Honwerkzeug

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug mit Honschalen und daran gelagerten Honsteinen sowie mit wenigstens einem an einem Werkzeugträger befestigten Sensor zur berührungsfreien Messung des Abstandes der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche. Um die Abstandsmessung zuverlässiger und dadurch eine weitgehend automatische Bearbeitung möglich zu machen, ist der Sensor (9) ein induktiver Meßwertgeber, der zwischen benachbarten Honschalen (2) am Werkzeugträger (1) befestigt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Honwerkzeug mit Honschalen und daran gelagerten Honsteinen sowie mit wenigstens einem an der Honschale befestigtem Sensor zur berührungsfreien Messung des Abstandes der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche.

[0002] Beim Honen wird in erster Linie eine Verbesserung der Oberflächengüteund Maßgenauigkeit angestrebt. Daneben können in begrenztem Maße aber auch Form- und'Lagefehler ausgeglichen werden. Beim Honen der Innenseiten von Zylindern für z.B. Kolben-Zylinder-Anordnungen wird beispielsweise das Honwerkzeug drehend in Richtung der Zylinderachse hin- und hergeführt. Die Honsteine werden federnd oder hydraulisch gegen die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gedrückt. Der Werkstückabtrag und der Abrieb der Honsteine werden laufend weggespült.

[0003] Zur Bestimmung der erreichten Bearbeitungsgenauigkeit verwendete man früher mechanische Lehren, die in den Zylinder eingeführt wurden. Später ging man dazu über, den Bearbeitungszustand mit pneunatischen Messdornen, die mit Hilfe von Sonden in den Zylinder niedergelassen wurden. Dabei handelte es sich insbesondere um pneumatisch arbeitende Sensoren mit Düsen, aus denen ein Luftstrahl gegen die zu bearbeitende Oberfläche geblasen wird. Nachteilig dabei war, daß für die Kontrolle des erreichten Bearbeitungszustandes jeweils ein gesonderter Arbeitsgang erforderlich war.

[0004] Deswegen ist man dazu übergegangen, die Sensoren mit dem Honwerkzeug zu verbinden, um dadurch eine Kontrolle des Bearbeitungszustandes zu ermöglichen, ohne daß das Honwerkzeug entfernt wird. Es hat sich allerdings gezeigt, daß pneumatisch arbeitende Messdorne eine verhältnismäßig aufwendige Meßapparatur benötigen und darüber hinaus sehr empfindlich auf Veränderungen der Oberflächenrauhigkeit reagieren. Deswegen läßt die Genauigkeit der Abstandsbestimmung zu wünschen übrig und eine automatische Steuerung der Bearbeitung ist nur mit Schwierigkeiten oder gar nicht zu erreichen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Honwerkzeug der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß die Abstandsmessung zuverlässiger und dadurch eine weitgehend automatische Bearbeitung möglich wird.

[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Sensor ein induktiver Messwertgeber ist, der zwischen benachbarten Honschalen am Werkzeugträger befestigt ist.

[0007] Bei Einsatz eines oder mehrerer induktiver Messwertgeber treten die eingangs erläuterten Schwierigkeiten nicht mehr auf, weil induktive Messwertgeber nicht wie pneumatisch arbeitende Messwertgeber zu Verstopfungen neigen und in exponierter Lage angeordnet werden müssen, sondern ausschließlich eine elektrische Energieversorgung benötigen sowie außerdem verhältnismäßig geschützt angeordnet werden können. Induktive Messwertgeber haben auch einen verhältnismäßig großen linearen Messbereich, so daß die Anordnung derartiger Messwertgeber am Werkzeugträger weniger Beschränkungen unterliegen.

[0008] Vorzugsweise besitzt jedes Honwerkzeug zwei Sensoren, die einander gegenüberliegend am Werkzeugträger angeordnet sind.

[0009] Damit ergibt sich insbesondere bei zylinderischen Honwerkzeugen die Möglichkeit, den Durchmesser der zu bearbeitenden Oberfläche festzustellen, sowie darüber hinaus auch Form-und Lagefehler, das heißt Abweichungen der zu bearbeitenden zylinderischen Oberfläche von der Zylinderachse.

[0010] Die Einsatzmöglichkeiten ein und desselben Sensors werden verbessert, wenn jeder Sensor auf einer Führungsleiste befestigt ist, die ihrerseits am Werkzeugträger befestigt ist. Je nach der konstruktiven Gestaltung des Honwerkzeuges im einzelnen kann durch entsprechende Ausbildung der Führungsleiste erreicht werden, daß der betreffende Sensor im optimalen Abstand von der zu bearbeitenden Oberfläche angeordnet ist.

[0011] Insbesondere kann jeder Sensor in einer einseitig offenen Ausnehmung seiner Führungsleiste angeordnet sein, womit dieser Sensor auch hinreichend geschützt angeordnet ist. Bei einem zylinderischen Honwerkzeug mit sich in Längsrichtung erstreckenden Honsteinen erstrecken sich die Führungsleisten zweckmäßig in axialer Richtung am Werkzeugträger und zwischen den benachbarten Honschalen.

[0012] Die Sensoren lassen sich mehrfach verwenden und einsetzen, wenn Schraubbefestigungen zwischen Sensor und Führungsleiste bzw. zwischen Führungsleiste und Werkzeugträger verwendet werden. Das ermöglichtauch den Austausch von Sensoren und/oder Führungsleisten, wenn das in bestimmten Fällen erforderlich wird.

[0013] Die Anschlußleitungen jedes Sensors können durch oder über den Werkzeugträger bis in den Bereich eines Werkzeuganschlusses geführt sein und dort insbesondere an Steckverbindern enden. Über weiterführende Leitungen werden dann die Signale des oder der Sensoren einer Steuereinrichtung der Maschine weitergegeben, die in Abhängigkeit von diesen Signalen die Bewegung des Honwerkzeuges steuert.

[0014] Im Ergebnis kann damit die Bearbeitung weitgehend automatisiert werden. Zu Beginn des Honvorgan^ges wird die ganze Hublänge des Werkstückes abgefahren und wird die Position des Kleinstmaßes in der z. B. zylinderischen Bohrung ermittelt. Die Steuereinrichtung programmiert automatisch die Umsteuerung derart, daß zunächst eine oder alle engen Stellen in der Bohrung egalisiert werden. Dabei liefern die im Honwerkzeug eingebauten Sensoren Signale, die in der Steuereinrichtung gegebenenfalls linearisiert, verstärkt und über Komparatoren in Schaltsignale umgewandelt werden. Diese Schaltsignale wirken auf die Hubumsteuerung und gewährleisten, daß das Honwerkzeug immer zunächst an den engsten Stellen der Bohrung zum Eingriff gelangt. Nach galisierung der engsten Stellen wird das Werkstück in seiner gesamten Bearbeitungslänge in der gewünschten Toleranz gehont. Bei entsprechender Ausrichtung der Steuereinrichtung kann das Polierhonen messgesteuert oder auch zeitgesteuert sein.

[0015] Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Honwerkzeuges,

Figur 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 und

Figur 3 eine weitere gegenüber Fig. 1 um 9₀° gedrehte Seitenansicht, bei der Teile der Honschalen und der darauf befestigten Honsteine weggebrochen sind.

[0016] Das in der Zeichnung dargestellte Honwerkzeug ist zur Innenbearbeitung von Rohren und Zylindern, z.B. von Zylindern für Kolben-Zylinder-Anordnungen bestimmt. Es besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem Werkzeugkörper 1, auf dem diametral gegenüberliegend zwei Honschalen 2 befestigt sind. Jede der Honschalen 2 ist mit vier Honsteinen 3 bestückt. Die Honschalen 2 sind bei 4 am Werkzeugkörper 1 befestigt. Sie bestehen aus elastischem Material und weisen einen geringfügig größeren Durchmesser als der Werkzeugkörper. auf, sodaß die freien Enden der Honschalen 2 im Ruhezustand geringfügig vom Werkzeugkörper 1 abgehoben sind was zur Folge hat, daß beim Einführen des _Honwerkzeuges in einen Zylinder die Honsteine 3 unter der Federkraft der Honschale 2 gegen die Zylinderinnenwand angepreßt werden. An einem seiner Enden weist das Honwerkzeug einen Werkzeuganschluß 5 auf, mit dem es an einer in der Zeichnung nicht dargestellten Honstange befestigt wird, um in den zu bearbeitenden Zylinder bewegt werden zu können.

[0017] Auf zwei sich diametral gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugkörpers 1, im Bereich außerhalb der Honschalen 2, ist jeweils eine Führungsleiste 6 angeordnet, die sich in Längsrichtung des Honwerkzeugs erstreckt und die mit Schrauben 7 am Werkzeugkörper.1 befestigt ist. Die Führungsleisten 6 weisen zur Außenseite des Honwerkzeuges hin offene Ausnehmungen 8 auf, in denen mit nicht dargestellten Schraubbefestigungen Sensoren 9 befestigt sind. Diese Sensoren sind induktive Messwertgeber zu denen Anschlußleitungen 1o führen. Die Anschlußleitungen 1o führen unterhalb der Führungsleisten 6 und längs der Oberfläche des Werkzeugkörpers 1 in Richtung auf den Werkzeuganschluß 5 zu Steckverbindungen 11, mit deren Hilfe sie mit weiterführenden Leitungen-verbunden werden können.

[0018] über die Anschlußleitungen 1o werden die Meßsignale der beiden Sensoren 9 einer nicht dargestellten Steuereinrichtung der Honmaschine zugeführt, die dann in der oben beschriebenen Weise die Bearbeitung des Werkstückes steuert.

Ansprüche

1. Honwerkzeug mit Honschalen und daran gelagert Honsteinen sowie mit wenigstens einem an einem Werkzeugträger befestigtem Sensor zur berührungsfreien Messung des Abstandes der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (9) ein induktiver Messwertgeber ist, der zwischen benachbarten Honschalen (2) am Werkzeugträger (1) befestigt ist.

2. Honwerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Sensoren (9), die einander gegenüberliegend am Werkzeugträger (1) angeordnet sind.

3. Honwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (9) auf einer Führungsleiste (6) befestigt ist, die ihrerseits am Werkzeugträger (1) befestigt ist.

4. Honwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensor (9) in einer einseitig offenen Ausnehmung (8) seiner Führungsleiste (6) angeordnet ist.

5. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsleisten (6) sich in axialer Richtung des Werkzeugträgers (1) erstrecken.

6. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Schraubbefestigungen (7) zwischen Sensor (9) und Führungsleiste (6) bzw. zwischen Führungsleiste (6) und Werkzeugträger (1).

7. Honwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (10} jedes Sensors (9) durch oder über den Werkzeugträger (1) bis in den Bereich eines Werkzeuganschlusses (5) geführt sind.

8. Honwerkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (1₀) an Steckverbindern (11) enden.

Zeichnung