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Dokumentenidentifikation DE2856623C3 23.08.1990
Titel Vorrichtung zum Honen der Mantelfläche zylindrischer Werkstücke
Anmelder Hunger, Walter, 8700 Würzburg, DE
Erfinder Hunger, Walter, 8700 Würzburg, DE
Vertreter Nix, F., Dipl.-Ing. Dr.jur., Pat.-Anw., 6200 Wiesbaden
DE-Anmeldedatum 29.12.1978
DE-Aktenzeichen 2856623
Offenlegungstag 10.07.1980
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.09.1983
Date of publication of amended patent 23.08.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.1990
IPC-Hauptklasse B24B 33/04

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 23 33 304 bekannt. Bei der dort beschriebenen Technik wird eine Mehrzahl von Honsteinen eingesetzt, von denen jeweils zwei in einer zur Werkstückachse normalen Ebene einander gegenüberliegenden und denen eine zur Dreh- und Vorschubbewegung hinzukommende oszillierende Schwingbewegung überlagert wird.

Bei dieser bekannten Ausbildung geht es nicht um große Abtragsleistungen, sondern um die Erzielung einer extrem hohen Oberflächengüte und zu diesem Zwecke sind in apparativ sehr aufwendiger Weise alle Honsteine individuell in einem Trägerblock gehalten, wobei jedem einzelnen Trägerblock ein eigener Oszillationsantrieb zugeordnet ist, und zusätzlich noch alle Trägerblocks einer Werkstückseite gemeinsam auf einer Platte sitzen, der über eine ebenfalls komplizierte Antriebskinematik eine Hin- und Herbewegung auf die Werkstückoberfläche zu und von dieser weg mitgeteilt wird.

Während die bekannte Ausbildung zwar zur Erzielung einer besonders hohen Oberflächengüte geeignet sein mag, ist sie aber von sehr großem Bauaufwand und entsprechend hoher Störanfälligkeit. Außerdem sind die erzielbaren Abtragsleistungen schon wegen der nur zwei Honsteine, die an jeder Werkstückquerschnittsstelle höchstens angreifen, begrenzt.

Ähnliches gilt für aus dem Aufsatz "Honen als Außenbearbeitungsverfahren" in der Zeitschrift "Der Maschinenmarkt" 1957, Nr. 36, S. 11 ff. bekannte Ausbildungen. Auch in dieser Veröffentlichung ist eine Technik des Außenhonens von zylindrischen Werkstücken beschrieben, bei dem der Honstein relativ zum Werkstück eine Drehbewegung, eine Vorschubbewegung und eine oszillierende Schwingbewegung ausführt. Dabei wird ein einseitig an das Werkstück angedrückter Stein verwendet oder sogar drei Honsteine, die auf der gleichen Mantellinie, also von der gleichen Seite her an das Werkstück angedrückt werden. Ein Außenhonen von Werkstücken mit einer Mehrzahl von auf dem Umfang verteilten Honsteinen ist in dieser Veröffentlichung nur bezüglich der Verwendung von Außenhonahlen beschrieben, denen vom Bedienungsmann durch Hin- und Herschieben längs des Werkstücks, also von Hand, eine langhubige Schwingungsbewegung erteilt wird.

Gegenüber einer Vorrichtung, bei der zwischen Werkstück und Honstein nur eine schraubenlinienförmige Grundbewegung stattfindet, erreicht an sich ein Honstein, dem noch eine oszillierende Relativbewegung überlagert wird, eine höhere spanabhebende Wirksamkeit, die bei den bekannten Vorrichtungen jedoch wegen der begrenzten Fläche der Zusammenwirkung zwischen dem Honstein bzw. den Honsteinen und dem Werkstück nicht voll ausgenutzt werden kann. Soweit hierbei auch noch eine einseitige Kraftbeaufschlagung des Werkstücks durch nicht gleichmäßig verteilte Honsteine stattfindet, können Verformungen auftreten, die die Genauigkeit des Bearbeitungsvorgangs beeinträchtigen.

Insbesondere beim Honen der Oberfläche von dünneren Wellen oder von Hydraulikzylinderstangen werden mit den bekannten Vorrichtungen keine befriedigenden Ergebnisse erzielt, und es wird in diesen Anwendungsfällen nur mit Maschinen gehont, in denen mehrere in einem Werkzeugkäfig angeordnete Honsteine gleichmäßig über dem Werkstückumfang verteilt an dieses angedrückt werden, wobei jedoch eine oszillierende Relativbewegung fehlt und dadurch die Leistungsfähigkeit begrenzt ist. Honvorrichtungen dieser Art sind aus DE-OS 23 34 667, DE-PS 8 78 161, US-PS 26 03 044 oder US-PS 23 18 837 bekannt. Mit ihnen werden nur dünne Schichten abgenommen und selbst dies ist ein langwieriger Bearbeitungsgang.

Eine spanabhebende Bearbeitung der Mantelfläche zylindrischer Werkstücke mit einer Mehrzahl von in einem Werkzeugkäfig über dem Umfang verteilten, an die Mantelfläche angedrückten Werkzeugelementen, die relativ zur Werkstücklängsachse eine im wesentlichen schraubenlinienförmige Grundbewegung ausführen, der mittels eines Schwingantriebs eine oszillierende Relativbewegung überlagert wird, ist aus der Zeitschrift "Werkstattstechnik", 1961, Heft 1, S. 8 bis 11 bekannt. Hier handelt es sich jedoch um ein Läppen mittels einer den Werkzeugkäfig darstellenden Läppkluppe, in der zwei Läppleisten nahe beieinander und eine dritte Läppleiste symmetrisch gegenüberliegend und pneumatisch andrückbar angeordnet sind. Die Läppkluppe ist zusammen mit einem z. B. pneumatischen Schwingantrieb auf dem Schlitten einer Drehmaschine angeordnet, der von Hand langsam hin- und herbewegt wird.

Bei dieser bekannten, versuchsmäßig aufgebauten Dreileisten-Kurzhubrundläppmaschine geht es ebenfalls um die Erzielung großer Abtragsleistungen, sondern nur um die Herstellung von Bolzen hoher Oberflächengüte. Dabei muß die Dreileisten-Läppkluppe sich selbsttätig einstellen, was ermöglicht wird durch ein relativ langes Doppelgestänge, das die Läppkluppe mit dem Schwingantrieb verbindet.

Zum Leistungshonen, bei dem es um die Erzielung großer Abtragsleistungen geht, wäre eine solche Anordnung nicht geeignet. Sie ist auch von vornherein nicht für rauhe Bedingungen beim Honen von schweren und langen Werkstücken, z. B. großen Hydraulikzylinderstangen, gedacht.

Gegenüber dem eingangs betrachteten und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Honmaschine zum Honen der Mantelfläche zylindrischer Werkstücke zu schaffen, mit der bei gering bleibenden Bauaufwand und robuster und wenig störanfälliger Konstruktion hohe Abtragsleistungen erzielt werden können, wobei auch eine hohe Oberflächengüte und Maßhaltigkeit des Werkstücks erzielbar sein sollen. Dies soll auch gelten, wenn ein großes Übermaß des Werkstücks abzuarbeiten ist. Die Bedienung soll einfach sein und die Rüstzeiten gering.

Ausgehend von der gattungsmäßigen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannte Ausbildung vorgeschlagen. Bei einer solche Ausbildung bleibt die Vorrichtung einfach und betriebssicher, und es erfolgt der Angriff der um den gesamten Umfang herum verteilten Honsteine gleichzeitig auf einer großen Bearbeitungsfläche. Es wirken keine Biegemomente auf das Werkstück, weil die Honsteine gleichmäßig über dem Umfang verteilt sind und durch ein Druckmedium, d. h. mit gleichgroßen Kräften an dieses angedrückt werden. Dadurch, daß die die oszillierende Relativbewegung erzeugende Schwingungsbewegung sich auf den Werkzeugkäfig mit den Honsteinen beschränkt, bleibt die Masse dieser schwingenden Teile gering, und es können leicht hohe Frequenzen und wirksame Amplituden der Schwingungsbewegung erzielt werden. Durch die Anordnung der Honsteine in einem Käfig wird außerdem eine den Bearbeitungsflächen zugeleitete Hilfsflüssigkeit nicht verspritzt.

Eine bedeutsame Weiterentwicklung ergibt sich, wenn gemäß den Unteransprüchen 3 und 4 im Werkzeugkäfig zusätzlich zu Schlichthonsteinen abwechselnd mit diesen einsetzbare Schrupphonsteine angeordnet sind. An sich ist aus der AT-PS 1 74 315 eine Maschine zum Honen der Außenfläche zylindrischer Werkstücke mit unabhängig voneinander andrückbaren gröberen und feineren Schleifelementen bekannt. Diese sind jedoch an einer Umfangsstelle konzentrisch angeordnet, was die Nachteile des einseitigen Kraftangriffs mit sich bringt. Beim vorliegenden Vorschlag bestehen die beiden Gruppen von verschieden gekörnten Honsteinen jede für sich aus gleichmäßig über dem Umfang verteilten Honsteinen, die, z. B. durch getrennte Drucksysteme, unabhängig voneinander hydraulisch oder hydromechanisch an das Werkstück anpreßbar sind. Dadurch wird es möglich, ein größeres Übermaß zunächst durch die Schrupphonsteine ohne Mitwirkung der Schlichthonsteine abzutragen und dadurch, ohne das Werkstück in eine andere Bearbeitungsvorrichtung einspannen zu müssen oder die Honsteine durch solche einer anderen Körnung ersetzen zu müssen, durch Umsteuern die Schrupphonsteine zu entlasten und die Schlichthonsteine anzupressen und die Feinstbearbeitung anzuschließen. Unter Aufrechterhaltung der erfindungsgemäß erzielten Vorteile ergibt sich damit eine erhebliche Vereinfachung im arbeitstechnischen Ablauf.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Honmaschine in Seitenansicht,

Fig. 2 die Honmaschine nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 den Schnitt A-B gemäß Fig. 1,

Fig. 4 einen mit Honsteinen und Schruppsteinen besetzten Werkzeugkäfig.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Honmaschine besteht aus einem Maschinenbett 1, zwei das Maschinenbett 1 beidseits abschließenden Getriebekästen 2, 3 mit Einspannvorrichtungen 4, 5, zwischen die ein zylindrisches Werkstück 6, beispielsweise eine Kolbenstange, eingespannt ist und einem Schlitten 17 mit einem Werkzeugkäfig 7. Im Werkzeugkäfig 7 sind, wie insbesondere die Fig. 3 und 4 veranschaulichen, auf dem Innenumfang sechs Honsteine 8 gleichmäßig verteilt. Diese werden hydraulisch oder hydromechanisch angepreßt.

Der Werkzeugkäfig 7 ist verschieblich im Schlitten 17 gelagert und mit diesem über einen Hydraulikzylinderantrieb in Gestalt von zwei Hydraulikzylindern 10 und 11 verbunden. Diese sind über Steuerleitungen 18 und 19 mit einer Umsteuervorrichtung 20 verbunden, die über eine weitere Steuerleitung 21 an eine Druckmittelquelle 22 angeschlossen ist. Durch abwechselndes Beaufschlagen der Hydraulikzylinder 10 und 11 wird der Werkzeugkäfig 7 im Schlitten 17 oszillierend hin und her bewegt. Der Führung des Werkzeugkäfigs 7 dienen dabei zwischen zwei Widerlagern 9 angeordnete Führungsbolzen 15. Die oszillierende Bewegung des Werkzeugkäfigs 7 ist in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil 14 angedeutet. Zur Darstellung der Verfahrbewegung des Schlittens 17 ist ein Pfeil 12 bzw. 12&min; und zur Darstellung der Drehbewegung des Werkstückes 6 ein weiterer Pfeil 13 eingezeichnet, wobei aus diesen Bewegungen die schraubenlinienförmige Grundbewegung zwischen Werkzeugen und Werkstück resultiert.

In Fig. 3 ist weiterhin eine Verfahreinrichtung 16, hier in Form einer Spindel angedeutet. Diese Verfahreinrichtung 16 vermittelt dem Schlitten 17 seine Verfahrbewegung entlang des Werkstückes 6.

Fig. 4 zeigt eine Besonderheit, nämlich einen Werkzeugkäfig 7, der mit drei Schlichthonsteinen 8 und mit drei Schrupphonsteinen 23 bestückt ist. Den Schlichthonsteinen 8 ist ein durch gestrichelte Steuerleitungen 24 angedeutetes Drucksystem, den Schrupphonsteinen 23 ein weiteres durch strickpunktierte Steuerleitungen 25 angedeutetes Drucksystem zugeordnet, wobei beide Drucksysteme 24 und 25 durch ein entsprechendes Steuergerät 26 unabhängig voneinander steuerbar sind. In der gezeichneten Darstellung steht das Drucksystem 24 unter Druck und preßt die Schlichthonsteine 8 an das Werkstück 6, während die Schrupphonsteine 23 entlastet sind.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Honen der Mantelfläche zylindrischer Werkstücke, bei der eine Mehrzahl von gleichmäßig über dem Umfang verteilten, an die Mantelfläche durch ein Druckmedium angedrückten Honsteinen relativ zur Werkstücklängsachse eine im wesentlichen schraubenlinienförmige Grundbewegung ausführt, der mittels eines umsteuerbaren Hydraulikzylinderantriebs durch eine oszillierende Relativbewegung eine Komponente quer zur Richtung der Grundbewegung überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine (8; 23) in einem Werkzeugkäfig (7) angeordnet sind und dieser zwischen zwei Widerlagern (9) gegenüber diesen auf Führungsbolzen (15) verschieblich in einem Schlitten (17) angeordnet ist und gegenüber diesem zur Erzeugung der oszillierenden Relativbewegung antreibbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Widerlagern (9) und dem Werkzeugkäfig (7) je ein Hydraulikzylinder (10, 11) sitzt, der über ein Umsteuerventil (20) an eine Druckmittelquelle (22) angeschlossen ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Honsteine Schlichthonsteine (8) sind und im Werkzeugkäfig (7) zusätzlich zu diesen eine Mehrzahl von gleichmäßig über dem Umfang verteilten und durch ein Druckmedium an das Werkstück (6) andrückbaren Schrupphonsteinen (23) angeordnet ist, wobei die Schlichthonsteine (8) und die Schrupphonsteine (23) unabhängig voneinander durch das Druckmedium beaufschlagt sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrupphonsteine (23) im Wechsel zwischen den Schlichthonsteinen (8) angeordnet sind.






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