその他の特徴は、末尾に記載の実施態様、およ
び説明、ならびに次に一層詳細に記述する本発明による
ホーニング工具を示す図面から明らかである。

〔実施例〕

ホーニング工具１　（第１図、第３図）は、工具縦軸線
３に対してほぼ回転対称な工具本体２を有し、この工具
本体２は、一方の端部に側方の突出ビン５を有する、直
径の小さな軸方向のジャーナル延長部４を備えている。

ジャーナル延長部４は、突出ビン５によって、相応して
形成され一点鎖線で示されている駆動スピンドル６に、
銃剣装着式に差し込まれる。駆動スピンドル６は、図に
詳しく示されていないホーニング駆動装置によって駆動
される。本発明によるホーニング工具１によって、例え
ば袋穴として形成することが可能な工作物穴７の円筒壁
８が加工される。

円筒形の工具本体２は、その周囲に工具縦軸線３と同軸
に延びる環状溝９を有し、この環状溝９の内部に環状の
作業要素１０すなわちホーニングリングが保持されてい
る。ホーニングリング１０は、軸方向に狭い遊び間隙を
もたせて環状溝９にはめ込まれている。実施例において
、６個の環状溝９がホーニングリング１０を備え、この
ホーニングリング１０が、互いに軸方向に間隔を置いて
工具本体２に設けられている。その場合、工具本体２の
下方の自由端部１１に対する、最後のホーニングリング
１０の距離が、極めて小さくされ、したがって円筒壁８
の加工を穴底部における逃げ溝まで行うことができる。

それぞれの隣り合うホーニングリング１０の間隔は、同
一にすることができ、自由端部１１に対する下部のホー
ニングリング１０の距離より特に大きくされている。

それぞれのホーニングリングｌＯは、自己突張り応力が
加えられてスリットが設けられ、１つのホーニングリン
グは矩形断面を有する開放された輪ばねの形状を有して
いる。ホーニングリング１０は、その外周に、例えば結
合された金剛石粒子からなる研磨層１２を有している。

第２ａ図および第２ｂ図に示されているように、研磨層
１２の代りに、剛毛２７を１個または数個のホーニング
リング１０に局部的または全体的に設けることが好まし
い場合がある。加工面への冷却媒体の流れを良好にする
ため、ホーニングリング１０に冷却媒体穴２８を設ける
のが有効である。

このように構成されているため、ホーニング工具１を工
作物の穴７に入れることによって、所定の均一に作用す
る面圧力によってホーニングリング１０が円筒壁８（第
１図）に当接する。この当接動作はホーニングリング１
０の弾性および形状によって達成され、ホーニングリン
グ１０がピストンリングのように工具本体２に保持され
、穴７の中で回転する。

それぞれのホーニングリング１０の貫通した軸方向スリ
ットは、凹部を備えた合わせ目１３を形成している。こ
のホーニングリング１０を取り付ける工具本体２の環状
溝９の溝底部に固定されたピン１４が、凹部にはまり込
み、このようにすることによって、それぞれのホーニン
グリング１０が工具本体２に、回らないように保護され
て保持される。それぞれのホーニングリング１０の回り
止めは、他のホーニングリングの回り止めに対して周囲
方向にずらせて設けられる。

ホーニング工具１は、作業面を洗滌し冷却するため、特
に、内部の冷却媒体供給管を備えている。

それぞれの環状溝９の溝底部に窪みが設けられ、この窪
みが、流通する環状通路１５を形成する。

それぞれの環状通路１５から半径方向の穴１６が共通の
袋穴１８に通されている。この袋穴１８は工具本体２の
上端面１７から軸方向に延び、端面側１７の開放端部に
ニップル１９を有し、このニップル１９がチューブ２０
に接続されている。このチューブ２０は、公知のように
、例えばリングマニホルドを介して冷却媒体圧送源２９
（詳細には図示せず）に接続され、この冷却媒体圧送源
２９は、液圧制御装置３０を介して穴１６．１８および
環状通路１５に冷却媒体または圧力媒体を供給する（第
３図）。液圧制御装置３０は、電子制御装置３１特に数
値制御ユニットによって制御される。全体の機械内にま
とめられた数値制御ユニット３１および制御装置３０に
よって、液圧が環状通路１５内に供給され、この液圧に
よってホーニングリングの当接圧力を調整することがで
きる。

ホーニング工具の作動中に、冷却媒体が、チューブ２０
、袋穴１８および穴１６を通って環状通路１５に達し、
そこからホーニングリング１ｏと環状溝９との間のはめ
あい間隙を通して、加工すべき面に流出される。相応す
る冷却媒体圧力の場合、研磨層が加工面から外部に洗い
流される。このためには、加工面に冷却媒体を一層多量
に流すための別の穴または開口部２８（第２ｂ図）を、
ホーニングリング１０に設けることが有利な場合がある
。

同時に、冷却媒体がそれぞれのホーニングリングｌＯの
内側リング面２１に対して液圧を作用させ、したがって
、それぞれのホーニングリング１０が工作物の穴７の円
筒壁８に押圧される。ホーニング工具１への冷却媒体の
供給によって、ホーニングリング１０の合目的な調整を
行うことができる。冷却媒体圧力の相応な選択によって
、ホーニングリングが作動する面圧を、設定するか、ま
たは加工時に合目的に変化させることができる。

そのように、ホーニングリング１０に、液圧を作用させ
る調整装置が設けられている場合、ホーニングリング１
０を自己突張り応力なしに使用することもできる。

第１図に示されているように、工作物穴７の入口のすぐ
上に設けられた受入れ円筒２２が、合目的にホーニング
工具１に備えられている。受入れ円筒２２は、工作物穴
７と同列の面の円筒部分２４からなる穴２３を有し、こ
の穴の工作物と反対側すなわち上方の端部２６に、円錐
状に広げられた部分２５が続いている。円筒部分２４は
、はぼ工作物穴７の目標寸法を有するが、円錐部分２５
は、ホーニングリング１０が緩められた場合の外径より
大きな最大直径を有している。

ホーニング加工を開始するため、ホーニング工具１が工
作物穴７の方向に上端位置からおろされ、その場合、工
具本体が先ず受入れ円筒２２内に入れられる。その場合
、穴２３の円錐状に延びる部分２５によって、ホーニン
グリング１０が、はぼ工作物穴７の目標寸法に半径方向
に弾性的に圧縮され、したがって予め緊張する。同時に
、この場合、ホーニング工具１が工作物軸線３に揃えら
れて案内される。このようにして、ホーニング工具１が
事前加工された工作物の穴７内に正確に案内されて差し
込まれ、この事前加工された工作物の穴７の直径は、受
入れ円筒２２の円筒部分２４の直径と同じであるか、ま
たはこの直径より　１／１０００ミリ程度だけ小さい。

工作物の加工が行われた後、工具の下縁部が工作物穴７
をちょうど離れた位置にまで、ホーニング工具が工作物
穴７から完全に取り出される。受入れ円筒２２の穴２３
における円筒部分２４の長さは、この工具位置く図に一
点鎖線で示された位置）において、すべてのホーニング
リング１０が円筒部分２４にあるように選択することが
できる。

そのようにして、ホーニングリングは、工作物の取替え
時にも事前応力が作用した状態に維持され、次の工作物
に迅速に再び挿入されることが保証される。

西ドイツ特許公開第３７１９７９６号公報（この場合、
この開示に明らかに関連する）に記載されているように
、工具１が補助的な高圧・戒噴射装置を備えている場合
には、西ドイツ特許公開第３７１９７９６号公報に開示
された方法に準拠して、組合わされたホーニング処理、
噴射処理およびブラッシング処理を工具１によって行う
ことができる。第３図に示されているように、袋穴１８
に補助的に設けられ袋穴１８とは接続されていない１個
または数個の軸方向袋穴３２に、高圧液源３３が接続さ
れている。袋穴３２は、半径方向のノズル穴３４と接続
され、この袋穴３２は、特にそれぞれホーニングリング
１０の間にあってホーニング工具の周囲に開口している
。したがって、その噴射流が直接的に加工面に半径方向
に向けられる。

先に、本発明の実施態様を列記しておく。

（１）工具本体（２）の軸方向に数個のホーニングリン
グ〈１０）が互いに間隔を置いて設けられ、ホーニング
リング（１０）が、互いに特に同じ間隔を有することを
特徴とする請求項記載のホーニング工具。

（２）それぞれのホーニングリング（１０）が、縦軸線
（３）と同軸方向に並べられた、工具本体（２）の周囲
の環状溝（９）内に保持され、特に軸方向に狭い遊びを
もたせて、はめ込まれることを特徴とする請求項または
上記第１項に記載のホーニング工具。

（３）それぞれのホーニングリング（１０）が、自己突
張り力を保有し且つスリットが入れられて構成されるこ
とを特徴とする請求項、上記第１項または第２項記載の
ホーニング工具。

（４）ホーニングリング（１０）が、均一に作用する面
圧によって工作物の穴（７）の壁部（８）に当接するこ
とを特徴とする、上記第３項記載のホーニング工具。

（５）ホーニングリング（１０）が、工具本体（２）に
、回らないように取り付けられることを特徴とする請求
項または上記第１項ないし第４項のいずれか１項に記載
のホーニング工具。

（６）ホーニングリング（１０）が、その外周に研磨層
（１２〉を有することを特徴とする請求項または上記第
１項ないし第５項のいずれか１項に記載のホーニング工
具。

（７）ホーニングリング（１０）の外周に、剛毛（２７
）が植え込まれることを特徴とする請求項または上記第
１項ないし第６項のいずれか１項に記載のホーニング工
具。

（８）ホーニングリング（１０）が、液圧調整装置によ
って操作可能であることを特徴とする請求項または上記
第１項ないし第７項のいずれか１項に記載のホーニング
工具。

（９）ホーニングリング（１０）が、工作物の穴（７）
に入れられる以前に、受入れ円筒（２２）の穴（２３）
の円錐状に延びる部分（２５）によって、はぼ工作物穴
（７）の目標寸法に事前応力が加えられ、工作物穴（７
）と同軸に揃えられることを特徴とする請求項または上
記第１項ないし第８項のいずれか１項に記載のホーニン
グ工具。

（１０）冷却媒体が、工具本体（２〉内に延びる内部穴
（１８，１６）を通して、それぞれの環状溝（９）の溝
底部に設けられた環状通路（１５）に供給され、ホーニ
ングリング（１０）とリング溝（９）との間のはめあい
間隙を通して、圧力によって流出されることを特徴とす
る請求項または上記第１項ないし第９項のいずれか１項
に記載のホーニング工具。

（１１）ホーニング工具が、高圧・液噴射装置を備える
ことを特徴とする請求項または上記第１項ないし第１０
項のいずれか１項に記載のホーニング工具。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるホーニング工具を研磨すべき工作
物の穴内に入れられた状態で一実施例として示す一部断
面側面図、第２ａ図は第１図に示す装置を構成するホー
ニングリングの端面に研磨層の代りに研磨用剛毛が植え
込まれた別の実施例を示す部分的な断面図、第２ｂ図は
第２ａ図に示すホーニングリングにさらに冷却媒体の流
れを良好にする穴が設けられた別の実施例を示す部分的
な断面図、第３図は本発明によるホーニング工具と冷却
媒体圧送源および高圧・液噴射源との配管系統の一実施
例を示す断面図である。１・・・・・・ホーニング工具２・・・・・・工具本体３・・・・・・縦軸線７・・・・・・工作物穴９・・・・・・環状溝ＩＯ・・・・・・ホーニングリング１２・・・・・・研磨層１５・・・・・・環状通路１６．１８・・・・・・内部穴２２・・・・・・受入れ円筒２３・・・・・・受入れ円筒穴２５・・・・・・円錐部分７・・・・・・剛毛Ｆｉｇ、１Ｆｉｇ、　２ａＦｉｇ、２ｂ１１９３

Claims

【特許請求の範囲】

半径方向の圧力によって穴壁部（８）に当接可能な少な
くとも１つの作業要素（１０）を有する工具本体（２）
からなる、穴壁部の、特に内燃機関におけるシリンダ穴
のシリンダ走行面の表面加工を行うホーニング工具にお
いて、作業要素が、ホーニング工具（１）の縦軸線（３
）とほぼ同軸に設けられた、ピストンリングの形式のホ
ーニングリング（１０）として、構成されることを特徴
とするホーニング工具。