DE2903162C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem hydraulisch einstellbaren Honwerk­ zeug für Innen- und Außenhonen nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Durch die US-PS 33 62 113 ist ein Honwerkzeug mit einer Dehnhülse bekannt, welche am Außenumfang eines starren, zylindrischen Körpers unter Bildung eines mit Fluid gefüllten Ringkanals angebracht ist. Der Körper hat eine Längsbohrung und mehrere, von dieser abgehende und in den Ringkanal mündende Radialbohrungen zur Aufnahme des Fluids. Die US-PS 31 93 977 zeigt ein einstellbares Läppwerkzeug mit einem hohlen, zylindrischen Läppkopf, dessen Außenumfang mit Kanälen zur Aufnahme des losen Läppkorns versehen ist. Der Läppkopf ist mit einem Hydraulikmedium gefüllt, das bei Druckerhöhung eine radiale Aufweitung des Kopfes bewirkt. Die Versorgung des Werkzeugs mit Druckmittel erfolgt bei den beiden vorstehend beschriebenen bekann­ ten Anordnungen jeweils durch eine separate Druckstufe, auf welche Werkzeuge mit unterschiedlichem Durchmesser aufschraubbar sind. Vor Gebrauch muß das Werkzeug stets von neuem auf seinen Soll-Durch­ messer eingestellt werden, was sehr zeitaufwendig ist. Die Dehnhülse muß mit Druckflüssigkeit gefüllt werden, bevor sie auf die Druck­ stufe aufgeschraubt wird. Die Druckstufe selbst ist verhältnismäßig aufwendig ausgebildet und benötigt mehrere Ventile. Durch die US-PS 23 42 599 ist ferner ein Honwerkzeug bekannt, das eine starre, zylindrische Hülse mit darin angeordnetem Druckluftschlauch hat. In der Hülse sind in gleichem Abstand voneinander mehrere Längsschlitze zur Aufnahme von Leistenhaltern ausgebildet, an denen je eine Hon­ leiste befestigt ist. Die Leistenhalter stehen in durch Federringe bewirktem Kontakt mit dem Druckluftschlauch. Der radiale Durchmesser des Honwerkzeugs wird durch den Luftdruck im Schlauch und dem diesem entgegenwirkenden Druck der Ringfedern bestimmt. Das erforderliche Gleichgewicht zwischen Luftdruck und Federdruck kann sich im Laufe der Zeit verändern, so daß keine eindeutige Zuordnung eines bestimm­ ten Luftdrucks zu einem bestimmten Durchmesser des Honwerkzeugs mög­ lich ist.

Aufgabe der Erfindung

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Honwerkzeug der im Gattungsbegriff des Hauptanspruchs genannten Art hinsichtlich Aufbau und Einstellung zu vereinfachen und zu ver­ bessern.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Honwerkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs erbringt den Vorteil eines sehr einfachen, kom­ pakten sowie verwindungs- und biegesteifen Aufbaus des Werkzeugs mit dem besonderen Effekt, daß die Werkzeuge nicht auf eine zentrale, außerhalb des Werkzeugs angeordnete Druckversorgung angewiesen sind und deshalb vor Gebrauch nicht jedesmal neu eingestellt zu werden brauchen. Eine Neueinstellung ist nur bei einem Wechsel der Dehn­ hülse oder bei Änderung des zu bearbeitenden Bohrdurchmessers erfor­ derlich. Der Kolben dient zur Einstellung exakter End-Durchmesser­ maße, so daß durch entsprechende Voreinstellung die Einhaltung µ-genauer Maßgruppen möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Honwerkzeugs möglich. Besonders vorteilhaft erscheint die Verwendung eines blasenfreien Fettes oder eines nicht komprimierbaren Öls (Hydrauliköl) als Hydraulikmedium. Statt der Verwendung mehrerer Honleisten kann auch nur eine Honleiste und mindestens eine Stützleiste Verwendung finden. Die Stützleisten können aus Hartmetall oder als Diamantleisten gefertigt sein und besitzen keine wesentliche Schneidwirkung.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste, schematisch dargestellte Ausführungsform des Honwerkzeugs im Längsschnitt,

Fig. 1a einen Querschnitt durch das Werkzeug nach Fig. 1 in Höhe einer Führungshülse,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Hülse des Honwerkzeugs nach Anspruch 1,

Fig. 3 bis 9 weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Honwerkzeugs.

Alle Ausführungsbeispiele beruhen auf dem gleichen Konstruktionsprinzip; für gleiche Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet.

Beschreibung der Erfindung

In Fig. 1 ist das Grundprinzip des Honwerkzeugs mit hydraulischem Aufweitsystem dargestellt. Die Honleisten, bzw. die Schneidhonbe­ läge 1 sind auf einer dünnwandigen Dehnhülse 2 z. B. mit speziellen Klebern aufgebracht. Die Wandstärke der Dehnhülse ist unter anderem abhängig von

• - dem vorhandenen (z. B. Honmaschinen Hydraulik) Druck,
• - der eingesetzten Kolbenfläche
• - der Buchsen- bzw. Hutform
• - der Abdichtungsmöglichkeit der Hülse (hartverlötet oder Simmer­ ringe usw.)
• - der beim Honen auftretenden Belastung (radial und axial)
• - der Befestigungs-Nutentiefe-Form (siehe Fig. 2).

Als Werkstoff der Hülsen können Schnellarbeitsstähle eingesetzt wer­ den, grundsätzlich jedoch Stähle höherer Zugfestigkeit.

Die dünnwandige Dehnhülse 2 ist gegenüber dem als zylindrischer Körper 3 ausgebildeten Hondorn sowohl in axialer als auch in radialer Richtung vollkommen abgedichtet. Innerhalb des Körpers 3 sind Zuführkanäle 4 für das Hydraulikmedium 5 vorgesehen. Das Hydraulikmedium 5 besteht vorzugsweise aus einem blasenfreien Medium (Spezialöl, Fett oder ähnliches). Im Bereich der dünnwandigen Dehn­ hülse 2 ist konzentrisch zu dieser ein zylindrischer Ringkanal 6 vorgesehen, in dessen Bereich das Hydraulikmedium 5 auf die dünn­ wandige Dehnhülse einwirkt. Je nach Anwendungsart des Honwerkzeugs ist zur genauen Bearbeitung von Bohrungen eine Vor- bzw. Nachführung 7 zur besseren Justierung vorgesehen. In Fig. 1a ist eine Aus­ führungsform dieser Justierungseinrichtung abgebildet.

Die Aufweitung der Dehnhülse erfolgt mit dem vorstehend erwähnten, unter Druck stehenden, blasenfreien Hydraulikmedium. Der Druck auf das Medium 5 ist durch einen Kolben veränderbar, welcher in einer Längsbohrung 4 des zylindrischen Körpers 3 verstellbar geführt ist. Der Kolben kann entweder als ein in der Längsbohrung 4 verschiebbar geführter Druckstift 9 ausgebildet sein, dessen Verstellung maschinell erfolgt (Fig. 4) oder er kann aus einer Stiftschraube 8 (Fig. 1) bestehen, die in ein Innengewinde der Längsbohrung 4 ein­ greift. Der Stiftschraube 8 kann eine Skalenscheibe mit µ-Ein­ teilung zugeordnet sein. Die Schraube 8 befindet sich an der freien Unterseite des Körpers 3. Im ersteren Fall fährt die Honmaschine einen Druckstift aus, der von der Maschinen-Hydraulik oder Mechanik bewegt wird. Dieser wiederum betätigt den Druckstift 9.

Die Aufweitqualität hinsichtlich Rundheit und Zylindrizität liegt im 1-2 µ-Bereich je nach Verstellgröße. Dies ist ein Größenordnungsbereich, der bei allen bekannten Kegelaufweitsystemen nicht erreich­ bar ist. Der Durchmesserbereich liegt im allgemeinen zwi­ schen 6 und 300 mm. Die angegebenen Genauigkeiten gelten für den Dehnkörper (Dehnhülse). In erster Linie sind die Abweichungen zwischen Minimal- und Maximaldurchmesser re­ levant, da die aufgesetzten Honbeläge sehr genau über­ schliffen oder gelappt werden können. Die Abweichung der Rundheit liegt derzeit bei ≦0,4 µ, bei der Zylindrizität bei 1,1 µ über den gesamten Durchmesser-Dehnbereich. Der Fehler, z. B. Rundheit und Zylindrizität der Dehnhülse, ist nur wichtig für die gleichartige Aufweitbarkeit (Wie­ derholbarkeit, Konstanz, Formtreue usw.). Die genaue Form der Honahle plus Honbeläge (also Gesamtsystem) wird ge­ schliffen oder geläppt. Der Dehnkörper muß nur gewähr­ leisten, daß bei Durchmesserverstellungen nach plus oder minus keine Formabweichungen auftreten können.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die dünnwandige Dehn­ hülse 2 mit verschiedenen Möglichkeiten der Honleisten­ aufbringung. Die Honleisten 1 können sowohl auf der Mantelfläche der dünnwandigen Dehnhülse 2 oder auch in eingebrachte Nuten 10 oder Anschlagschultern (Verzahnung) 11 mittels Kleber eingebracht werden.

Fig. 3 zeigt ein Honwerkzeug zum Stufenhonen von Sack­ lochbohrungen. Beim Stufenhonen wird mit mehreren Spin­ deln gearbeitet. Jede Spindel enthält eine Honahle, die auf ein festes Maß eingestellt ist und dieses Maß in einem Niedergang fertigt. Je nach Abtragsleistung wird auf die Honahlen unterschiedliches Korn aufgebracht (Bohrung wird einmal durchfahren).

Fig. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit der Werkzeugaus­ bildung zum Honen von Sacklochbohrungen, mit einer maschinenanschlußseitigen Verstellbetätigung, Fig. 5 eine Ausführungsform zum Honen von Durchgangsbohrungen mit Schrupp- und Schlichtvorgang. Als Meßsystem kann bei allen vorliegenden Ausführungsbeispielen eine an sich bekannte Luft-Meßeinrichtung 12 verwendet werden. Dieses Meßsystem eignet sich auch steuerungstechnisch, insbesondere für das Läppen, da sich auch Fehler ≦0,5 µ (Zylindrizität) kompensieren lassen.

In Fig. 5 ist im Schnitt A-B ein Schnitt durch ein Hon­ werkzeug dargestellt, welches die Luft-Meßeinrichtung 12 zeigt.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Honwerkzeugs zum Honen von Durchgangsbohrungen ohne Vor- bzw. Nach­ führung entsprechend Fig. 1.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Honen von Durch­ gangsbohrungen, wobei das Maß der Bohrung einstellbar ist und die Honahlenaufweitung über einen Anschlag begrenzt (siehe Fig. 4) wird (Bohrungsmaß erreicht).

Fig. 8 zeigt am Beispiel einer abgesetzten Welle eine Werkzeugausbildung zum Außenhonen. Die Aufweitsteuerung kann in diesem Fall sowohl manuell als auch maschinell (siehe Fig. 1, 3, 4) erfolgen. Prinzipiell sind alle Meß­ einrichtungen des Innenhonens auch beim Außenhonen an­ wendbar.

Fig. 9 zeigt das Beispiel der Werkzeugausbildung für das Innenhonen mit abgesetzten Bohrungen. Die Aufweit­ steuerung und Meßeinrichtung kann bei diesem System wie zuvor beschrieben geschehen.

Bei vorliegender Erfindung sind als Zustell- oder Aufweitsysteme grundsätzlich ein manuelles Aufweiten über Verstellschrauben 8 möglich. Es sind jedoch auch alle bekannten Zustellsysteme maschineller, hydrau­ lischer, pneumatischer oder mechanischer Art mit oder ohen Hubkorrektur anwendbar.

Es können auch alle bekannten Meßsteuer-Systeme, wie z. B. Luftmeßdüsen, Meßtaster und Meßkaliber (mit Hülsen oder Dornen) für das vorliegende Honsystem Verwendung finden. Dies gilt sowohl für die Innen- als auch die Außenbearbeitung.

Es erscheint sehr wichtig, daß zum Honen mit der er­ findungsgemäßen Einrichtung die aufwendigen und teuren Honmaschinen zwar Verwendung finden können aber nicht nötig sind. Durch das erfindungsgemäße Honwerkzeug wird es möglich, billige Standard-Schlitteneinheiten leistungs­ gleich zu verwenden und somit erhebliche Beschaffungskosten zu sparen. Durch die absolute Dichtheit des Systems kann aus jeder Richtung auf engstem Raum gebaut oder nachge­ rüstet werden.

Selbstverständlich kann wie schon erwähnt die vorliegende Erfindung durch Verwendung einer Dehnhülse mit Grauguß­ leisten und durch Arbeitsweise mit losem Korn als feinver­ stellbarer Läppdorn eingesetzt werden. Durch die er­ findungsgemäße Ausbildung des Honwerkzeugs werden auf wirtschaftlichem Weg höchsten Genauigkeitsanforderungen hinsichtlich Rauhtiefe, Zylindrizität, Geradheit (≦0,001 mm) erreicht. Das vorgeschlagene System vereinigt in hohem Maße die Vorteile der heutigen bekannten Konstruktionen, wie die der Einleistenwerkzeuge (mit 2 oder mehreren Diamantführungsleisten), Zwei- und Mehrleistenwerkzeuge, Schalenhonwerkzeuge, Stufenhondorne, Doppelkonus- Honahlen, Precidor-Werkzeuge ohne jedoch die dort auftretenden spezifischen Schwachpunkte.

Es hat sich gezeigt, daß bei Ausgestaltung der dünn­ wandigen Dehnhülse 2 als auswechselbare Dehnhülse, der Hondorn 3 (Grundkörper) im Millimeter-Bereich universell einsetzbar ist. Sollte eine Dehnhülse je zu Bruch gehen, kann diese sowohl bei der hartgelöteten als auch über Dichtring abgedichtete Art ersetzt werden. Das heißt der teure fast unzerstörbare Grundkörper kann immer weiter verwendet werden.

Durch eine abgesetzte Dehnhülse lassen sich aus einem Grundkörper verschiedene Durchmesserbereiche überbrücken.

Generell gilt, daß das System bestens geeignet ist für Stufenbohrungen (verschiedene Durchmesser), da eine Übertragung negativer Art nicht möglich ist.

Bei gleichzeitigem Honen von 2 oder mehreren im Durch­ messer verschiedenen Bohrungen in einem Werkstück, über­ tragen die bekannten mechanischen Systeme, da der Konus ja aus einem Stück gefertigt ist, die Fehler oder Be­ lastungen einer Bohrung oder auch Trägereinheit (oder Einzelträgerleiste) auf die Hauptachse (Konusnadel). Das heißt Schwierigkeiten ganz gleich welcher Art übertragen sich und führen zum Ausschuß oder auch Werkzeugbruch.

Die Einsatzmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Honwerk­ zeugs liegen

• - auf allen auf dem Markt befindlichen Hon- und Hon-Sonder­ maschinen;
• - alle bekannten Aufweitbetätigungssysteme sind anwendbar;
• - alle bisher üblichen Bohrungsgeometrien sind bearbeitbar;
• - alle üblichen Schneidleisten-Formen sind verwendbar;
• - alle Schneidwerkstoffe sind anwendbar sowohl lose als auch in Leistenform (gebundenes Korn in Bronze, Stahl, Kunststoff usw.).

Claims (11)

1. Hydraulisch einstellbares Honwerkzeug für Innen- und Außen­ honen mit mindestens einer Honleiste und einem die radiale Ein­ stellung der Leiste bestimmenden dünnwandigen Dehnhülse, welche am Außenumfang eines starren, zylindrischen Körpers unter Bil­ dung eines mit Hydraulikmedium gefüllten Ringkanals angebracht ist, wobei der Körper eine Längsbohrung und mindestens eine von dieser abgehende und in den Ringkanal mündende Radialbohrung zur Aufnahme des Hydraulikmediums aufweist, dessen Druck durch einen einstellbaren Kolben veränderbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Honleiste (1) unmittelbar an der Dehnhülse (2) be­ festigt ist, und daß der auf das Hydraulikmedium (5) einwirken­ de Kolben in der Längsbohrung (4) des zylindrischen Körpers (3) verstellbar geführt ist.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Änderung der Dehnhülse (2) ein unter Druck stehendes, blasenfreies Medium (5), insbesondere Fett, Verwendung findet.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufweitung der Dehnhülse (2) ein unter Druck stehendes, nicht komprimierbares Öl Verwendung findet.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als eine in einem Innengewinde der Längsbohrung (4) geführte Stiftschraube (8) ausgebildet ist.

5. Honwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als ein in der Längsbohrung (4) verschiebbar geführter Druckstift (9) ausgebildet ist, dessen Verstellung maschinell erfolgt.

6. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Honleiste (1) in Axialrichtung auf die Dehnhülse (2) aufgeklebt ist.

7. Honwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Honleiste (1) in radial eingebrachte Längsnuten (10) und/oder als Anlageschultern ausgebildete Einschnitte (11) an der Mantel­ fläche (2) aufgebracht ist.

8. Honwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Honleiste (1) nach Aufbringung auf die Dehnhülse (2) überschliffen und/oder eingeläppt wird.

9. Honwerkzeug nach einem oder mehreren der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnhülse (2) auswech­ selbar ausgebildet ist.

10. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des Hondorns (3) mindestens eine Stützleiste (1) aus Hartmetall oder Diamantleisten Verwendung findet.

11. Honwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkanal (6) konzentrisch zur Dehnhülse (2) angeordnet ist.