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Patent Searching and Data


Title:
HONING TOOL AND HONING BAR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/167204
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a honing tool (100) comprising a tubular tool body (110), at least in sections, which has a cutting region having at least one honing bar receptacle opening which is continuous from the inside of the tool body to the outside for receiving a honing bar (200), wherein dimensions of the honing bar receptacle opening and of the honing bar (200) are matched to each other such that the honing bar (200) is received such that it is radially movable and is substantially free of play between the boundary surfaces (140-1, 140-2) of the honing bar receptacle opening in the circumferential direction of the tool body. The honing tool has a honing bar retaining system which is designed such that the honing bar (200) is retained in the honing bar receptacle opening by means of the honing bar retaining system. The honing bar (200) additionally has at least one through-opening (250-2) in a guide portion provided for interaction with the honing bar receptacle opening. The honing bar retaining system has a retaining device (320-2) arranged in the through-opening having at least one elastically deformable retaining element, wherein the retaining device (320-2) is configured, when the honing bar (200) is installed, to engage on two opposing boundary surfaces (140-1, 140-2) of the honing bar receptacle opening with a pressing force generated by pressing the retaining element together such that the honing bar (200) is retained by means of the honing bar retaining system in the honing bar receptacle opening.

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Inventors:
BRANDSTETTER JOCHEN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/050883
Publication Date:
August 11, 2022
Filing Date:
January 17, 2022
Export Citation:
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Assignee:
KADIA PRODUKTION GMBH CO (DE)
International Classes:
B24B33/08
Foreign References:
US2823498A1958-02-18
DE102013221220A12014-05-15
EP2364813A22011-09-14
DE29616300U11996-10-31
US3037333A1962-06-05
DE29616300U11996-10-31
US2952952A1960-09-20
US3037333A1962-06-05
US3810333A1974-05-14
US4471576A1984-09-18
EP2364813A22011-09-14
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche Honwerkzeug (100) umfassend einen wenigstens abschnittsweise rohrförmigen Werkzeugkörper (110), der einen Schneidbereich mit mindestens einer vom Inneren des Werkzeugkörpers nach außen durchgehenden Honleistenaufnahmeöffnung (140) zur Aufnahme einer Honleiste (200) aufweist, wobei Dimensionen der Honleistenaufnahmeöffnung (140) und der Honleiste (200) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Honleiste (200) radial beweglich sowie in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers im Wesentlichen spielfrei zwischen Begrenzungsflächen (140-1 , 140-2) der Honleistenaufnahmeöffnung aufgenommen ist, ein Honleistenrückhaltesystem (300), welches wenigstens ein elastisch komprimierbares Rückhalteelement umfasst und im eingebauten Zustand der Honleiste (200) an einer Begrenzungsfläche der Honleistenaufnahmeöffnung (140) mit einer durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugten Andrückkraft derart angreift, dass die Honleiste (200) mittels des Honleistenrückhaltesystems (300) in der Honleistenaufnahmeöffnung (140) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste (200) in einem zum Zusammenwirken mit der Honleistenaufnahmeöffnung (140) vorgesehenen Führungsabschnitt (215) wenigstens eine Durchgangsöffnung (250- 1 , 250-2, 250-3) aufweist und das Honleistenrückhaltesystem (300) eine in der Durchgangsöffnung angeordnete Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) mit wenigstens einem elastisch deformierbaren Rückhalteelement aufweist, wobei die Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) konfiguriert ist, im eingebauten Zustand der Honleiste (200) an zwei einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen (140-1 , 140-2) der Honleistenaufnahmeöffnung (140) mit einer durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugten Andrückkraft derart anzugreifen, dass die Honleiste mittels des Honleistenrückhaltesystems (300) in der Honleistenaufnahmeöffnung (140) gehalten ist. Honwerkzeug (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste (200) im Bereich der Durchgangsöffnung (250-1, 250-2, 250-3) eine Breite (BH) aufweist und die Rückhalteeinrichtung (320-1 , 320-2, 320-3) in Abwesenheit komprimierender äußerer Kräfte eine Länge aufweist, die größer als diese Breite ist, so dass die Rückhalteeinrichtung derart in die Durchgangsöffnung einsetzbar ist, dass sie im eingeführten und entspannten Zustand an beiden Enden der Durchgangsöffnung über eine Seitenfläche (212-1 , 212-2) der Honleiste hinausragt. Honwerkzeug (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement aufweist, welches in einem entspannten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der derart größer als ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung (250-1 , 250-2, 250-3) ist, dass das Rückhalteelement unter elastischer Deformation in die Durchgangsöffnung einführbar ist und im eingeführten Zustand durch Reibschluss selbsttätig unverlierbar in der Durchgangsöffnung gehalten ist. Honwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteeinrichtung (320-1 , 320-2, 320-3) wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement in Form einer Kugel aus einem elastisch deformierbaren Material aufweist. Honwerkzeug (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) ausschließlich mit einer oder mehreren Kugeln aus einem elastisch deformierbaren Material aufgebaut ist. Honwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückhalteeinrichtung genau eine Kugel (320-1 , 320-2) aus einem elastisch deformierbaren Material aufweist, wobei vorzugsweise die Kugel in einem entspannten Zustand einen Durchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser (DB1, DB2) der Durchgangsöffnung (250-1 , 250-2) ist. Honwerkzeug (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste (200) im Bereich der Durchgangsöffnung eine Breite (BH) aufweist, die kleiner als der Durchmesser der Kugel (320-1 , 320-2) ist, so dass die Kugel (320-1 , 320-2) derart in die Durchgangsöffnung (250-1 , 250-2) einsetzbar ist, dass sie im eingeführten Zustand an beiden Enden der Durchgangsöffnung über eine Seitenfläche (212-1, 212-2) der Honleiste hinausragt. Honwerkzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchgangsöffnung (250-3) in Breitenrichtung eine Länge aufweist, die größer ist als ihr Innendurchmesser, und dass die Rückhalteeinrichtung (320-3) mehrere Kugeln, - 15 - insbesondere genau zwei identisch dimensionierte Kugeln, aus elastisch deformierbarem Material umfasst, die in einer Reihe in die Durchgangsöffnung eingesetzt sind, wobei vorzugsweise die Durchmesser der Kugeln größer als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung sind, so dass sie sich in der Durchgangsöffnung halten, und wobei die Summe der Durchmesser der Kugeln größer als die Länge der Durchgangsöffnung in Breitenrichtung ist, so dass die außen liegenden Kugeln der Reihe auf jeder Seite ein Stück aus der Durchgangsöffnung herausragen. Honwerkzeug (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste (200) mehrere Durchgangsöffnungen (250-1 , 250-2, 250-3) aufweist, insbesondere zwei oder drei über die Länge der Honleiste verteilte Durchgangsöffnungen, und dass in mehreren Durchgangsöffnungen, insbesondere in allen Durchgangsöffnungen, jeweils eine Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) angeordnet ist. Honleiste (200) zur Verwendung in einem Honwerkzeug (100), das einen wenigstens abschnittsweise rohrförmigen Werkzeugkörper (110) aufweist, der einen Schneidbereich mit mindestens einer vom Inneren des Werkzeugkörpers nach außen durchgehenden Honleistenaufnahmeöffnung (140) zur Aufnahme einer Honleiste (200) aufweist, wobei Dimensionen der Honleiste (200) und Dimensionen der Honleistenaufnahmeöffnung (140) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die Honleiste (200) radial beweglich sowie in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers im Wesentlichen spielfrei zwischen Begrenzungsflächen (140-1 , 140-2) der

Honleistenaufnahmeöffnung aufnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste (200) zur Bildung eines Honleistenrückhaltesystems (300) in einem zum Zusammenwirken mit der Honleistenaufnahmeöffnung (140) vorgesehenen Führungsabschnitt (215) wenigstens eine Durchgangsöffnung (250-1, 250-2, 250-3) zur Aufnahme einer Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) mit wenigstens einem elastisch deformierbaren Rückhalteelement aufweist, wobei die Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) konfiguriert ist, im eingebauten Zustand der Honleiste (200) an zwei einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen (140-1 , 140-2) der Honleistenaufnahmeöffnung (140) mit einer durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugten Andrückkraft derart anzugreifen, dass die Honleiste mittels des Honleistenrückhaltesystems (300) in der Honleistenaufnahmeöffnung (140) gehalten ist. - 16 - Honleiste nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste für einen Einbau konfektioniert ist, indem in die (250-1, 250-2, 250-3) Durchgangsöffnung eine Rückhalteeinrichtung (320-1 , 320-2, 320-3) eingesetzt ist. Honleiste nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , gekennzeichnet durch wenigstens eines der folgenden Merkmale:

(i) die Honleiste (200) weist im Bereich der Durchgangsöffnung (250-1 , 250-2, 250- 3) eine Breite (BH) auf und die Rückhalteeinrichtung (320-1 , 320-2, 320-3) weist in Abwesenheit komprimierender äußerer Kräfte eine Länge auf, die größer als diese Breite ist, so dass die Rückhalteeinrichtung derart in die Durchgangsöffnung einsetzbar oder eingesetzt ist, dass sie im eingeführten und entspannten Zustand an beiden Enden der Durchgangsöffnung über eine Seitenfläche (212-1 , 212-2) der Honleiste hinausragt;

(ii) die Rückhalteeinrichtung (320-1, 320-2, 320-3) weist wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement in Form einer Kugel aus einem elastisch deformierbaren Material auf;

(iii) die Rückhalteeinrichtung (320-1 , 320-2, 320-3) ist ausschließlich mit einer oder mehreren Kugeln aus einem elastisch deformierbaren Material aufgebaut;

(iv) die Rückhalteeinrichtung besteht aus genau einer Kugel (320-1, 320-2) aus einem elastisch deformierbaren Material, wobei vorzugsweise die Kugel in einem entspannten Zustand einen Durchmesser aufweist, der größer als der Innendurchmesser (DB1 , DB2) der Durchgangsöffnung (250-1 , 250-2) ist;

(v) die Honleiste (200) weist mehrere Durchgangsöffnungen (250-1, 250-2, 250-3) auf, insbesondere zwei oder drei über die Länge der Honleiste verteilte Durchgangsöffnungen.

Description:
Honwerkzeuq und Honleiste

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung bezieht sich auf ein Honwerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf eine zur Herstellung eines solchen Honwerkzeugs verwendbare Honleiste gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.

Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem ein Honwerkzeug innerhalb einer zu bearbeitenden Bohrung eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführt und eine ständige Flächenberührung zwischen einem oder mehreren Schneidstoffkörpern des Honwerkzeugs und der zu bearbeitenden Bohrungsinnenfläche vorliegt. Die Kinematik eines aufweitbaren Honwerkzeugs ist charakterisiert durch eine Überlagerung einer Drehbewegung, einer in Axialrichtung der Bohrung verlaufenden, in den meisten Fällen oszillierenden Hubbewegung und einer Zustellbewegung, die zu einer Veränderung des wirksamen Durchmessers des Honwerkzeugs führt. An der Bohrungsinnenfläche ergibt sich eine Oberflächenstruktur mit sich überkreuzenden Bearbeitungsspuren. Durch Honen endbearbeitete Oberflächen können hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen genügen, so dass viele hoch belastete Gleitflächen in Motoren oder Motorbauteilen, z.B. Zylinderlaufflächen in Motorblöcken oder Bohrungsinnenflächen in Gehäusen von Einspritzpumpen, durch Honen bearbeitet werden.

Besonders bei der Bearbeitung von Bohrungen mit relativ kleinen Durchmessern, beispielsweise im Durchmesserbereich von 15 mm oder weniger, kommen Honwerkzeuge zum Einsatz, die einen wenigstens abschnittsweise rohrförmigen Werkzeugkörper haben, der einen Schneidbereich mit mindestens einer vom Innern des Werkzeugkörpers nach außen durchgehenden Honleistenaufnahmeöffnung zur Aufnahme einer Honleiste aufweist. Der Werkzeugkörper dient dabei als Aufnahme für eine oder mehrere Honleisten und gleichzeitig als Führung für eine Zustellstange, die der radialen Zustellung der Honleisten dient. Das Honwerkzeug umfasst eine Einrichtung zur lösbaren Befestigung des Honwerkzeugs an der Arbeitsspindel einer Honmaschine.

Die Dimensionen der in der Regel rechteckförmigen Honleistenaufnahmeöffnung und die entsprechenden Querschnittsdimensionen der Honleiste sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Honleiste radial beweglich und in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers im Wesentlichen spielfrei zwischen Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung aufgenommen ist. Man versucht hierbei meistens, durch exakte Bearbeitung der Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung und der korrespondierenden Seitenflächen der Honleiste einen Schiebesitz zu realisieren, so dass sich die Honleiste per Hand gerade noch in die Honleistenaufnahmeöffnung einsetzen lässt und dort durch Haftreibungskräfte zwischen Seitenflächen der Honleiste und angrenzenden Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung gehalten wird.

Die in das Innere des Werkzeugkörpers ragende Innenseite der Honleiste hat in der Regel eine Schrägfläche, die mit einer korrespondierenden Schrägfläche am Ende der Zustellstange nach Art eines Keilantriebs derart zusammenwirkt, dass eine axiale Verschiebung der Zustellstange zum spindelfernen Ende des Werkzeugkörpers eine radiale Verschiebung der Honleiste nach außen bewirkt.

Es kann insbesondere nach längerer Nutzungsdauer der Honwerkzeuge vorkommen, dass Honleisten aus der Honleistenaufnahmeöffnung herausfallen, wenn das Honwerkzeug aus der bearbeiteten Bohrung herausgezogen wird. Eventuell kann die Honleiste auch durch Fliehkräfte aus der Honleistenaufnahmeöffnung herausgedrängt werden, wenn sich sie Arbeitssspindel nach dem Herausziehen noch relativ schnell dreht. Um das Herausfallen oder Herausdrängen von Honleisten zu verhindern, wurden unterschiedliche Honleistenrückhaltesysteme entwickelt.

In manchen Fällen werden sogenannte Leistenfangbuchsen verwendet. Dabei handelt es sich um im Wesentlichen hülsenförmige Bauteile, die am Werkzeugkörper oberhalb des Schneidbereichs gleitbeweglich geführt sind und sich aufgrund ihres Eigengewichtes über den Schneidbereich mit den Honleisten schieben, wenn das Honwerkzeug aus der Bohrung herausgezogen wird.

Andere Beispiele für Lösungen, die als Honleistenrückhaltesystem wirken können, sind z.B. in den Dokumenten DE 296 16 300 U1 , US 2 952 952 A, US 3 037 333 A, US 3 810 333 A, US 4 471 576 A beschrieben.

In der EP 2 364 813 A2 ist ein Honwerkzeug mit einem Honleistenrückhaltesystem beschrieben, welches ein elastisch komprimierbares Rückhalteelement umfasst, das an der Honleiste befestigt wird und gemeinsam mit diesem eingebaut werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel wird als Rückhaltelement ein längliches Stück aus einem Silikonschlauch verwendet, das in eine gefräste längliche Nut an einer Seitenfläche der Honleiste eingesetzt wird und sich im eingebauten Zustand der Honleiste einerseits an der mit der Nut versehenen Seitenfläche der Honleiste und andererseits an einer der Seitenfläche gegenüberliegenden Begrenzungsfläche der Honleistenaufnahmeöffnung mit einer Andruckkraft abstützt. Die Andrückkraft wird dabei durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugt. Die Honleiste wird dann mittels Reibschluss in der Honleistenaufnahmeöffnung gehalten. Diese Lösung funktioniert zuverlässig, ist konstruktiv und bezüglich der Handhabung relativ einfach hat sich unter anderem aufgrund dieser Vorteile inzwischen am Markt etabliert.

AUFGABE UND LÖSUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Honwerkzeug bereitzustellen, das ein zuverlässig funktionierende Honleistenrückhaltesystem aufweist, welches mit relativ einfachen konstruktiven Maßnahmen geschaffen werden kann und sich bei Herstellung und Nutzung durch eine einfache Handhabung auszeichnet.

Zur Lösung dieser Aufgaben stellt die Erfindung ein Honwerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie eine Honleiste mit den Merkmalen von Anspruch 10 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Ein Honwerkzeug gemäß der beanspruchten Erfindung weist einen wenigstens abschnittsweise rohrförmigen Werkzeugkörper auf, der einen Schneidbereich mit mindestens einer Honleistenaufnahmeöffnung umfasst, die vom Inneren des Werkzeugkörpers nach außen durchgeht und zur Aufnahme einer einzelnen Honleiste dient. Die Dimensionen der Honleistenaufnahmeöffnung und der Honleiste in Umfangsrichtung und vorzugsweise auch in Axialrichtung sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Honleiste radial beweglich sowie in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers im Wesentlichen spielfrei zwischen Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung aufgenommen ist. Durch die radiale Beweglichkeit wird erreicht, dass die Honleiste mithilfe eines im Inneren des Werkzeugkörpers axial verschiebbar geführten Zustellelements über zusammenwirkende Schrägflächen bei axialer Verschiebung des Zustellelements in Radialrichtung zugestellt werden kann. Das Honwerkzeug umfasst ein Honleistenrückhaltesystem, welches wenigstens ein elastisch komprimierbares Rückhalteelement umfasst und im eingebauten Zustand der Honleiste an einer Begrenzungsfläche der Honleistenaufnahmeöffnung mit einer durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugten Andrückkraft derart angreift, dass die Honleiste mittels des Honleistenrückhaltesystems in der Honleistenaufnahmeöffnung gehalten ist.

Ein Honwerkzeug gemäß der beanspruchten Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Honleiste in einem zum Zusammenwirken mit der Honleistenaufnahmeöffnung vorgesehenen Führungsabschnitt wenigstens eine von einer Seitenfläche zur anderen Seitenfläche des Führungsabschnitts durchgehende Durchgangsöffnung aufweist und das Honleistenrückhaltesystem eine in der Durchgangsöffnung angeordnete Rückhalteeinrichtung aufweist, die wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement aufweist. Die Rückhalteeinrichtung ist so konfiguriert, dass sie im eingebauten Zustand der Honleiste an zwei einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung mit einer durch Zusammendrücken des Rückhalteelements erzeugten Andrückkraft derart angreifen kann, dass die Honleiste mittels des Honleistenrückhaltesystems in der Honleistenaufnahmeöffnung gehalten ist bzw. wird.

Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass die in der Durchgangsöffnung angeordnete Rückhalteeinrichtung an beiden Seiten der Honleiste jeweils mit der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche der Honleistenaufnahmeöffnung unter einer Vorspannung anliegt, so dass sich zwischen der Rückhalteeinrichtung und der Honleistenaufnahmeöffnung eine Reibschlussverbindung (kraftschlüssige Verbindung) ergibt. Gleichzeitig ist durch die Anordnung der Rückhalteeinrichtung in der Durchgangsöffnung zwischen der Rückhalteeinrichtung und der Honleiste eine Formschlussverbindung geschaffen, die senkrecht zur Achsrichtung der Durchgangsöffnung wirkt. Durch den Formschluss zwischen Honleiste und Rückhalteeinrichtung bei gleichzeitigem Reibschluss zwischen Rückhalteeinrichtung und Werkzeugkörper ist die Honleiste gegen Herausfallen aus der Honleistenaufnahmeöffnung gesichert und insoweit unverlierbar, solange nicht Kräfte auf die Honleiste wirken, die den Reibschluss zwischen Rückhalteeinrichtung und Honleistenaufnahmeöffnung überwinden können.

Diese Vorteile können mit relativ einfach durchzuführenden konstruktiven Maßnahmen erreicht werden. Die Durchgangsöffnung kann z.B. durch eine durch den Führungsabschnitt hindurchführende, vorzugsweise durchgehend zylindrische Durchgangsbohrung realisiert werden, die fertigungstechnisch wesentlich einfacher zu realisieren ist als beispielsweise eine gefräste Aufnahmenut, die im Stand der Technik der EP 2 364 813 A2 vorgesehen ist. Außerdem bieten sich zahlreiche Möglichkeiten, die Rückhalteeinrichtung auszugestalten.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Honleiste im Bereich der Durchgangsöffnung eine (zwischen den Seitenflächen gemessene) Breite aufweist und die Rückhalteeinrichtung in Abwesenheit komprimierender äußerer Kräfte eine Länge aufweist, die größer als diese Breite ist, so dass die Rückhalteeinrichtung derart in die Durchgangsöffnung einsetzbar ist, dass sie im eingeführten und entspannten Zustand an beiden Enden der Durchgangsöffnung über eine Seitenfläche der Honleiste hinausragen kann. Wird die Honleiste dann in die Honleistenaufnahmeöffnung eingesetzt, verringert sich die in Längsrichtung der Durchgangsöffnung gemessene Länge der Rückhalteeinrichtung und es werden Andrückkräfte aufgebaut, die die Rückhalteeinrichtung beidseitig an die Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung andrücken.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Rückhalteeinrichtung wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement auf, welches in einem entspannten beziehungsweise kräftefreien Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der derart größer als ein Innendurchmesser der Durchgangsöffnung ist, dass das Rückhalteelement unter elastischer Deformation und damit einhergehender Verringerung seines Durchmessers in die Durchgangsöffnung eingeführt werden kann und im eingeführten Zustand durch Reibschluss selbsttätig unverlierbar in der Durchgangsöffnung gehalten ist. „Unverlierbar“ bedeutet hierbei insbesondere, dass das Rückhaltelement nicht von allein, z.B. unter Einwirkung der Schwerkraft, aus der Durchgangsöffnung fallen kann. Durch diese einfache Befestigungsmöglichkeit, die ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen auskommt, werden der Zusammenbau und die Handhabung derartig ausgestalteter Honleisten beim Transport, beim Einbau in einen Werkzeugkörper oder bei der Demontage erleichtert.

Das elastisch deformierbare Rückhalteelement, welches unter Formänderung in die Durchgangsöffnung eingesetzt werden kann und dort selbsttätig hält, kann beispielsweise aus einem Elastomermaterial oder einem Gummimaterial bestehen. Als Elastomer wird hier ein formfester, aber elastisch verformbarer Kunststoff bezeichnet, wie er beispielsweise für Dichtelemente genutzt wird. Solche Rückhalteelemente sind in vielen Dimensionen und Formen kommerziell verfügbar, so dass sie ggf. ohne Änderung als Rückhalteelement genutzt werden können. Viele geeignete Elastomermaterialien sind gegen alle bei der Honbearbeitung vorkommenden Kühl- und Schmierstoffe unter üblichen Bearbeitungsbedingungen dauerhaft beständig, so dass die Funktion des Honleistenrückhaltesystems auch nach längerem Gebrauch zuverlässig vorliegt.

Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Rückhalteeinrichtung wenigstens ein elastisch deformierbares Rückhalteelement in Form einer Kugel aus einem elastisch deformierbaren Material aufweist. Eine Kugel, deren Außendurchmesser im spannungsfreien (unkomprimierten) Zustand etwas größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung, lässt sich unter leichter Deformation relativ einfach in die Durchgangsöffnung hineindrücken und hält dort selbsttätig, wobei sie sich in Längsrichtung der Durchgangsöffnung etwas ausdehnt. Kugeln sind auch in der Handhabung einfach, da sie keine Vorzugsorientierung für den Einbau benötigen. Bei manchen Ausführungsformen weist die Rückhalteeinrichtung genau eine Kugel aus einem elastisch deformierbaren Material auf. Die Kugel hat im entspannten Zustand vorzugsweise einen Durchmesser, der etwas größer als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung ist, so dass die Kugel unter leichtem Zusammendrücken in die Durchgangsöffnung eingeführt werden kann und dort selbsttätig hält.

Die Verwendung einer einzigen Kugel aus elastisch deformierbarem Material als Rückhalteeinrichtung ist insbesondere in solchen Fällen vorteilhaft, wenn die Honleiste im Bereich der Durchgangsöffnung eine Breite aufweist, die kleiner als der Durchmesser der Kugel ist, so dass die Kugel derart in die Durchgangsöffnung einsetzbar ist, dass sie im eingeführten Zustand an beiden Enden der Durchgangsöffnung über eine Seitenfläche der Honleiste hinausragen kann. Im eingesetzten Zustand der Honleiste steht die Kugel dann in einem direkten reibschlüssigen Kontakt mit den einander gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung. Damit ist unter anderem ein besonders zuverlässiger Reibschlusskontakt zur Honleistenaufnahmeöffnung hergestellt, da sich ein flächiger Kontakt ergibt und der Reibwert zwischen Elastomermaterialien und dem metallischen Material des Werkzeugkörpers meist relativ hoch ist.

Es ist auch möglich, eine mehrteilige Rückhalteeinrichtung unter Verwendung mindestens einer Kugel aus einem elastisch deformierbaren Material und wenigstens einer weiteren Komponente aufzubauen. Beispielsweise kann eine elastisch deformierbare Kugel mit einem starren, beispielsweise aus Metall gefertigten Stützelement kombiniert werden, so dass sich die Kugel an einer Seite der Honleiste und das Stützelement an der anderen Seite der Honleiste an den Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung abstützt.

Bevorzugte Ausführungsformen von Rückhalteeinrichtungen werden jedoch ausschließlich mit einer oder mehreren Kugeln aufgebaut. So kann es beispielsweise zweckmäßig sein, eine Durchgangsöffnung so zu dimensionieren, dass ihre Länge in Breitenrichtung (zwischen den Seitenflächen des Führungsabschnitts) deutlich größer ist als ihr Durchmesser. Dann können die Dimensionen beispielsweise so aufeinander abgestimmt sein, dass die Rückhalteeinrichtung mehrere Kugeln, insbesondere genau zwei Kugeln, aus elastisch deformierbarem Material umfasst, die in einer Reihe in die Durchgangsöffnung eingeschoben werden. Die Durchmesser der Kugeln können etwas größer als der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung sein, so dass sie ohne Weiteres in der Durchgangsöffnung halten. Die Summe der Durchmesser der Kugeln sollte etwas größer als die Länge der Durchgangsöffnung in Breitenrichtung sein, so dass die letzten bzw. außen liegenden Kugeln auf jeder Seite ein gewisses Stück aus der Durchgangsöffnung herausragen können. Bei manchen Ausführungsformen besteht die Rückhalteeinrichtung aus genau zwei identisch dimensionierten Kugeln aus elastisch deformierbarem Material.

Alternativ kann eine Rückhalteeinrichtung eine als Rückhalteelement dienende, z.B. aus Federstahl gefertigte Schraubendruckfeder aufweisen, die in ihrer Längsrichtung (Richtung der Federachse) komprimierbar ist, mit ihrer Längsrichtung etwa parallel zur Längsachse der Durchgangsöffnung in diese eingesetzt werden kann und vorzugsweise an einem Ende oder an beiden Enden Abstützelemente, z.B. aus Elastomermaterial und/oder einem anderen Kunststoff, aufweist, die sich im eingebauten Zustand an den Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung abstützen.

Es kann ausreichen, wenn eine Honleiste eine einzige Durchgangsöffnung mit entsprechend eingebauter Rückhalteeinrichtung aufweist. Bei manchen Ausführungsbeispielen sind mehrere Durchgangsöffnungen vorgesehen, beispielsweise zwei oder drei oder vier oder fünf über die Länge der Honleiste verteilte Durchgangsöffnungen. Die Durchgangsöffnungen können identische Durchmesser oder unterschiedliche Durchmesser haben. In mehreren Durchgangsöffnungen kann jeweils eine Rückhalteeinrichtung angeordnet sein. Es muss nicht in jeder Durchgangsöffnung eine Rückhalteeinrichtung angeordnet sein, häufig ist jedoch in jeder der Durchgangsöffnungen jeweils eine Rückhalteeinrichtung angeordnet. Über die Anzahl und Auslegung der Durchgangsöffnungen und der integrierten Rückhalteeinrichtungen können die Haltekräfte und deren räumliche Verteilung optimal auf den Bedarf abgestimmt werden.

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 zeigt einen Längsschnitt durch ein Honwerkzeug gemäß einer Ausführungsform;

Fig. 2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht des Honwerkzeugs aus Fig. 1;

Fig. 3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht der Honleiste des Honwerkzeugs aus Fig. 1 ; Fig. 4A bis 4C zeigen senkrecht zur Werkzeugachse gerichtete Schnitte durch das Honwerkzeug im Bereich der drei Durchgangsöffnungen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Honwerkzeugs 100 parallel zu der Werkzeugachse (Rotationsachse) 102 des Honwerkzeugs gezeigt. Fig. 2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht des Honwerkzeugs aus Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht der Honleiste des Honwerkzeugs aus Fig. 1.

Das Honwerkzeug ist als Einleisten-Honwerkzeug ausgeführt, hat also in seinem Schneidbereich nur eine einzige radial zustellbare Honleiste 200. Das Honwerkzeug hat einen Werkzeugkörper 110, der annähernd die Form eines beidseitig offenen Rohres mit einer relativ großen Wandstärke aufweist, wobei der Außendurchmesser des Rohres in Axialrichtung abschnittsweise variiert.

Der in Fig. 1 rechts gezeigte Endabschnitt des Werkzeugkörpers dient zur Ankopplung des Honwerkzeugs 100 an die Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Honmaschine. In dem gegenüberliegenden freien Endabschnitt des Werkzeugkörpers befindet sich der Schneidbereich des Honwerkzeugs, der für die Honbearbeitung in das Innere einer zu bearbeitenden Bohrung eingeführt wird. Im Schneidbereich weist der Werkzeugkörper eine vom Inneren des Werkzeugkörpers nach außen durchgehende, rechteckförmige Honleistenaufnahmeöffnung 140 auf, in der beim zusammengebauten Honwerkzeug eine Honleiste 200 passgenau aufgenommen ist. Die axiale Länge der Honleistenaufnahmeöffnung beträgt ein Vielfaches der in Umfangsrichtung gemessenen Breite.

Die Honleistenaufnahmeöffnung 140 wird durch vier paarweise zueinander parallele ebene Begrenzungsflächen begrenzt. Parallel zur Axialrichtung sind zwei in Umfangsrichtung wirkende ebene Begrenzungsflächen vorgesehen, nämlich eine erste Begrenzungsfläche 140-1 und eine dazu parallele zweite Begrenzungsfläche 140-2. Wenn sich das Honwerkzeug in Drehrichtung DR dreht (vgl. Fig. 4A), eilt die erste Begrenzungsfläche 140-1 voraus und wird als vordere Begrenzungsfläche bezeichnet. Die vordere und die hintere Begrenzungsfläche sind jeweils eben und verlaufen parallel zu einer Ebene, die durch die Werkzeugachse 102 und eine mittig zwischen den seitlichen Begrenzungsflächen 140-1 , 140-2 verlaufende Radialrichtung aufgespannt wird. In Axialrichtung wird die Honleistenaufnahmeöffnung durch eine obere Begrenzungsfläche und eine untere Begrenzungsfläche begrenzt, die jeweils in einer Normalenebene zur Werkzeugachse 102 liegen. An der der Honleistenaufnahmeöffnung 140 gegenüberliegenden Seite sind am Werkzeug zwei um etwa 90° gegeneinander umfangsversetzte Führungsleisten 180-1, 180-2 aus Hartmetall, Sintermetall oder einem anderen harten, zum Beispiel keramischen, Werkstoff angebracht. Diese stützen sich mit ihren glatt polierten, gekrümmten Außenflächen an der Innenwand der zu honenden Bohrung ab. Die Führungsleisten können eine z.B. aus Diamant bestehende Beschichtung tragen, die eine verschleißfeste Außenfläche bildet.

Die Honleiste 200 ist insgesamt plattenförmig und weist ein plattenförmiges Trägerelement 210 aus Stahl auf, das häufig auch als Tragleiste bezeichnet wird. An der radialen Außenseite des Trägerelements ist ein Schneidbelag 220 aufgebracht, der die in einer Bindung gebundenen Schneidstoffkörner enthält. Der Schneidbelag 220 ist im Beispielsfall direkt auf die ebene Außenseite des Trägerelements aufgesintert, kann aber auch bei anderen Ausführungsformen aufgeklebt oder aufgelötet oder durch Nieten oder Schrauben am Trägerelement befestigt sein. Es ist auch möglich, dass sich zwischen dem Schneidbelag und dem Trägerelement eine den Schneidbelag tragende flache Sohle befindet.

An der radialen Innenseite des Trägerelements 210 ist eine ebene Schrägfläche 212 ausgebildet, die mit einer komplementären ebenen Schrägfläche am unteren Ende einer im Werkzeugkörper geführten Zustellstange 130 nach Art eines Keilantriebs derart zusammenwirkt, dass die Honleiste 200 innerhalb der Honleistenaufnahmeöffnung 140 radial nach außen gedrückt wird, wenn die Zustellstange 130 durch den in der Honmaschine untergebrachten Zustellantrieb in Richtung des Schneidbereichs des Honwerkzeugs gedrückt wird.

Derjenige Abschnitt der Honleiste, der im eingebauten Zustand zwischen den seitlichen Begrenzungsflächen 140-1 , 140-2 der Honleistenaufnahmeöffnung 140 liegt, der in flächigem Kontakt mit den Begrenzungsflächen steht und der bei der radialen Bewegung durch diese Flächen gleitgeführt wird, wird als Führungsabschnitt 215 bezeichnet. Zu diesem gehört ein Teil des Trägerelements 210 und ein kleinerer Teil des davon getragenen Schneidbelags, der also bis zu einer gewissen Tiefe in die Honleistenaufnahmeöffnung 140 hineinragt.

Die Dimensionen der Honleiste 200 und der Honleistenaufnahmeöffnung 140 sind derart aufeinander abgestimmt, dass die Honleiste radial beweglich, in Umfangsrichtung des Werkzeugkörpers aber im Wesentlichen spielfrei zwischen den seitlichen Begrenzungsflächen 140-1 , 140-2 aufgenommen ist. In Axialrichtung, das heißt zwischen den oberen und unteren Begrenzungsflächen, kann ein geringes Spiel vorliegen, wobei jedoch auch hier möglichst ein spielfreier Sitz vorgesehen ist. Bei der Herstellung der Honleiste und des Werkzeugkörpers wird darauf geachtet, dass der lichte Abstand zwischen den vorderen und hinteren Begrenzungsflächen 140-1, 140-2 der Honleistenaufnahmeöffnung nur minimal größer ist als die zwischen der vorderen Seitenfläche 212-1 und der hinteren Seitenfläche 212-2 der Honleiste beziehungsweise des Trägerelements gemessene Breite BH der Honleiste. Im günstigsten Fall soll sich ein relativ fester Schiebesitz ergeben, so dass sich die Honleiste zwar von außen beim Zusammenbau manuell in die Honleistenaufnahmeöffnung 140 hineindrücken lässt, von alleine aber aus der Honleistenaufnahmeöffnung nicht herausfallen kann. Die Honleiste soll sich aber unter der Einwirkung der nach unten gedrückten Zustellstange 130 radial nach außen verschieben lassen.

Das Honwerkzeug ist mit einem Honleistenrückhaltesystem 300 ausgestattet, das eine zusätzliche Sicherung einer eingesetzten Honleiste gegen unbeabsichtigtes Herausfallen aus der Honleistenaufnahmeöffnung 140 schafft. Alle Komponenten des Honleistenrückhaltesystems sind an der Honleiste ausgebildet bzw. an dieser befestigt. Zu dem Honleistenrückhaltesystem 300 gehören im Beispielsfall drei Durchgangsbohrungen 250-1, 250-2, 250-3, die im Bereich des Führungsabschnitts 215 der Honleiste im Trägerelement 210 in unmittelbarer Nähe des Schneidbelags eingebracht sind. Die Durchgangsbohrungen gehen von einer Seitenfläche 212-1 zur gegenüberliegenden Seitenfläche 212-2 in einer (im eingebauten Zustand) tangential verlaufenden Richtung (Breitenrichtung) durch das Trägerelement 210 hindurch.

Die Fig. 4A bis 4C zeigen senkrecht zur Werkzeugachse 102 gerichtete Schnitte durch das Honwerkzeug 100 im Bereich der drei Durchgangsöffnungen entlang der Schnittlinien A, B und C in Fig. 1. Die beiden spindelfernen Durchgangsöffnungen 250-1 und 250-2 haben jeweils identische Durchmesser DB1 und DB2, die dritte Durchgangsöffnung 250-3 im relativ schmalen Bereich des Trägerelements hat einen kleineren Durchmesser DB3, der etwa nur halb so groß ist.

In jeder der Durchgangsöffnungen 250-x ist eine Rückhalteeinrichtung des Honleistenrückhaltesystems angeordnet. Im Bereich der im Durchmesser größeren Bohrungen besteht die Rückhalteeinrichtung 320-1 beziehungsweise 320-2 jeweils aus einer einzigen Kugel aus einem elastisch komprimierbaren Elastomermaterial, welches gegen Kühlschmierstoff der Honbearbeitung dauerhaft resistent ist. Im Bereich der dritten Bohrung besteht die Rückhalteeinrichtung 320-3 aus zwei identischen elastisch komprimierbaren Kugeln mit kleinerem Durchmesser. Die Durchmesser der Kugeln sind in jedem Fall im nicht-komprimierten Zustand der Kugeln so bemessen, dass sie etwas größer sind als die Innendurchmesser DB1 , DB2 und DB3, so dass sie in eingedrücktem Zustand selbsttätig in den Durchgangsbohrungen 250-x halten. Weiterhin sind die Durchmesser der Bohrungen und der darin eingesetzten Kugeln bei den beiden großen Durchgangsbohrungen so bemessen, dass der Durchmesser der einzusetzenden Kugel um einige Prozent größer ist als die in Breite BH der Honleiste, so dass die Kugel im mittig eingesetzten Zustand im Bereich beider Seitenflächen um einige Prozent, beispielsweise zwischen 5% und 10% der Bohrungslänge, über die Seitenfläche nach außen hinausraget (vgl. Fig. 4A).

Dies führt dazu, dass dann, wenn die mit Kugel bestückte Honleiste 200 in die Honleistenaufnahmeöffnung 140 eingeführt wird, die Kugel in Breitenrichtung der Durchgangsöffnung etwas komprimiert wird, um in die Honleistenaufnahmeöffnung eingeführt werden zu können. Dadurch entstehen, wie in Fig. 4B gut zu erkennen ist, relativ großflächige Andrückflächen, in denen das komprimierte Elastomermaterial der Kugel in direktem Berührungskontakt mit den vorderen und hinteren Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung 140 steht. Hierdurch ist ein sicherer Reibschluss zwischen der durch die Kugel gebildeten Rückhalteeinrichtung und der Honleistenaufnahmeöffnung beziehungsweise dem Werkzeugkörper sichergestellt. Gleichzeitig wird die Honleiste 200 durch die eingeklemmte Kugel in Radialrichtung formschlüssig gehalten und gegen Herausfallen gesichert. Die als Rückhalteelement wirkende Kugel stützt sich also an beiden gegenüberliegenden Flächen der Honleistenaufnahmeöffnung ab und ist formschlüssig spielfrei und unter Vorspannung in der Honleiste 200 gefangen.

Bei der dritten Durchgangsbohrung 250-3 ist deren Durchmesser DB3 deutlich kleiner als die Länge in Breitenrichtung (vgl. Fig. 4C). Hier sind die Dimensionen so aneinander angepasst, dass die Rückhalteeinrichtung 250-3 durch zwei Kugeln identischer Größe bestimmt wird, deren Außendurchmesser im entspannten Zustand etwas größer ist als der Innendurchmesser DB3 der Durchgangsbohrung. Weiterhin ist die Summe der Durchmesser etwas größer als die Breite der Honleiste im Bereich der Durchgangsöffnung, so dass die Kugeln im entspannten Zustand etwas über die Seitenflächen hinausragen und beim Einschieben in die Honleistenaufnahmeöffnung etwas nach innen gedrückt werden, so dass die Kugeln elastisch deformiert werden und die Rückstellkräfte die Kugeln an beiden Seiten der Honleistenaufnahmeöffnung an die Begrenzungsflächen andrücken.

Der hier beispielhaft erläuterte Lösungsansatz sieht somit vor, dass eine oder mehrere elastisch komprimierbare Kugeln oder Ähnliches unverlierbar in einer oder mehreren Durchgangsbohrungen in der Honleiste eingebracht werden. Die als Rückhalteeinrichtung wirkenden Kugeln (eine oder mehrere) stützen sich an den beiden gegenüberliegenden Begrenzungsflächen der Honleistenaufnahmeöffnung ab und sind dabei formschlüssig spielfrei und unter Vorspannung in der Honleiste gefangen.

Die Montage der Kugel oder der Kugeln kann bereits vor Versand der Honleisten an einen Kunden im Herstellerwerk erfolgen, da die Kugeln durch die Vorspannung unverlierbar in der Honleiste gefangen sind. Eine kundenseitige Montage von Elementen der Rückhalteeinrichtung kann dadurch entfallen. Eine Konservierung der fertig zusammengebauten Honleisten gegen Korrosion kann inklusive der eingebauten Kugeln erfolgen, da der Werkstoff der Kugeln resistent gegen Aufquellen und/oder Zersetzung gegen viele Chemikalien ist.

Es ist ohne großen technischen Aufwand möglich, existierende Honleisten konventioneller Bauart zu erfindungsgemäßen Honleisten umzurüsten, da lediglich Durchgangsbohrungen (eine oder mehrere) in die Tragleiste eingebracht werden und entsprechende Kugeln in die Durchgangsbohrungen eingedrückt werden müssen. Eine Skalierung der Haltekräfte kann durch Erhöhung oder Erniedrigung der Anzahl wirksamer Kugeln erreicht werden. Durch die hohe Schmiegung der Kugeln im tangentialen Bereich der Honleistennut (Honleistenaufnahmeöffnung) im Werkzeug ist eine Montage ohne Hilfsmittel leicht möglich und hilft dem Endkunden bei einer fehlerfreien Montage der Honleiste. Die eingesetzten Kugeln können präzisionsgeschliffen sein. Damit lassen sich die gewünschten Durchmesser bis auf wenige Hundertstel Millimeter genau tolerieren. Es können in vielen Fällen handelsübliche Elastomerkugeln verwendet werden, wie sie beispielsweise auch in pneumatischen Rückschlagventilen genutzt werden. Die Kugeln können beispielsweise aus einem klassischen Dichtungswerkstoff hergestellt sein, zum Beispiel aus Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR, auch unter der Marke Perbunan vertrieben) oder aus einem geeigneten Fluorelastomer, wie sie beispielsweise unter der Marke Viton vertrieben werden. Diese Materialien sind nach den Erfahrungen der Erfinder gegenüber den im Honbereich eingesetzten Kühlschmierstoffen dauerhaft beständig.

Eine Variierung beziehungsweise eine Einstellung der richtigen Vorspannung ist beispielsweise möglich durch die Wahl des Werkstoffs der Kugeln (beispielsweise durch Auswahl von Kugeln unterschiedlicher Härten), durch die Wahl des Toleranzfeldes der Durchmesser der Aufnahmebohrungen der Kugeln und/oder durch die Wahl der Anzahl der Kugeln.