DE3703848A1 - Einrichtung zum zustellen eines honwerkzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zustellen der Honsteine eines Honwerkzeugs, mit einem Keilelement, das zum Zustellen an mindestens einer Schrägfläche des Honsteins bzw. des Honsteinträgers angreift und mechanisch mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders verbindbar ist, wobei die Zuleitung von Hydraulikflüssigkeit durch ein Ventil gesteu­ ert wird.

Mit Einrichtungen dieser Art werden die Honsteine des Hon­ werkzeugs gegen die zu bearbeitende Fläche angepreßt. Es ist üblich, hierzu in den einen Druckraum des Hydraulikzylinders Hydraulikflüssigkeit konstanten Drucks über eine bestimmte oder bestimmbare Zeit einwirken zu lassen. Diese hydrauli­ sche Zustellung hat den Vorteil, daß eine automatische Schnellzustellung so lange erfolgt, bis die Honsteine die zu bearbeitenden Oberfläche berühren, da vorher kein Gegendruck herrscht.

Ebenfalls bekannt ist eine mechanische Zustellung, bei der, ausgehend von einem Schrittmotor, die Honsteine formschlüs­ sig zugestellt werden. Diese mechanische Zustellung hat be­ sondere Vorteile bei der erzielbaren Formgenauigkeit der zu bearbeitenden Flächen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Zustellen der Honsteine eines Honwerkzeugs zu schaffen, die eine hohe Formgenauigkeit der zu bearbeitenden Fläche bei schneller Bearbeitungszeit und hoher Schneidleistung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei einer Einrichtung zum Zustellen der Honsteine eines Honwerkzeugs das das Einströmen der Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikzylinder steuernde Ventil ein Nachlaufregelven­ til ist, das von einem Schrittmotor betätigbar ist. Die Ver­ wendung eines Nachlaufregelventiles bedeutet, daß Hydraulik­ druck an dem Kolben zu seiner Verschiebung immer nur dann anliegt, bis er die dadurch bezweckte inkremental kleine Verschiebung durchgeführt hat. Dann regelt er das Ventil nach, so daß das Ventil wieder geschlossen wird und keine Druckflüssigkeit nachströmt. Auf diese Weise werden die be­ kannten Vorteile der mechanischen Zustellung mit den Vortei­ len der hydraulischen Zustellung in außerordentlich ge­ schickter Weise kombiniert.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß das Ventil ein mit beiden Druckräumen des doppelt wirkend ausgebildeten Hydrau­ likzylinders verbundenes Vierfach-Ventil ist. Durch unter­ schiedliche Gestaltung des Ventils läßt sich damit errei­ chen, daß der Hydraulikzylinder beispielsweise auch dazu dienen kann, über einen Doppelkegel zwei Gruppen von Hon­ steinen nachzustellen, je nachdem, in welche Richtung er, ausgehend von einer Null-Lage, bewegt wird.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß mindestens ein Druckmesser vorgesehen ist, der den Druck in einem Druckraum des Hydraulikzylinders mißt. Besonders günstig ist es, wenn der Druck in beiden Druckräumen gemessen und ggf. eine Dif­ ferenz ermittelt wird. Aufgrund dieses Differenzdrucks läßt sich beispielsweise ermitteln, wann die Honsteine die Bear­ beitungsfläche berühren.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Druckmesser einen Meßwandler aufweist, der die gemessenen Drücke bzw. Druckdifferenzen als elektrische Signale an eine Steuereinrichtung für den Schrittschaltmotor liefert. Auf diese Weise wird es sehr einfach möglich, die gemessenen Druckdifferenzen und Änderungen in ihnen zur Auslösung von Steuerungsvorgängen zu verwenden.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß eine Steuerein­ richtung für den Schrittschaltmotor diesen in mindestens zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bzw. Impulsfrequen­ zen steuert. Es läßt sich dadurch erreichen, daß zu Beginn in einem Eilgang und bei Bearbeitungsbeginn in einem Schleichgang zugestellt wird. Zum Zurückstellen nach erfolg­ ter Bearbeitung kann beispielsweise in einer dritten, ggf. nochmals anderen Geschwindigkeit gefahren werden.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Steuereinrich­ tung den Schrittschaltmotor bei Unterschreiten eines vorbe­ stimmten Druckverhältnisses vom Eilgang auf einen Schleich­ gang umschaltet. Da anfangs, wenn die Honsteine die Fläche noch nicht berühren, noch kein Gegendruck aufgebaut wird, ist die Druckdifferenz anfangs noch groß. Sobald jedoch die Honsteine berühren, nähert sich das Druckverhältnis dem Wert 1. Dies ist ein Anzeichen dafür, daß die Bearbeitung beginnt, so daß jetzt auf einen Schleichgang umgeschaltet werden kann. Derartige Umschaltvorgänge sind mit Schritt­ schaltmotoren sehr einfach durchzuführen.

Die Steuereinrichtung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einen Zähler zur Ermöglichung einer Wegvorgabe aufweisen. Selbstverständllch kann sie auch andere Korrek­ turmöglichkeiten aufweisen, die beispielsweise eine Hon­ steinabnutzung kompensieren können.

Der Druckmesser bzw. Druckdifferenzmesser kann auch dazu verwendet werden, bei Feststellung eines zu großen Drucks, ein Störungssignal zu erzeugen, so daß die Bearbeitung abge­ brochen wird. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Steuereinrichtung der Zustellereinrichtung bzw. ihres Schrittschaltmotors mit einer Steuereinrichtung für den Hub der Honmaschine wirkverbunden ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzug­ ten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeich­ nung. Hierbei zeigt die einzige Figur in stark vereinfachter Form eine Zustelleinrichtung für ein Honwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung.

Das im einzelnen nicht dargestellte von einer ebenfalls nicht dargestellten Honmaschine drehend und hin- und herge­ hend angetriebene Honwerkzeug enthält zwei Honsteine 11, die an je einem Honsteinträger 12 angebracht sind. Beide Hon­ steinträger 12 haben je zwei Schrägflächen 13, die in axia­ lem Abstand angeordnet sind. Der Zustell- bzw. Aufweitmecha­ nismus enthält zwei mit axialem Abstand angeordnete Keilele­ mente 14, die beide als Kegelstümpfe ausgebildet sind. Wird nun bei axial festgehaltenen Honsteinträgern 12 jedes Keil­ elementes 14 nach unten gedrückt, so schiebt es aufgrund des schrägen Verlaufs der Schrägflächen 13 und der sie berühren­ den Teile der Keilelemente 14 die Honsteinträger 12 und da­ mit die Honsteine 11 nach außen und preßt sie dadurch gegen die zu bearbeitende Oberfläche 15 einer Bohrung 16 eines Werkstückes 17. Üblicherweise wird die Rückkehrbewegung der Honsteine mit Hilfe von Federn erreicht.

Um die Keilelemente 14 nach unten zu verschieben, ist eine Stange 18 vorgesehen, die in axialer Verlängerung einer Kol­ benstange 19 angeordnet und mit dieser verbunden ist. Die Kolbenstange 19 ist die Kolbenstange eines Hydraulikzylin­ ders 20, in dessen Innerem ein Kolben 21 hin- und hergehend angeordnet ist. Die Kolbenstange 19 ist zu beiden Seiten des mittig angeordneten Kolbens 21 vorhanden und durchsetzt die axialen Begrenzungswände 22 des Hydraulikzylinders an beiden Seiten, so daß dadurch zwei Druckräume 23, 24 gebildet sind. Der Hydraulikzylinder 20 ist also ein doppelt wirkender Hy­ draulikzylinder. Wird in den oberen Druckraum 23 Druck ein­ gebracht und der Druck aus dem anderen Druckraum 24 freige­ geben, so wird der Kolben 21 mit der Kolbenstange 19 nach unten bewegt, so daß das freie Ende der Stange 18 auf einen zylindrischen Ansatz 25 der Keilelemente 14 drückt und da­ durch eine Aufspreizung der Honsteine 11 bewirkt.

Zum Betrieb des Hydraulikzylinders 20 ist Hydraulikflüssig­ keit vorgesehen. Zu diesem Zweck ist eine Hydraulikanlage 26 vorhanden, die mit Hilfe einer ersten Hydraulikleitung 27 Hydraulikflüssigkeit bei einem konstanten einstellbaren Ma­ ximaldruck liefert. Dieser Druck läßt sich mit Hilfe eines Manometers 28 überprüfen. Die druckführende Leitung endet an einem ersten Anschluß eines Nachlaufregelventils 29, der mit P gekennzeichnet ist. Die von dem Ventil 29 zurückgeführte Hydraulikflüssigkeit gelangt von dem Anschluß T über eine zweite Leitung 30 in die Hydraulikanlage 26 zurück.

Das Nachlaufregelventil 29 ist mit einer Leitung 31 mit dem ersten Druckraum 23 und mit einer zweiten Leitung 32 mit dem zweiten Druckraum 24 verbunden. Von jeder der beiden zwi­ schen dem Hydraulikzylinder 20 und dem Nachlaufregelventil 29 vorhandene Leitungen 31, 32 führt eine Abzweigung 33, 34 zu einem Druckmeßgerät 35, das den Druck in jedem der beiden Druckräume 23, 24 und ihre Differenz bzw. ihr Verhältnis mißt und die beiden Drücke durch je ein Manometer 36 an­ zeigt. Gleichzeitig wandelt das Druckmeßgerät 35 die von ihm gemessenen Drücke, mindestens aber die Druckdifferenz, in ein elektrisches Signal um. Dieses elektrische Signal wird über eine elektrische Leitung 37 einer elektronischen Steu­ ereinheit 38 für einen Schrittmotor 39 zugeleitet. Die Ab­ triebswelle 40 des Schrittmotors 39 ist über ein nicht näher erläutertes Getriebe 41 mit einem Drehschieber 42 des Nach­ laufregelventils 29 verbunden. Das axial gegenüberliegende Ende des Drehschiebers 42 weist eine Gewindebohrung auf, in die eine in ihrem Endbereich mit einem entsprechenden Gewin­ de 43 versehene Welle 44 eingeschraubt ist. Die Welle 44 ist im Bereich ihres freien Endes 45 drehbar aber axial unver­ schiebbar gelagert. Mit der Welle 44 ist drehfest ein Zahn­ rad 46 verbunden. Dieses Zahnrad steht in Eingriff mit einer Zahnstange 47, die an dem dem Honwerkzeug entgegengesetzten Ende der Kolbenstange 19 befestigt ist. Eine Bewegung des Kolbens 21 führt daher zu einer Axialverschiebung der Zahn­ stange 47.

Um den Kolben 21 zu bewegen, wird über die Steuereinrichtung 38 der Schrittmotor 39 derart angesteuert, daß er den Dreh­ schieber 42 des Nachlaufregelventils 29 so verdreht, daß beispielsweise in den oberen Druckraum 23 Hydraulikflüssig­ keit einströmt, während aus dem unteren Druckraum 24 die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 32 in die Leitung 30 zurückströmen kann. Bei dieser Drehbewegung des Drehschiebers 42 verschiebt sich dieser etwas axial, da er mit seiner Ge­ windebohrung auf dem Gewinde 43 der Welle 44 aufgeschraubt ist, und sich die Welle 44 axial nicht bewegen kann und an einer Drehbewegung dadurch gehindert ist, daß das Zahnrad 46 in Eingriff mit der Zahnstange 47 steht. Sobald die Druck­ einleitung in den Druckraum 23 zu einer Abwärtsverschiebung des Kolbens 21 führt, also zu einer Aufspreizbewegung der Honsteine 11, wird die Zahnstange 47 etwas nach unten gezo­ gen und das Zahnrad 46 gedreht. Diese Drehung des Zahnrades 46 und damit der Welle 44 führt dazu, daß der Drehschieber 42 axial wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wird, da er sich wegen des Stillstandes des Schrittmotors nicht drehen kann. In seiner Ausgangsstellung ist jedoch wieder die Hydraulikversorgung des oberen Druckraumes 23 unterbunden. Um den Kolben 21 weiterzubewegen, muß also der Schrittmotor 39 wieder in Bewegung gesetzt werden. Es wird also mit dem Nachlaufregelventil 29 erreicht, daß eine Aufweitung mit maximal dem von der Hydraulikanlage 26 zur Verfügung gestellten Druck über nur einen sehr kurzen Weg erfolgt, da über die Zahnstange 47 und das Zahnrad 46 der Schieber 42 des Ventils wieder in seine Ausgangslage zu­ rückgebracht wird.

Die Steuereinrichtung 38 enthält die Möglichkeit, den Schrittmotor 39 in verschiedenen Geschwindigkeiten zu be­ treiben. Um die Honsteine 11 zunächst von ihrem minimalen Radius bis zum Kontakt mit der zu bearbeitenden Oberfläche 15 auszufahren, wird der Schrittschaltmotor 39 mit maximaler Geschwindigkeit betrieben. Sobald das Druckmeßgerät 35 fest­ stellt, daß der Druck im Druckraum 24 im Verhältnis zum Druck im Druckraum 23 ansteigt, was ein Zeichen dafür ist, daß die Honsteine 11 berühren, schaltet die Steuereinrich­ tung 38 auf den Schleichgang um, so daß nunmehr eine langsa­ mere Aufweitung bzw. Zustellung erfolgt. Diese Zustellung kann um eine bestimmte Anzahl von Schritten des Schrittmo­ tors 39 erfolgen, also um einen bestimmten Weg. Dieser Weg läßt sich vorher an der Steuereinheit 38 eingeben. Er läßt sich unter Umständen auch automatisch oder aufgrund von Mes­ sungen ändern.

Claims (9)

1. Einrichtung zum Zustellen der Honsteine (11) eines Hon­ werkzeugs, mit einem Keilelement (14), das zum Zustellen an mindestens einer Schrägfläche des Honsteins (11) bzw. des Honsteinträgers (12) angreift und mechanisch mit dem Kolben (21) eines Hydraulikzylinders (20) verbindbar ist, wobei die Zuleitung von Hydraulikflüssigkeit durch ein Ventil (29) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein Nachlaufregelventil (29) ist, das von einem Schrittmotor (39) betätigbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (29) ein mit beiden Druckräumen (23, 24) des doppelt wirkend ausgebildeten Hydraulikzylinders (20) verbundenes Vierfach-Ventil ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß ein Druckmesser (35), insbesondere ein Diffe­ renzdruckmesser vorgesehen ist, der die Drücke bzw. Druckdifferenz in beiden Druckräumen (23, 24) des Hy­ draulikzylinders (20) mißt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmesser einen Meßwandler aufweist, der die ge­ messenen Drücke als elektrische Signale an eine Steuer­ einrichtung (38) für den Schrittmotor (39) liefert.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (38) für den Schrittmotor (39) diesen in mindestens zwei un­ terschiedlichen Geschwindigkeiten bzw. Impulsfrequenzen steuert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (38) den Schrittmotor (39) bei Un­ terschreiten eines vorbestimmten Druckverhältnisses vom Eilgang auf einen Schleichgang umschaltet.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (38) einen Zähler zur Ermöglichung einer Wegvorgabe aufweist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines bestimmten Maximaldrucks ein Fehlersignal zum Ausfahren des Hon­ werkzeugs aus dem Werkstück (17) erzeugt wird.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung der Zu­ stelleinrichtung mit einer Steuereinrichtung für den Hub der Honmaschine wirkverbunden ist.