DE2300083B2

DE2300083B2 - Honmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer im Querschnitt troehoidenförmigen Ausnehmung

Info

Publication number: DE2300083B2
Application number: DE19732300083
Authority: DE
Inventors: Satoshi Dojyo; Tsutomu Yoshino
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1973-01-02
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2300083A1; DE2300083C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Honmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer im Querschnitt trochoidenförmigen Ausnehmung, mit einem Honwerkzeughalter und einem Werkstückträger mit zueinander parallenen Rotationsachsen, deren Abstand voneinander die die zu honende Trochoidenform bestimmende Exzentrizität aufweist und die mit gleicher Drehrichtung und unterschiedlichen, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehenden Drehgeschwindigkeiten von einer einzigen Antriebswelle her über je ein Getriebe angetrieben sind.

Bei einer aus der DE-PS 1161 105 bekannten Honmaschine dieser Art sowie bei einer in der DE-AS 24 586 beschriebenen ähnlichen Maschine lassen sich die Abstände der zueinander parallelen Rotationsachsen des Werkzeughalters sowie des Werkzeugträgers zur Veränderung der Exzentrizität nicht verstellen. Mit den bekannten Maschinen lassen sich daher keine unterschiedlichen Trochoidenformen herstellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Honmaschine zu schaffen, mit der sich das zu honende Trochoidenprofil zum Ausgleich von Fabrikationstoleranzen und zur Herstellung unterschiedlicher Profilformen auf einfache Weise verändern läßt.

Diese Aufgabe wird bei einer Honmaschine der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gelriebe für den Werkstückträger ein um die Achse der Antriebswelle schwenkbares Zwischenrad aufweist, das mil einem Zahnrad auf der Antriebswelle im Eingriff sieht und mit einem auf der Werkstückträgers vcrkcilicn Zahnrad in Eingriff bringbar ist, und daß durch eine Verstelleinrichtung die Wellenlagerung des Werkstückträgers entsprechend der durch das Verschwenken des Zwischenzahnrades sich ergebenden Veränderungen des Abstandes der Antriebswelle von der Welle des Werkstückträgers in einer zu den Rotationsachsen dieser Wellen senkrechten Ebene verfahrbar ist In der erfindungsgemäßen Maschine läßt sich auf einfache Weise die Exzentrizität und damit das zu honende Trochoidenprofil verändern, ohne daß ein aufwendiger und komplizierter Umbau vorgenommen werden müßte.

Aus der DE-AS 12 39 213 ist eine Maschine zum Honen von im Querschnitt trochoidenförmigen Werkstücken bekannt, mit der sich unterschiedliche Trochoidenprofile bearbeiten lassen. Bei dieser bekannten Maschine wird das Werkzeug in Richtung der Bahnnormalen der zu honenden Trochoide durch eine Bewegung des Maschinentisches oder des Werkzeuges selbst zugestellt.

Zur Ableitung dieser Zustellbewegung des Werkzeugs längs der Bahnnormalen ist ein Getriebe vorgesehen, bei dem zwei auf ihren Wellen exzentrisch befestigte Ritzel um 180° versetzt mit dem den Werkstückträger zentrisch antreibenden Zahnrad kämmen. Die eine Ritzelwelle ist entsprechend der Exzentrizität des Ritzels mit einer Antriebswelle verbunden, während die andere Ritzelwelle mit einer Kurbel versehen ist, die als Gleitstein in einer in der Bahnncrmalen liegenden Kulisse gleitet. Zur Änderung des Profils der zu honenden Trochoide können die Exzenterwelle und die Kurbel bzw. die Zahnräder im Hub verstellbar oder zur Änderung des Achsabstandes bei gleichem Übersetzungsverhältnis auswechselbar angeordnet sein, wobei zur Veränderung der Achsabstände drehbare oder austauschbare Exzenterbuchsen vorgesehen sind. Bei dieser bekannten Maschine ist die Übertragung der Zustellbewegung des Werkstückes nicht nur aufwendig, insbesondere sind auch die zur Veränderung des zu honenden Profils vorzunehmenden Maßnahmen kompliziert. Praktisch muß die gesamte Vorrichtung umgebaut und neu einjustiert werden, um ein anderes frochoidenprofil honen zu können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Maschine ist im Unteranspruch 2 beschrieben worden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch die Honmaschine,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Maschine längs der Linie H-Il in Fig. 1,

Fig.3 einen Schnitt durch die Maschine längs der Linie III-III in Fig. 1 und
Fig.4 einen Schnitt durch die Maschine längs der Linie IV-IV in Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Honmaschine besitzt ein Gestell 61, in dem eine Antriebswelle 16 um ihre 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 und das andere als Arbeitstisch-Antriebsrad bezeichnet wird. Zum einwandfreien Honen der Innenwandung 10 einer trochoidenförmigen Bohrung eines Werkstückes 11, z.B. des Rotorgehäuses eines

^b5 Motors mit drehender Bewegung, besitzt die Honmaschine einen Werkzeugkörper 13, der an seinem Umfang mit mehreren Honsteinen 37, 38 versehen ist, stet sind, daß sie auswärts gegen die

Innenwandung 10 gedruckt werden und mit ihr in Gieitberührung stehen. An dem Werkzeugkörper 13 ist die mit ihm koaxiale Honspindel 14 befestigt, die 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 (1 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 Werkzeug-Antriebsrad 17 auf der Antriebswelle 16 ist ein erstes Zwischenrad 19 angeordnet, das mit den Zahnrädern 21 und 17 kämmt, so daß 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 als Arbeitstisch 12 ausgebildeten Werkstückträger 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 Exzentrizität e besitzt. Mit dem Zahnrad 22 auf der Arbeitstischwelle und dem Arbeitstisch-Antriebsrad 18 auf der Antriebswelle 16 kämmt ein zweites Zwischenrad 20, so daß 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 des 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 Innenwandung 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 des 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 U heraus zurückgezogen und steht für den nächsten Honvorgang bereit. Zum Halten des Werkzeugkörpers 13 in dieser Rückzugsstellung kann man eine Verriegelungseinrichtung vorsehen, die einen Kolbentrieb 26 aufweist, dessen Kolbenslange 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 aufwärtsbewegt, 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, worauf 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 dei F i g. 1 gezeigt ist, erhält die Antriebswelle 16 ihre Drehbewegung von einer geeigneten Kraftmaschine, beispielsweise einem umsteuerbaren Gleichstrommotor 30, auf dessen nicht bezeichnete Welle eine Riemenscheibe 3i befestigt ist, von der eine Riemenscheibe 33 eines Untersetzungsgetriebes 34 mittels eines endlosen Treibriemens 32 angetrieben wird, der die in vorherbestimmten Zeitabständen umgesteuerte Drehbewegung des Gleichstrommotors 30 auf das Getriebe 34 überträgt, das der Antriebswelle 16 eine untersetzte Drehbewegung erteil*.

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 wird, bewegt sich die Kofbenstange 27 gegen die Kraft der Feder 29 in der Zeichnung nach links, so daß die Verriegelung aufgehoben wird. Gleichzeitig wird der Zylinder des Kolbentriebes 24 über eine geeignete, nicht gezeigte Ölleitung ebenfalls mit unter Druck stehendem Öl beschickt, so daß der Werkzeugkörper 13 in die trochoidenförmige Bohrung des Werkstückes 11 abwärtsbewegt wird. Vorzugsweise wird die Zuführung des unter Druck stehenden Öls zu dem Zylinder des Kolbentriebes 24 so gesteuert, daß sich der Werkzeugkörper 13 mit einem vorherbestimmten Hub in der trochoidenförmigen Bohrung vertikal abwärtsbewegt. Um ein feines Honen der Innenwandung der Bohrung zu gewährleisten, ist in dem Werkzeugkörper eine Einrichtung zur Steuerung des Anpreßdruckes vorgesehen.

Um ein genaues Feinbearbeiten von verschieden ausgebildeten, trochoidenförmigen Bohrungen zu ermöglichen, ist die Honmaschine mit einer Einrichtung zum Einstellen der Exzentrizität versehen. Dabei muß das Werkstück 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 bis 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 F i g. 2 hervor.

Der Werkzeugkörper 13 und die Zahnräder 19, 21 werden von einem Werkzeugkörper-Tragglied 59

so 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. Gemäß Fig. 4 ist ferner ein Arbeitstisch-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 F i g. 1 und 4 ohne weiteres hervorgeht.

Der Abstand zwischen zwei Zahnrädern, beispielsweise dem Werkzeug-Antriebszahnrad 17 und dem ersten Zwischenrad 19 wird so eingestellt, daß einander benachbarte Zahnräder der Getriebe 17 bis 22 glatt und wirksam miteinander kämmen. Diese Maßnahme wird anhand der F i ^σ. ! bis 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 bei dieser Anordnung erwünscht ist, eine gewünschte trochoidenförmige Bohrung des Werkstükkes Il durch Honen der Innenwandung 10 der Bohrung mit Hilfe der vorliegenden Honmaschine feinzubearbeiten, wird das Werkzeugkörper-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 Arbeitstisches 12 an dem Maschinengestell 61 das T-förmige Klemmstück 74 festgegelegt, das in der T-förmigen Nut 73 eingesetzt ist, die in der Richtung verläuft, in welcher der Arbeitstisch 12 geführt ist. Zum Einstellen des Auslandes zwischen den zum Antrieb des Arbeitstisches dienenden Zahnräder 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 (F i g. 3). Zum Halten des Zwischenrades 20 und des Schneckenrades 77 in der eingestellten Lage wird die Befestigungsschraube 79 durch einen bogenförmigen Schlitz 78 in dem Schneckenrad 77 hindurch in das Gestell 61 hineingeschraubt.

Das Werkstück Il 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 entsprechenden Festlegebohrungen in der unteren Fläche des Werkstückes 11 eingreifen.

Hierzu 2 Blaii Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Honmaschine zum Bearbeiten von Werkstukken mit einer im Querschnitt trochoidenförmigen Ausnehmung, mit einem Honwerkzeughalter und einem Werkstückträger mit zueinander parallelen Rotationsachsen, deren Abstand voneinander die zu honende Trochoidenform bestimmende Exzentrizität aufweist und die mit gleicher Drehrichtung und unterschiedlichen, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehenden Drehgeschwindigkeiten von einer einzigen Antriebswelle her über je ein Getriebe angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (18, 20, 22) für den Werkstückträger (12) ein um die Achse (69) der Antriebswelle (16) schwenkbares Zwischenzahnrad (20) aufweist, das mit einem Zahnrad (18) auf der Antriebswelle (16) im Eingriff steht und mit einem auf der Welle (15) des Werkstückträgers (12) verkeilten Zahnrad (22) in Eingriff bringbar ist, und daß durch eine Verstelleinrichtung (65) die Wellen-Lagerung (63) des Werkstückträgers (12) entsprechend der durch das Verschwenken des Zwischenzahnrades (20) sich ergebenden Veränderung des Abstandes der Antriebswelle (16) von der Welle (15) des Werkslückträgers (12) in einer zu den Rotationsachsen dieser Wellen senkrechten Ebene verfahrbar ist.

2. Honmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken des Zwischenzahnrades (20) dessen zur Antriebswelle (16) konzentrisch gelagerter Träger (66) mit einem Schneckenrad (77) verbunden ist, das mit einer gestellfest gelagerten Einstellschnecke (76) kämmt.