Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Honwerkzeuqe dieser Art sind seit langem bekannt. Sie dienen in erster Linie zur Feinbearbeitung der Oberflächen von Boh¬ rungen in Werkstücken, wie beispielsweise in Zylindern von Verbrennungsmotoren und in Steuerschiebern. Bei dieser Bear¬ beitung wird das Honwerkzeug in axialen Hubbewegunqen und außerdem unter Drehunq um seine Achse in die Bohrunq einge¬ fahren und zuruckbeweqt; in Abhängigkeit vom Werkstoffabtrag an der Bohrungswandung werden die Honleisten radial zuge¬ stellt.

Fig. 7 der Zeichnungen zeigt im Axialschnitt ein solches be¬ kanntes Honwerkzeug entsprechend dem Oberbegriff des Patent¬ anspruches 1. Das Honwerkzeug hat einen zylindrischen, hoh¬ len Werkzeugkörper 9, an dessen Außenumfang mehrere Hon¬ leisten 6 angeordnet sind, die in Umfangsrichtung gleiche Abstände voneinander haben. Jede Honleiste 6 ist an einem Honleistenträger 4 befestigt, der in einer radialen Füh- runqsöffnung 7 des Werkzeugkörpers radial verschieblich ge-

führt ist. Für die radiale Zustellung ist ein Zustellglied 2 vorgesehen, das zwei Stellkörper 3 aufweist, die in Richtung auf die Werkzeuqachse 9A konisch verjünqt sind. Diese koni¬ schen Teile der Stellkörper 3 bilden zur Werkzeuqachse 9A qeneigte Keilflächen 3-, und 3 ₂ , qegen die die Honleisten¬ träger 4 mit Gegen-Keilflächen 8, bzw. 8 ₂ abgestützt sind, die bezüglich der Keilflächen 3- und 3- im Komplementwinkel zur Werkzeugachse 9A verlaufen. Die Honleistenträger 4 sind mit zwei Ringfedern 5 zusammengespannt, so daß sie unter Federdruck an den Stellkörpern 3 anliegen. Zur Radialver¬ schiebung der Honleistenträger 4 in Richtung des Doppel¬ pfeiles R wird das Zustellglied 2 axial in Richtung des Dop¬ pelpfeiles A verstellt. Die nach außen gerichtete radiale Verschiebung ist die Zustellbewegung, wobei das Zustellglied

2 in der Zeichnung nach rechts verschoben wird; für die Rückführung der Honleisten 6 radial nach innen wird das Zu¬ stellglied 2 in umgekehrter Richtung verschoben, wobei die Honleistenträger den konischen Mantelflächen der Stellkörper

3 unter dem Druck der Ringfedern 5 folgen.

Ein Problem dieses Honwerkzeuges liegt in der Führung der Honleistenträger 4 in den Führungsöffnunqen 7. Um die Ra- dialverstellunq mittels des Zustellqliedeε 2 zu ermöglichen, muß ein qewisses, wenn auch sehr qeringeε Spiel zwischen dem jeweiligen Honleistenträqer und dem Werkzeugkörper vorhanden sein. Das aus Fiq. 7 ersichtliche axiale Spiel führt während der Honbearbeitunq zu einer Axialverschiebunq der Hon¬ leistenträger 4, weil die Honleisten 6 an der Bohrungswan¬ dung mit Druck anliegen. Die dadurch vorhandene Reibung ver¬ ursacht bei den Hubbewequnqen des Honwerkzeuges eine Axial¬ verschiebung der Honleisten und ihrer Honleistenträger ent¬ sprechend dem vorhandenen Axialspiel jeweils in der der Hub¬ bewegung entgegengesetzten Richtung. Diese Axialbewegunq ist

in Fig. 7 mit dem Doppelpfeil a gekennzeichnet. Da sich da¬ bei die Honleistenträger 4 an den konischen Flächen der Stellkörper 3 entlang verschieben, folgt daraus eine unge¬ wollte Radialbewegunq, die in Fiq. 7 mit dem Doppelpfeil r angegeben ist. Dadurch wird die Bearbeitungsgenauigkeit be¬ einträchtigt. Außerdem werden die Honleisten infolge der sprunghaften Bewegung in Richtung r übermäßig belastet.

Im praktischen Einsatz solcher Honwerkzeuge wird versucht, die unqewollten Axial- und Radialbewegungen a und r durch passende Wahl des Schneidbelages der Honleisten und des Schneidöleε im Verhältnis zu dem zu bearbeitenden Werkstoff des Werkstückes zu vermeiden. Das erfordert jedoch aufwen- diqe Versuchsreihen und ist im Ergebnis nicht immer be¬ friedigend, weil die Schneidwirkung des Schneidwerkstoffes veränderlich ist.

Es ist auch bekannt, die Honleistenträger hydraulisch¬ mechanisch zuzustellen, um die Genauigkeit der Zustellung zu verbessern. Diese Art der Zustellunq erfordert jedoch einen beträchtlichen Aufwand, der die damit ausqestattete Honma¬ schine verteuert .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Honwerkzeuq nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 derart auszu¬ bilden, daß eine ungewollte radiale Zustellung der Hon¬ leisten weitgehend ausgeschlossen ist.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 qelöst .

Die Anordnung des Stützgliedes, das die Gegen-Keilflache zu der Keilfläche des Zustellgliedeε bildet, ermöglicht eine

indirekte Zustellung des Honleistenträqerε, der an diesem Stützglied axial qleitend abgestützt ist, so daß die Axial¬ verschiebungen der Honleiste und ihres Honleistentragers nicht zu einer nennenswerten Verschiebung der Keilfläche auf der Gegen-Keilflache führt und damit eine ungewollte Radial¬ verschiebung der Honleiste weitgehend ausgeschlossen ist. Eine von der Axialverschiebung der Honleiste allenfalls noch verursachte Radialbewegung ist nur von dem Reibungskoeffi¬ zienten zwischen den Gleitflächen des Honleistentragers und des Stützgliedeε abhängig und kann durch die Wahl einer ge¬ eigneten Gleitpaarung vernachlässigbar gering gehalten wer¬ den. Diese Gleitflächen können auch zusätzlich geschmiert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unter¬ ansprüchen.

Das erfindungsgemäße Honwerkzeug wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fiq. 1 eine Ausführungεform des erfindunqsgemäßen Hon- werkzeugeε im Axialεchnitt nach I-I in Fig. 2,

Fiq. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungsqemäßen Honwerkzeuges im Axialschnitt nach III-III in Fig. 4,

Fig. 4 einen Schnitt nach IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungεform deε

Honwerkzeugeε nach Fig. 3 im Axialεchnitt nach V-V in Fig. 6,

Fig. 6 einen Schnitt nach VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 das eingangs beεchriebene bekannte Honwerkzeug im Axialschnitt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Honwerkzeug 1, das ähnlich kon¬ struiert ist wie das schon beschriebene bekannte Honwerkzeug nach Fig. 7. Im Ausführungsbeispiel hat das Honwerkzeug fünf Honleisten 16, die am Umfang seines Werkzeugkörperε 10 gleichmäßig verteilt angeordnet sind (Fig. 2). Die Anzahl der Honleisten ist im wesentlichen vom Durchmesser des Hon¬ werkzeuges abhängig; bei kleinerem Durchmesser können auch nur drei und bei qrößerem Durchmesser sechs oder mehr Hon¬ leisten vorqesehen sein. Jede Honleiste 16 ist starr an einem Honleistenträger 15 befestigt, der in einer Führunqs- öffnung 17 des Werkzeugkörpers 10 radial verschiebbar ge¬ führt ist, wobei zwischen den inneren Stirnflächen des hoh¬ len Werkzeugkörperε und den Honleistenträgern 15 das auε Fig. 1 erkennbare axiale Spiel vorhanden ist. Zur radialen Zustellung der Honleisten 16 ist ein Zuεtellglied 11 vorge¬ sehen, das im Inneren deε Werkzeugkörperε 10 zwei Stell¬ körper 13 aufweist, die ηeweils eine konische Mantelfläche haben. Das Zustellqlied 11 ist in Richtung deε Doppelpfeiles A und damit in Richtung der Werkzeugachse 12 verschiebbar. Die beiden Stellkörper 13 bilden mit ihren konischen Man¬ telflächen jeweils Keilflächen 13, bzw. 13 ₂ , an denen Gegen- Keilflächen 18, bzw. 18- von Stützgliedern 14 anliegen, so daß dieεe Geqen-Keilflachen zum Konuswinkel oo bezüqlich der Werkzeuqachse 12 im Komplementwinkel verlaufen. An jedem Stützglied 14 ist einer der Honleistenträger 15 abqestützt.

Wie Fig. 2 zeigt, iεt in jedem Honleiεtenträger 15, aus¬ gehend von dessen der Werkzeugachεe zugekehrten Stirnfläche

22, eine Führungsnut 20 vorhanden, deren Nutqrund eine Gleitfläche 21 bildet, an der der Honleistenträger 15 mit einer entsprechenden Gleitfläche 19 anliegt (Fig. 1).

Die Stützglieder 14 und die Honleistenträger 15 haben gleiche Länqe. Sie sind in ihrer Gesamtheit mittels Ring¬ federn 5 zusammengehalten, so daß die Stützglieder 14 an den Stellkörpern 13 unter der Kraft dieser Ringfedern 5 anliegen und die Gleitflächen 19 und 21 ebenfalls unter Federdruck aneinander anliegen.

Durch axiales Verschieben des Zustellgliedes 11 in der einen Richtung deε Doppelpfeiles A, nämlich in Fig. 1 nach rechts, wird die nach außen gerichtete radiale Zustellbewegung in der entsprechenden Richtung deε Doppelpfeiles R erzielt, während in der umgekehrten Verschieberichtung A die Hon¬ leisten unter der Wirkung der Rinqfedern 5 radial nach innen verschoben werden, was nach Beendigung des jeweiligen Hon¬ vorganges erforderlich ist, um das Honwerkzeuq aus der Boh¬ rung auszufahren.

Die Ausbildunq deε Zustellgliedes 11 mit zwei gleichen, axial hintereinander liegenden Stellkörpern 13 hat den Vorteil, daß die beim Zuεtellen auftretende axiale Kraft über die Gesamtlänge der Stellkörper weitgehend gleichmäßig verteilt wird, was sich insbesondere bei langen Honwerk¬ zeugen günstig auswirkt.

Während der Hubbewegungen des Honwerkzeuges können die an der Werkstückoberfläche mit Druck anlieqenden Honleisten 16 und mit ihnen ihre Honleiεtenträger 15 in Richtung des Dop¬ pelpfeiles a um das Maß des axialen Spieles verschoben wer¬ den, das zwischen den inneren Stirnflächen des Werkzeuqkör-

pers 10 und den Honleistentraqern unvermeidlich vorhanden ist. Dabei verschieben sich die Honleisten und ihre Hon- leiεtenträqer jeweils entgegengesetzt zur Hubrichtung deε Honwerkzeuges. Diese Verschiebebewequnqen in Richtung des Doppelpfeiles a können bei dem erläuterten Honwerkzeuq 1 zuqelassen werden, ohne daß sich dadurch eine unqewollte Radialverεchiebung der Honleiεten erqibt ; denn die Stütz- qlieder 14 behalten dabei ihre Lage zu den Stellkörpern 13 bei, weil nur die Honleistenträger 15 axial verschoben wer¬ den, die dabei an den Stützgliedern 14 entlang gleiten. Die zusammenwirkenden Gleitflächen 19 und 21 sollten dement¬ sprechend einen sehr qeringen Reibungskoeffizienten haben, was durch qeeignete Werkstoffwähl und zusätzlich auch durch Schmierung erreicht werden kann. Außerdem können die Stütz¬ glieder axial gegen den Werkzeuqkörper 10 federbelastet sein (nicht darqestellt ) , um zusätzlich εicherzuεtellen, daß sie von den Honleistenträgern 15 bei deren Axialbewegung nicht mitqenommen werden.

Die Stützqlieder 14 sind jeweils einεtückig ausgeführt, wo¬ bei die beiden Keilflächen 18, und 18 ₂ axial mit Abstand hintereinander liegen. Jedes Stützglied ist leiεtenförmig und hat rechteckigen Querεchnitt (Fig. 2). Auch die Hon¬ leistenträger 15 εind jeweils einεtückiq ausgeführt und haben rechteckigen Querschnitt mit der in ihrer Längs¬ richtung verlaufenden Führunqsnut 20, in die das zuqehöriqe Stützglied 14 mit seinem radial äußeren Ende eingreift. Für die Herstellung der Honleiεtenträger 15 und der Stützqlieder 14 kann infolge der gewählten Querεchnittsform preisqünsti- geε Flachmaterial verwendet werden. Alε Werkεtoff kommen Metalle mit möqlichεt geringen Reibunqεkoeffizienten in Fraqe oder mit verqüteter Oberfläche, die ebenfalls einen gerinqen Reibunqskoeffizienten ergibt.

Daε in den Fig. 3 und 4 darqestellte Honwerkzeug hat vier Honleisten 16 mit zugehörigen Honleistentraqern 15' und unterscheidet sich von der Ausführungεform nach den Fig. 1 und 2 im übrigen durch die Auεbildunq des Zustellgliedes. Dieses Zustellglied 11' hat einen zylindrischen Stellkörper 13', der über seine ganze Länqe in einer zylindrischen Boh¬ rung 25 des Werkzeuqkörpers 10' geführt ist und für jedes leistenförmige Stützqlied 14' zwei axial fluchtende Länqs- nuten 23, und 23 ₂ aufweist, in die daε zuqehöriqe Stützglied 14' eingreift. Dieεe Längεnuten bilden mit ihrem εchräq zur Werkzeugachse liegenden Nutgrund die beiden Keilflächen 13, ' und 13 ', an denen die Gegen-Keilflächen 18 ' bzw. 18,, ' des zugehörigen Stützgliedes 14' anliegen.

Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß das Zustellglied 11' mit εeinem zylindrischen Stellkörper 13' über seine qanze Länge axial innerhalb des Werkzeuqkörpers 10' geführt ist. Außerdem können die axial hintereinander liegenden Keilflä¬ chen mit gerinqerem axialen Abstand anqeordnet sein als bei der Ausführung nach den Fiq. 1 und 2, bei der zwischen den beiden Stellkörpern ein Verbindungsstück vorhanden sein muß. Weqen dieseε qeringeren Abstandes zwischen den Keilflächen kann, bei gleichem Keilwinkel, der Durchmesser des Stell¬ körpers kleiner sein, so daß die radiale Erstreckung der Stützglieder und der Honleistenträger größer qewählt werden kann, wodurch die Führung dieser Teile bei der Radialver¬ schiebung verbesεert ist. Auch haben die masεiven Teile des Werkzeugkörpers einen relativ größeren Querschnitt im Ver¬ hältnis zu dem inneren, hier durch die Bohrung 25 gebildeten Hohlraum, was εich im Hinblick auf die Steifigkeit des Hon- werkzeuqes qünstiq auswirkt.

In den Fig. 5 und 6 ist eine abgewandelte Ausführung des Honwerkzeuges nach den Fig. 3 und 4 dargestellt. Der Axial¬ schnitt nach Fig. 5 zeigt im oberen Teil daε Zustellglied 11" in einer Ausqanqsstellunq und im unteren Teil in einer in der Zeichnunq nach rechts verschobenen Stellunq, wobei die zugehörige Honleiste 16 mit ihrem Honleistenträqer 15" radial nach außen verschoben ist. Der zylindrische Stell¬ körper 13' hat für jedes leiεtenförmiqe Stützglied 14" eine über die größte Länge deε Stellkörperε durchgehende Länqsnut 24, deren Nutqrund gestuft ist und die beiden Keilflächen 13, ' und 13 ₂ ' bildet. An dieεen Keilflächen liegen die Geqen-Keilflachen 18, ' bzw. 18 ₂ ' des zugehörigen Stützglie¬ des 14" an, das einεtückig auεgeführt iεt und in die Längs¬ nut 24 einqreift . Die beiden Geqen-Keilflachen 18 ' und 18_ ' εind nicht, wie bei der Auεführungεform nach den Fig. 3 und 4, durch eine rechtwinklige Stufe verbunden, sondern durch eine schräq verlaufende Fläche 18, waε die Fertigung ver¬ einfacht und die Steifiqkeit des leistenförmigen Stütz¬ gliedes 14" verbessert. Die beiden Keilflächen 13 ' und 13 ' sind durch eine bogenförmig verlaufende Fläche verbunden, wie aus Fig. 5 erεichtlich iεt.

Die radial innen liegende Stirnfläche 22' jedes Honleisten¬ tragers 15" ist geschloεεen auεgeführt, alεo nicht, wie bei den anderen beiden Ausführungsformen, durch eine Nut ver¬ tieft, so daß daε zugehörige Stützqlied 14" mit seiner ra¬ dial außen lieqenden Stirnfläche die Gleitfläche 19 bildet, an der die Stirnfläche 22' des Honleistenträqerε 15" axial qleitend geführt iεt. Diese Ausführung, bei der die Stütz¬ glieder nicht in die Honleistenträger eingreifen, sondern lediqlich an deren radial innerer Stirnfläche anliegen, er¬ gibt eine noch geringere Reibung zwischen den Honleisten¬ trägern und den zugehörigen Stützgliedern und ist außerdem konstruktiv und fertigungstechnisch einfacher.

Im Ausführungsbeiεpiel nach den Fig. 5 und 6 sind insqeεamt εechs Honleisten 16 mit zugehörigen Honleistentraqern und Stützgliedern vorhanden. Es wäre auch möglich, drei der sechs Stützglieder 14" und die zugehörigen Längsnuten 24 im Stellkörper 13' so auszuführen, daß ihre Keilflächen geqen- läufiq zu den Keilflächen der ^• anderen Stützglieder und Länqsnuten verlaufen, wobei zweckmäßig diese Anordnunq ab¬ wechselnd bei den in Umfanqsrichtunq des Honwerkzeuges auf¬ einanderfolgenden Stützgliedern und zugehörigen Längsnuten vorzusehen ist. Dadurch kann nicht nur die Zustellbewequnq, bei der die Honleisten radial nach außen verschoben werden, sondern auch die Rückεtellbewegung mit umgekehrter Ver¬ schieberichtung der Honleisten mittels der aufeinander gleitenden Keilflächen und Geqen-Keilflachen ausqeführt werden, so daß die Rückstellbewegung nicht nur von der Kraft der Rinqfedern 5 abhängig iεt. Eine entεprechende Anordnunq iεt auch bei der Auεführungεform nach den Fig. 3 und 4 mög¬ lich, wobei jeweilε zwischen zwei der dargestellten Stütz¬ glieder 14' und im Winkel von 45° zu ihnen versetzt ein Stützglied mit qegenläufigen Geqen-Keilflachen sowie ent¬ sprechend gegenläufige Nuten im Stellkörper vorzusehen sind.

Die erfindungsgemäße Ausführunq ist beεonderε für Honwerk¬ zeuge mit einem Durchmeεεer von etwa 20 mm bis zu etwa 150 mm geeignet. Bei Honwerkzeugen mit kleinerem Durchmesser als 20 mm ist daε Axialεpiel der Honleistenträqer wegen des sehr kleinen Keilwinkelε weniger kritisch in bezug auf die Ra- dialzuεtellung der Honleiεten, während für Honwerkzeuqe mit sehr großem Durchmesεer andere Ausführungεformen des Zu- εtellgliedeε möglich sind. Daε erfindungεgemäße Kon- εtruktionεprinzip kann aber ohne weiteres in beiden Fällen, also bei sehr kleinem und bei größerem Durchmesεer deε Hon- werkzeugeε, angewendet werden.