-
onmaschine zum Feinbearbeiten der trochoidenförmigen Bohrung des Rotorqehäuses
eines Motors mit drehender Bewegung Die Erfindung betrifft allgemein eine Feinbearbeitungsmaschine
, insbesondere eine Honmaschine zum Feinbearbeiten einer trochoidenförmigen Bohrung
eines Werkstückes durch Ionen der Innenwandung der Bohrung.
-
Eine bekannte Honmaschine zum Feinbearbeiten einer trochoidenförmigen
Innenwandung eines Werkstückes ist in der japanischen Patentschrift 6436/1965 beschrieben.
-
Nach der genannten Patentschrift dient die Honmaschine zum Feinbearbeiten
der mit zwei Ausbuchtungen ausgebildeten, trochoidenförmigen Wandung eines Werkstückes,
z.B. des Rotorgehäuses eines Motors mit drehender Bewegung. In der Honmaschine ist
ein allgemein dreieckiger Werkzeugkörper an den Ecken des Dreiecks mit Honsteinen
versehen. Der Werkzeugkörper wird derart in die trochoidenförmige Bohrung des Rotorgehäuses
eingeführt, daß die Honsteine mit der Innenwandung der trochoidenförmigen Bohrung
in Gleitberührung gelangen. Damit die Honsteine die Innenwandung glatt bestreichen,
ist der Werkzeugkörper mit einem inneren Zahnrad versehen, das mit einem ortsfesten,
äußeren Zahnrad kämmt, das mit der trochoidenförmiqen Bohrung koaxial ist. In diesem
Fall wird zwischen dem ortfesten, äußeren
Zahnrad und dem inneren
Zahnrad des Werkzeugkopfes gewöhnlich ein Zahnezahlverhältnis von 2:3 gewählt.
-
Ferner ist ein Kurbeltrieb vorgesehen7 der mit der trochoidenförmigen
Bohrung koaxial ist und dem Werkzeugkörper eine Kurbelbewegung erteilt, d.h., daß
er um seine Achse rotiert und eine Planetenbewegung mit einer vorherbestimmten Exzentrizität
ausführt. Der Werkzeugkörper kann daher relativ zu dem Werkstück eine trochoidenförmige
Bewegung durchführen.
-
In der üblichen Honmaschine müssen jedoch das Zahnradgetriebe und
der Kurbeltrieb hinsichtlich ihrer Abmessungen und ihrer räumlichen Beziehungen
bestimmten Forderungen genau entsprechen. Daher ist das qenaue Zentrieren dieser
Einrichtungen und die genaue Herstellung ihrer Teile sehr schwierig. Außerdem kann
die erzielbare Trochoide kaum verändert werden. Ferner kann der Werkzeugkörper nur
mit einer relativ niedrigen Drehzahl rotieren, sodaß die Produktionsleistung gering
ist.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Honmaschine,
die von allen vorgenannten Nachteilen frei ist Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Schaffung einer Honmaschine, in der keine Kurbelbewegung zwischen
dem Werkzeugkörper und dem Werkzeug ausgeführt wird, sodaß der Werkzeugkörper mit
hoher Drehzahl rotieren kann.
-
Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer
Honmaschine, in der die Exzentrizität des Werkzeugkörpers gegenüber dem Werkstück
in einem großen Bereich verändert werden kann.
-
Außerdem besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer
Honmaschine, in welcher der Anpreßdruck der Honsteine gegen die Innenwandung des
Werkstückes in Abhängigkeit von der Drehstellung der Honsteine gegenüber der Innenwandung
periodisch herabgesetzt und erhöht wird.
-
Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schafftmq einer
Honmaschine, deren Werkzeugkörper pneumatisch Stöße dämpfen kann, wie sie an der
Berührungsfläche zwischen der Innenwandung des Werkstückes und den Honsteinen auftreten
können.
-
Die erfindungsgemäRe IIonmaschine zum Feinbearbeiten einer trochoidenförmigen
Bohrung eines Rotorgehäuses eines Motors mit drehender Bewegung besitzt einen Werkzeugkörper
und einen Arbeitstisch, die beide von einer gemeinsamen Antriebswelle voneinander
getrennt in derselben Richtung, aber mit einer Exzentrizität relativ zueinander
angetrieben werden. Diese Exzentrizität ist einstellbar, sodaß der Werkzeugkörper
die trochoidenförmige Innenwandung glatt bestreicht. In der Honmaschine ist ferner
eine Einrichtung vorgesehen, mit welcher der Abstand zwischen den miteinander kämmenden
Zahnrädern eingestellt werden kann, die eine Drehbewegung von der Antriebswelle
allf den Werkzeugkörper und den Arbeitstisch übertragen. Ferner ist eine Einrichtung
zur Steuerung des Anpreßdruckes vorgesehen. Diese Einrichtung kann den Anpreßdruck
zwischen den Honsteinen des Werkzeugkörpers und der trochoidenformigen Innenwandung
in Abhängigkeit von der Drehstellung der Honsteine relativ zu der Innenwandung steuern.
Die Honmaschine kann ferner mit einer Dämpfungseinrichtung versehen sein, die zum
pneumatischen Dämpfen von Stößen dient, wie sie an der Berührungsfläche zwischen
der Innenwandung und den Honsteinen auftreten können.
-
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand
der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
In diesen zeigt Fig. 1 teilweise im Querschnitt eine Honmaschine gemäß
der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II II in Fig. 1 Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie 111-111 in Fig. 1, Fig. 4 eine Darstellung teilweise im
Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 5, Fig. 5 eine Darstellung teilweise im Schnitt
längs der Linie V-V in Fig. 1, Fig. 6 schematisch die in der Honmaschine gemäß Fig.
1 vorgesehene Einrichtung zur Steuerung des Arbeitsdruckes, Fig. 7 allgemein im
Querschnitt einen Werkzeugkörper für die Honmaschine nach Fia. 1 und Fig. 8 in Draufsicht,
teilweise weggeschnitten, den Werkzeugkörper gemäß Fig. 7.
-
Die in Fig. 1 gezeigte Honmaschine der Erfindung besitzt ein Gestell
61, in dem eine Antriebswelle 16 llm ihre vorzugsweise vertikale Achse drehbar gelagert
ist.
-
Die Antriebswelle 16 ist an beiden Enden mit je einem Stirnrad 17
bzw. 18 starr verbunden, von denen das eine als Werkzeug-Antriebsrad iind das andere
als Arbeitstisch-Antriebsrad tezeichnet wir1. Zum einwandfreien Honen der Innenwandung
10 beispielsweise einer trochoidenförmigen Bohrung eines Werkstückes 11, z.B. des
Rotorqehäuses eines Motors mit drehender Bewegung, besitzt die Honmaschine einen
Werkzeugkörper 13, der an seinem IJmfang mit mehreren Honsteinen 36-38 versehen
ist, die so vorbelastet sind, daß sie auswärts gegen die Innenwandung lo qedrückt
werden und mit ihr in Gleitberührung stehen. An dem Werkzeiiqkörper.
-
13 ist die mit ihm koaxiale Honspindel 14 befestigt, die
vorzugsweise
in die zylindrische Hohlwelle 23 eingreift, die zu der Antriebswelle 16 achsparallel
ist. Die Honspindel 14 ist in der Hohlwelle 23 axial bewegbar, Durch diese Bewegung
kann der Werkzeugkörper 13 in die trochoidenförmige Bohrung des Werkzeuges 11 hinein-
und aus ihr herausbewegt werden. Die Honspindel ist mit der Hohlwelle 23 drehfest
verbunden. Die Hohlwelle 23 ist starr mit einem Stirnrad 21 verbunden. Zwischen
dem Stirnrad 21 und dem Werkzeugs-Antriebsrad 17 auf der Antrietswelle 16 ist ein
erstes Zwischenrad 19 angeordnet, das mit den Zahnrädern 21 und 17 kämmt, sodaß
die Drehbewegung der Antriebswelle 16 über die Hohlwelle 23 und die Honspindel 14
auf den Werkzeugkörper 13 übertragen wird.
-
Das Werkstück 11 ist-in bekannter Weise auf dem Arbeitstisch 12 der
Maschine festgelegt. An diesem Arbeitstisch 12 ist eine mit ihm koaxiale Arbeitstischwelle
15 befestigt, die starr mit einem Stirnrad 22 verbunden und zu der Antriebswelle
16 achsparallel ist, jedoch gegenüber der Honspindel 14 eine Exzentrzität e besitzt.
Mit dem Zahnrad 22 auf der Arbeitstischwelle und dem Arbeitstisch-Antriebsrad 18
auf der Antriebswelle 16 kämmt ein zweites Zwischenrad 20, sodaß die Drehbewegung
der Antriebswelle 16 über die Arbeitstischwelle 15 auf den Arbeitstisch 12 übertragen
wird.
-
Infolge dieser Anordnung dreht sich der Werkzeugkörper 13 in derselben
Richtung wie der Arbeitstisch 12. Dabei ist ein geeignetes Verhältnis von beispielsweise
2:3 der Drehzahl les Werkzeugkörpers 13 zu der des Arbeitstisches 12 vorhanden.
-
Der Werkzeugkörper 13 kann daher relativ zu dem Arbeitstisch 12 eine
gewünschte trochoidenförmige Kurve beschreiben, wobei die trochoidenförmige Innenwandunq
des Werkstückes 11 feinbearbeitet wird.
-
Die vorliegende Honmaschine besitzt ferner eine Stelleinrichtung
für
den Werkzeugkörper. Diese Einrichtung besitzt einen Kolbentrieb 24, dessen Kolbenstange
25 in der Honspindel 14 drehbar gelagert ist. Der Zylinder aes Kolbentriebes 24
wird derart mit einem Druckmittel, z.B. mit unter Druck stehendem öl, beschickt,
daß die Kolbenstange 25 und mit ihr die Honspindel 14 längs deren Achse auf- oder
abwärts bewegt wird. Auf diese Weise kann der Werkzeugkörper 13 axial zwischen zwei
Stellungen bewegt werden. In seiner unteren Stellung steht er mit der trochoidenförmigen
Innenwandung des Werkstückes 11 in Gleitberührung. In seiner oberen Stellung ist
er aus dem Werkstück 11 heraus zurickgezogen und steht er für den nächsten Honvorgang
bereit Zum Halten des Werkzeuqkörpers 13 in dieser Rrjckzugsstellung kann man eine
Verriegelungseinrichtung vorsehen, die einen Kolbentrieb 26 aufweist, dessen Kolbenstange
27 als Verriegelungsglied dient. Eine Druckfeder 29 trachtet, die Kolbenstange 27
zur Achse der Honspindel 14 hin zu bewegen. Die Spindel 14 ist an ihren -oberen
Ende mit einem radialen Vorsprung 28 ausgebildet, an dem das freie Ende der Kolbenstange
27 angreifen kann. Wenn sich der Werkzeugkörper 13 unter der Wirkung des unter Druck
stehenden Öls in dem Zylinder des Kolbentriebes 24 aufwärtsbeweqt, greift der Vorsprung
28 zunächst an dem Ende der Kolbenstange 27 an und drückt der Vorsprung 28 danach
die Kolbenstange 27 gegen die Wirkung der Druckfeder 29 weg, worallf die Kolbenstange
27 unter dem Vorsprung 28 verriegelnd einrastet. Diese Verriegelung kann von Hand
oder mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung aufgehoben werden.
-
Wie im linken unteren Teil der Fig. 1 gezeigt ist, erhält die Antriebswelle
16 ihre Drehbewegung von einer geeigneten Kraftmaschine, beispielsweise einem umsteuerbaren
Gleichstrommotor
30,der auf dessen nicht bezeichneten Welle einer Riemenscheibe 31 befestigt ist.
Um diese und um eine Riemenscheibe 33 eines Untersetzungsgetriebes 34 läuft ein
endloser Treibrtemen 32 herum, der die in vorherbestimmten Zeitabständen umgesteuerte
Drehbewegung des Gleichstrommotors 30 auf das Getriebe 34 überträgt, das der Antriebswelle
16 eine untersetzte Drehbewegung erteilt.
-
Wenn im Betrieb die Kolbenstange 27 des Kolbentriebes 26 unter dem
Vorsprung 28 verriegelnd eingerastet ist und der Zylinder dieses Kolbentriebes mit
unter Druck stehendem Öl beschickt wir8, bewegt sich die Kolbenstange 27 gegen die
Kraft der Feder 29 in der Zeichnung nach links, sodaß die Verriegelung aufgehoben
wird. Gleichzeitig wird der Zylinder des Kolbentriebes 24 wider eine geeignete,
nicht gezeigte Ölleitung ebenfalls mit unter Druck stehendem Öl beschickt, sodaß
der Werkzeugkörper 13 in die trochoidenförmige Bohrung des Werkstückes 11 abwärtsbewegt
wird.
-
Vorzugsweise wird die Zuführlmq des unter Druck stehenden Öls zu dem
Zylinder des Kolbentrees 24 so gesteuert, daß sich der Werkzeugkörper 13 mit einem
vorherbestimmten Hub in der trochoidenformiqen Bohrung vertikal abwärtsbewegt. Um
ein feines Honen der Innenwandung der Bohrung zu gewährleisten, ist in dem Werkzeugkörper
eine Einrichtung zur Steuerung des Anpreßdruckes vorgesehen. Diese Einrichtung besitzt
Kolbentriebe 39-41 zur Steuerung des Anpreßdruckes je eines der Honsteine 36-38.
Zur Steuerung des Anpreßdruckes zwischen den Honsteinen 36-38 und der trochoidenförmigen
Innenwandung wird von einer nicht gezeigten Druckölguelle unter einem vorherbestimmten
Druck stehendes Öl über eine Ölzuleitung 35 und einen nicht gezeigten Ölkanal in
der Kolbenstange 25 und der Honspindel 14 den Zylindern der Kolbentriebe 39 zugeführt.
Die Wirkungsweise
dieser Einrichtung zur Steuerung des Anpreßdruckes
wird nachstehend anhand der Figuren 5 und 6 genauer beschrieben.
-
Wenn der Werkzeugkörper 13 rotiert, honen die Honsteine 36-38 die
Innenwandung lo, bis eine feinbearbeitete Fläche mit der gewünschten Präzision oder
Oberflächengüte erhalten worden ist. Während des flonvorganges wird die Drehrichtung
des Werkzeugkörpers 13 in vorherbestimmten Zeitabständen umgesteuert. Wenn man z.B.
durch Beobachtung der Reibung an der Innenwandung lo erkennt, daß der Honvorgang
vollstandig durchgeführt worden ist, werden die Kolbentriebe 39-41 von dem Öldruck
entlastet, wobei das Öl in dem nicht gezeigten Ölkanal und der Ölzuleitung 35 in
der entgegengesetzten Richtung fließt und die Honsteine 36-38 radial einwärts zurückgezogen
werden, sodaß sich ihre äußeren Enden im Abstand von der Innenwandung lo befinden.
-
Nach diesem Vorgang wird unter Druck stehendes Öl durch einen nicht
gezeigten Ölkanal in den nicht bezeichneten, unteren Druckraum des Kolbentriebes24
eingeleitet, sodaß der Werkzeugkörper 13 aufwärtsbewegt wird. Während der Aufwärtsbewequng
des Werkzeugkörpers 13 wird der Kolbentrieb 26 druckentlastet, so daß die Druckfeder
29 die Kolbenstange 27 auswärts schiebt und diese verriegelnd unter dem Vorsprung
23 der Honspindel 14 einrastet, wenn sich der Werkzeugkörper in der Rückzugsstellung
befindet, in der er für den nächsten Honvorgang bereitsteht. Gleichzeitig mit diesem
Verriegelungsvorgang kann der Gleichstrommotor 30 ausgeschaltet werden. Jetzt ist
ein onarbeitsspiel beendet.
-
Um ein genaues Feinbearbeiten von verschieden ausgebildeten, trochoidenförmigen
Bohrungen zu ermöglichen, ist die erfindungsgemäße Honmaschine zweckmäßig mit einer
Einrichtung
zum Einstellen der Exzentrizität versehen. Dabei muß
das Werkzeug 11 auf dem Arbeitstisch 12 in einer genau vorherbestimmten Stellung
festgelegt sein. Die Einrichtung zum Einstellen der Exzentrizität soll gewährleisten,
daß einerseits die Stirnräder 17-22 spielfrei miteinander kämmen und andererseits
die Exzentrizität e zwischen der Achse 72 des Werkzeugkörpers 13 und der Achse 70
des Arbeitstisches 12 nicht beeinträchtigt wird. Dies geht am besten aus der Fig.
2 hervor.
-
Der Werkzeugkörper 13 und die Zahnräder 19, 21 werden von einem Werkzeugkörper-Tragqlie#
59 getragen, das einen oberen Tragring 60 besitzt, der drehbar in der oberen Stützbohrung
62 des Gestells 61 gelagert und mit geeigneten Mitteln, beispielsweise einer nicht
gezeigten Befestigungsschraube, an dem Gestell 61 befestigt ist. GemäP den Figuren
4 und 5 ist ferner ein Arbeitsüisch-Tragglied 63 vorgesehen, das zwischen Führungen
64 angeordnet ist, die zum Führen des Traggliedes 63 zu der Antriebswelle 16 hin
und von ihr weg dienen. Die Stellung des Arbeitstisch-Traggliedes 63 und damit auch
die Exzentrizität e kann daher durch die zum Einstellen der Exzentrizität dienende
Einrichtung in Form der Schraube 65 gesteuert werden, wie aus den Figuren 1 und
4 ohne weiteres hervorgeht.
-
Der Abstand zwischen zwei Zahnrädern , beispielsweise dem Werkzeug-Antriebs
zahnrad 17 und dem ersten Zwischenrad 19 wird sa eingestellt, daß einander benachbarte
Zahnräder der Getriebe 17-22 glatt und wirksam miteinander kämmen.
-
Diese Maßnahme wird anhand der Figuren 1-3 beschrieben.
-
Der untere Teil der Antriebswelle 16 ist in der unteren Stützbohrung
68 des Gestells 61 mit hilfe eines zylindrischen Lagerkörpers 67 gelagert, der an
einem Schwenkarm 66 ausgebildet ist, der das zweite Zwischenrad 20 trägt.
-
Wenn es b£r'i dieser Anordnung erwünscht ist, eine gewünschte trochoidenförmLge
Bohrunq des Werkstückes 11 durch Honen der Innenwandung lo der Bohrung mit Hilfe
der vcrliegenden Honmaschine feinzubearbeiten, wird das Werk2eugkörper-Tragglied
59 mit Hilfe einer geeigneten, nicht gezeigten Befestigungsschraube so an dem Gestell
61 befestigt, daß die Achse 72 des Werkzeugträgers 13 genau auf der Geraden 71 liegt,
die der Achse 69 der Antriebswelle 16 und der Achse 70 des Arbeitstisches 12 gemeinsam
ist. Dies geht aus der Fig. 2 hervor. Danach wird zum Feineinstellen der ~erforderlichen
Exzentrizität e die Einstellschraube 65 gedreht und dadurch der Arbeitstisch 12
verstellt. Nach dem Einstellen der Exzentrizität wird zum Befestigen des Arbeitstiscnes
12 an dem Maschinengestell 61 das T-förmige Klemmstück 74 festgelegt; das in der
T-förmigen Nut 73 eingesetzt ist, die in der Richtung verläuft, in welcher der Arbeitstisch
12. geführt ist.
-
Zum Einstellen des Abstandes zwischen den zum Antrieb des Arbeitstisches
dienenden Zahnrädern 18 und 22 und dem zweiten Zwischenrad wird durch Drehen der
Einstellschnecke 76 das mit ihr kämmende Schneckenrad 77 gedreht, das mit dem Schwenkarm
66 starr verbunden ist (Fig. 3).
-
Zum Halten des Zwischenrades 20 und des Schneckenrades 77 in der eingestellten
Lage wird die Befestiqunqsschraube 79 durch einen bogenförmigen Schlitz 78 in dem
Schneckenrad 77 hindurch in das Gestell 61 hineingeschraubt.
-
Das Werkstück 11 kann in der üblichen Weise genau in der vorgeschriebenen
Stellung auf dem Arbeitstisch 12 festgelegt werden. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise
auf dem Arbeitstisch 12 eine geeignete Anzahl von Festlegestiften 80 vorsehen, die
passend in entsprechende Festlegebohrungen in der unteren Fläche des Werkstückes
11 eingreifen.
-
In der vorstehenden Beschreibung wurde das zu honende Werkstück nicht
ausführlich erläutert. Die vorliegende Honmaschine wurde in erster Linie zuin Feinbearbeiten
eines mit zwei Ausbuchtungen ausgebildeten Rotorgehäuses eines Motors mit drehender
Bewegung geschaffen, in dem der Auspuffkanal in der Innenwandung des Rotorgehäuses
ausgebildet ist. Dieser in Fig. 6 mit 42 bezeichnete Auspuffkanal ist relativ groß.
Wenn daher die Anpreßkraft der Honsteine gegen die trochoidenformige Innenwandung
voreingestellt wird und über er die ganze Innenwandung lo, einschließlich des Ausp##frkanals
42, konstant ist, wird die Innenwandung des Kanals 42 an dessen innerem Ende beschädigt
oder zu stark abgearbeitet. Dies kann ZU einem unerwünschten Leistungsverlust des
Motors <ihren, weil durch den zu stark abgearbeiteten Teil die Verbrennungsgaes
zu früh entweichen können. Damit dieses örtlich begrenzte, zu starke Abarbeiten
verleden wird, soll die resultierende Anpreßkraft pro Flächeneinheit der Innenwandung
lo auch in dem zur Bildung des Auspuffkanals 42 mit einer Ausnehmung versehenen
Teil konstant seinen dem die Berührungsfläche kleiner ist. Zu diesem Zweck soll
in dem mit einer Ausnehmung ausgebildeten Teil die Anpreßkraft entsprechend der
Verkleinerung der Berihrungsfläche herabgesetzt werden.
-
Gemäß den Figuren 1,5 und 6 ist die erfindungsmäßige Tionmaschine
mit einer Fühleinrichtung versehen, die in Abhängigkeit von der Drehbewegung des
Werkzeugkörpers 13 relativ zu dem Arbeitstisch 12 auf das Erreichen der Drehstellung
anspricht, die dem Auspuffkanal 42 zugeordnet ist. Zu diesem Zweck werden bestimmte
Drehstellungen der Honsteine 36-38 relativ zu der mit zwei Ausbuchtungen ausgebildeten
Innenwandung lo des Werkstückes 11 herangezogen. Die Fühleinrichtung besitzt ein
Fühlzahnrad 43, das
zum Durchführen des Fühivorganges mit einem
der Zahnräder 17-22 verbunden werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist das Fühlzahnrad 43 starr mit der Welle des ersten Zwischenrades 19 verbunden
und kämmt das Fühlzahnrad 43 gemäß Fig. 1 und 5 mit einem Abtriebszahnrad 44.
-
Das Verhältnis der Zähnezahl des Zahnrades 19 zu der des Zahnrades
44 ist so gewählt, daß das Zahnrad 44 mit einer vorherbestimmten Drehzahl rotieren
kann, beispielsweise mit der Drehzahldifferenz zwischen dem Werkzeugkörper 13 und
dem Arbeitstisch 12, d.h., mit der Hälfte der Drehzahl des Werkzeugkörpers 13 oder
einem Drittel der Drehzahl des Arbeitstisches 12. Das Abtriebszahnrad 44 ist auf
einer Welle 45 festgelegt, deren anderes Ende in eine Hohlwelle 47 eingreift, die
einstückig mit einer Scheibe 46 ausgebildet ist. In der Welle 45 ist eine Bohrung
48 ausgebildet, in der ein mit der Hohlwelle 47 starr verbundener Verriegelungsstift
49 passend sitzt, der die beiden Wellen 45 und 47 miteinander verbindet. An einer
geeigneten Stelle des Umfanges der Scheibe 46 sind Nocken 50, 51 vorgesehen, die
in der Axialrichtung der Welle 45 im Abstand voneinander angeordnet sind. Unter
der Wirkung eines Umsteuer-Kolbentriebes 52 und einer Druckfeder 53 können sich
diese Nocken So, 51 zusammen mit der Scheibe 46 in der Axialrichtung der Welle 45
bewegen.
-
Gemäß Fig. 6 ist der Werkzeugkörper 13 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
allgemein dreieckig und Linie Honsteine 36-38 an den Ecken des Werkzeugkörpers in
Winkelabständen von 1200 voneinander angeordnet.Inf#lgedessen sind in der Bahn der
Nocken So und 51 auch die Umsteuerschieber 54-56, die zur Steuerung der Kolbentriebe
39-41 zur Steuerung des Anpreßdruckes dienen, in Winkelabständen von L200 voneinander
angeordnet. Man erkennt, daß die Umsteuerschieber 54-56 zwischen den Kolbentrieben
39-41
zur Steuerung des Anpreßdruckes und einer nicht gezeigten
Quelle für die unter Druck stehende Flüssigkeit eingeschaltet sind, und daß die
Schieber 54-56 in einer bestimmten Drehstellung der zugeordneten Honsteine 36-38
so gesteuert werden, daß sie die Verbindungen zwischen der Druckflüssigkeitsquelle
und den Kolbentrieben 39-41 umsteuern. Wenn die Schieber 54-56 durch die umlaufenden
Nocken 51,52 zgmgesteuert werden, wird die Druckflüssigkeit, z.B. Drucköl, unter
einem regulierten Druck von der nicht gezeigten Druckflüssigkeitsguelle durch eine
Ölzuleitung 57 in die Kolbentriebe 39-41 eingeleitet. Die genannte Umsteuerung erfolgt
synchron mit der Relativdrehung des Werkzeiigkörpers 13, so daß der auf die Innenwandung
lo des Werkzeuges 11 ausgeübte resultierende Anpreßdruck so gesteuert wird, daß
er auch gleich bleibt,wenn sich einer der Honsteine 36-38 über dem Auspuffkanal
42 bewegt. Das Öl in den Kolbentrieben 39-41 wird über eine Abstramleitung 58 periodisch
abströmen gelassen. Die Innenausbildung des Werkzeugkörpers 13 und die Ausbildung
der Kolbentriebe 39-41 werden nachstehend anhand der Figuren 7 und 8 ausführlicher
beschrieben.
-
Die zur Steuerung der Anpreßdrücke dienenden Kolbentriebe 39-41 und
die Tjmsteuerschieber 54-56 sind in Fig. 6 schematisch dargestellt, und ihre Wechselwirkungen
werden nachstehend beschreiben. Die Schieber 54-56 haben zwei Schaltstellungen und
befinden sich normalerweise unter der Wirkung einer geeigneten Rückstelleinrichtung,
z.B.
-
einer nicht bezeichneten Druckfeder, in einer radial inneren Stellung.
Die Schieber sind mit einem nicht bezeichneten Betätigungsbolzen versehen, der sich
radial einwärts erstreckt und an dem Zede der flocken 50, 5 l angreifen kann. Die
Nocken So, 51 haben abgeschrägte
äußere Enden, die zu dem Betätigunqsbolzen
des Schiebers hin einen negativen Anstellwinkel haben. Wenn daher die Scheibe 46
in der Richtung des ausgezogenen Pfeils rotiert, wird die Scheibe 46 derart axialbewet,
daß die Nocke 51 an dem Betätigungsbolzen des Schiebers angreift. Wenn der Schieber
56 gegen die Wirkung der Druckfeder radial auswärtsbewegt wird, werden die Ölkanäle
in dem Schieber von dem äußeren Schieberteil zu dem inneren Schieberteil verschoben.
Dies geht aus der Fig. 6 deutlich hervor.
-
Jetzt wird der Kolbentrieb 41 über die Ölleitung 57 mit dem unter
dem regulierten flruck stehenden Öl beschickt, das in den nicht bezeichneten, äußeren
Druckraum des Kolbentriebes 41 eintritt und dessen nicht bezeichneten Kolben zusammen
mit dem Honstein 38 radial einwärtsbewegt,so daß die gegen die Innenwandung des
Werkstückes ausgeübte Anpreßkraft um einen vorherbestimmten Betrag herabgesetzt
wird. Wenn einer der Honsteine 36-38 mit jenem Innenwandungsteil in Gleitberührung
steht, der mit dem Auspuffkanal ausgebildet ist, wird daher die Anpreßkraft in der
angegebeinen welse verändert. Diese Funktion ist anhand der Fiq. 6 verständlich,
in der gezeigt ist, daß sich der Honstein 38 dem Auspuffkanal 42 nähert, knapp bevor
der Betätigungsbolzen an der Nocke 51 angreift. Ebenso wie der#Umsteuerschieber
56 und der Solkentriab 41 wirken während der Drehung der Scheibe 46 auch der Schieber
54 und der Kolbentrieb 39 sowie der Schieber 55 und der Kolbentrieb 40 msteinander
zusammen.
-
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird die Drehrichtung des Gleichstrommotors
3c und damit auch die der Scheibe 46 und des Werkzeugkörpers 13 In vorherbestimmten
Zeitabständen umgesteuert. Wenn sich die Scheibe 46 in der durch den gestrichelten
Pfeil angedeuteten Richtung dreht, wird
die Scheibe derart axialverschoben,
daß ie Nocke So an den Betätigungsbolzen der Schieber 4-56 angreifen kann, wobei
wieder der negative Anstellwinkel erhalten wird. Im übrigen wirken die Schieber
und Kolbentriebe ebenso miteinander zusammen wie bei der Drehung in der durch den
ausgezogenen Pfeil angedeuteten Richtung, so daß diese Wirkungsweise nicht noch
einmal beschrieben zu werden braucht.
-
In den wiglren 7 und 8 ist eine andere Ausführungsform eines Werkzeugkörpers
dargestellt und mit anderen Bezugszeichen versehen. Gemäß Fig. 7 dient zur vertikalen
Bewegung des Werkzeugkörpers lol eine nicht gezeiqte, geeignete Hebevorrichtung,
wie sie vorstehend beschrieben worden ist. In dem Werkzeugkörper lol ist in Lagern
103 eine Spindel 102 drehbar gelagert7 der über ein an ihr befestigtes Glied 104
in Form eines Zahnrades oder einer Riemenscheibe eine Drehbeweslma erteilt wird.
In dieser Hohlspindel 102 ist mit Hilfe eines Lagers 105 ein Werkzeugträger 106
drehbar gelagert. In das obere Ende des Werkzeugträgers 106 ist eine Riittelstange
107 eingeschraubt, die von einem nicht gezeigten, geeigneten Rüttler vertikal gerüttelt
wird, während die Honmaschine den Honvorqang durchführt. Der Werkzeugträger 106
ist in der Mitte mit einer zylindrischen Druckölkammer 108 ausgebildet, die an ihrem
unteren Ende mit den zur Steuerung des Anpreßdruckes dienenden Kolbentrieben 1o9
verbunden ist, die in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind und deren
Achsen sich in dem Werkzeugträger 106 radial erstrecken. In den Zylindern 109 der
Kolbentriebe ist je eine Kolbwnstange 111 verschiebbar angeordnet, die von einer
Druckfeder llo radial einwärts zu der Druckölkammer 108 hin gedrückt wird. Die Kolbenstange
111 ist an ihrem
freien Ende mit einem U-förmiqen Steinhalterträger
112 versehen, in dem ein den Honstein 113 tragender Steinhalter mittels eines Schwenkzapfens
115 schwenkbar gelagert ist. Wie am besten aus der Fig. 8 hervorgeht, ist der Honstein
113 in einer axialen Nut 117 festgeklemmt, die von dem Steinhalter 114 und einer
Klemmplatte 116 begrenzt ist. Zum Festklemmen des Honsteins 113 zieht man Befestigungsschrauben
118 an.
-
In der linken oberen Ecke der Fig. 7 ist mit 119 ein Stoßdämpfer-Arbeitsraum
bezeichnet, in dem eine Arheitsflüssigkeit, z.B. Öl, unter einem durch ein Luftpolster
bestimmten Druck steht. Der Stoßdämpfer-Arbeitsraum 119 ist an seinem oberen Teil
mit einer Lufteintrittsöffnung 124 verbunden, durch die von einer Druckluftquelle,
z.B.
-
einem nicht gezeigten Luftverdichter, abgegebene Luft über eine Luftleitung
121, einen Umsteuerschieber 122 und eine Luftleitung 123 in den Arbeits.raum 119
eingeleitet wird. Der Arbeitsraum 119 ist in seinem oberen Teil mit dieser eingeleiteten
Druckluft und in seinem unteren Teil mit dem unter Druck stehenden Öl gefüllt. Dieses
Öl wird der Druckölkammer 108 über eine Ölaustrittsöffnung 125 zugeführt, die an
den unteren Teil des Arbeitsraums 119 anschließt und mit der Druckölkammer durch
eine Ölzuleitung 126, einen in dem Werkzeugkörper lol ausgebildeten Ölkanal 127,
einen in der Spindel 102 ausgebildeten Ölkanal, eine in dem Werkzeugträger 106 ausgebildete
Ringnut 129 und einen in dem Werkzeugträger 106 ausgebildeten Ölkanal 130 verbunden
ist.
-
Wenn im Betrieb der Maschine ein Elektromagnet 122a eingeschaltet
wird, bewegt sich der Umsteuerschieber 122 in Fig. 7 abwärts, so daß er eine Verbindung
zwischen den
Luftleitungen 121 und 123 herstellt. Infolgedessen
wird der Öldruck in dem Arbeitsraum 119 auf einen vorherbestimmten Wert erhöht.
Dieser erhöhte Öldruck wird über den vorstehend beschriebenen Leitungszug auf die
Druckölkammer übertraqen. Infolge des höheren Dnlckes in der Kammer 108 wird die
Kolbenstange 111 gegen die Kraft der Feder llo in dem Werkzeugträqer 106 radial
auswärtsbewegt, so daß der Honstein 113 mit einem vorherbestimmten Anpreßdruck gegen
den Innenumfang des Werkstückes gedrückt wird.
-
In einer vorherbestimmten Schaltfolge wird der Elektromagnet 122a
ausgeschaltet und gleichzeitig ein Elektromagnet 122b ausgeschaltet, der bewirkt,
daß der Umsteuerschieber 122 gehoben und daher die Kammer 108 über eine Luftleitung
134 von dem erhöhten Öldruck entlastet wird.
-
Das Schalten der bei#en Elektromagnete 122a und 122b erfolgt vorzugsweise
synchron mit der Drehbewegung der Honsteine 113 bzw. in Abhängigkeit von deren Drehstellung
gegenüber dem Arbeitstisch. Zu diesem Zweck kann der vorliegende Werkzeugkörper
in der anhand der Figuren 1 bis 6 ausführlich beschriebenen Honmaschine verwendet
werden.
-
In diesem Fall wird der von den Honsteinen 113 auf die Innenwandung
lo des Werkstückes 11 ausgeübte Anpreßdruck ebenfalls so weit herabgesetzt, daß
bei der Bewegung eines der Honsteine 113 über dem Auspuffkanal 42 ein zu starkes
Honen des mit diesem Auspuffkanals ausgebildeten Teils des Werkstückes verhindert
wird. Dies wurde vorstehend insbesondere anhand der Fig. 6 erläutert.
-
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist in dem abgeänderten
Werkzeugkörper, der in den Figuren 7 und 8 dargestellt ist, ein Stoßdämpfer-Arbeitsraum
119 ausgebildet, in dem Luft und Öl unter Druck gehalten werden.
-
Da Luft stärker zusammendrückbar ist als Ö1, wird infolge des Vorhandenseins
dieser beiden Medien in dem Arbeitsraum 119 jeder Stoß stark gedämpft, der an der
Berührungsfläche zwischen der Innenwandung des Werkstückes und den Honsteinen 113
auftreten kann.
-
Der Werkzeugträger 106 ist mit der Spindel 102 derart verbunden,
daß der Werkzeugträger in der Spindel vertikal verschiebbar, aber mit ihr drehfest
ist. Zu diesem Zweck ist mit Hilfe einer geeigneten , nicht bezeichneten Schraube
an dem radial äußeren Teil des Werkzeugträqers 106 ein Führungsrohr 132 befestigt,
in dessen zentraler Bohrung ein Führungsstift 131 verschiebbar sitzt-, der in die
Spindel 102 eingeschraubt ist. Im Betrieb wird daher die über das Zahnrad 104 der
Spindel 102 erteilte Drehbewegung auf den Werkzeugtrager 106 übertragen, der sich
jedoch infolge der Gleitberührung zwischen dem Führungsrohr 132 und dem Führungsstift
131 unabhängig von der Spindel 102 vertikal bewegen kann, und zwar mit einem beträchtlichen
Hub, wenn der Werkzeugkörper vertikal in die Bohrung des Werkstückes hinein und
aus ihr heraus bewegt wird, und mit einer begrenzten Amplitude, wenn über die Rüttelstange
107 der Werkzeugträger 106 vertikal gerüttelt wird.
-
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Honmaschine kann eine trochoidenförmige
Bohrung eines Rotorgehäuses eines Motors mit drehender Bewegung mit hoher Geschwindigkeit
feinbearbeitet werden.
-
Die Erfindung ermöglicht ferner die Einstellung einer solchen Exzentrizität
zwischen dem Werkzeugkörper und dem Werkstück, daß der Werkzeuqkörper die trochoidenförmige
Innenwandung glatt und genau bestreicht. Dies Exzentrizität
beeinflußt
bekanntlich die Form der erhaltenen Trocholde.
-
Ferner ermöglicht Xie Erfindlmq eine periodische Tierabsetzung und
Erhöhung des Anpreßdruckes r Honsteine gegen die Innenwandung des Werkstückes in
Abhängigkeit von der Drehstellung der Honsteine, so daß der Anpreßdruck auch dann
konstantgehalten wird, wenn die Honsteine einen mit einer Ausnehmung, z.B. dem Auspuffkanal
des Rotorgehäuses, ausgebildeten Teil der Innenwandung mit einer kleineren Berührungsfläche
bestreichen.
-
Außerdem werden Stöße, wie sie an den Berührungsflächen zwischen
der Innenwandung des Werkstückes und den Arbeitsflächen der Honsteine auftreten
können, pneumatisch gedämpft, so daß eine Beschädigung der feinzubearbeitenden Innenwandung
des Werkstücks vermieden wird.