DE4228325A1

DE4228325A1 - Honwerkzeug mit Schneidfilament sowie Verfahren zur Herstellung und Anwendung desselben

Info

Publication number: DE4228325A1
Application number: DE4228325A
Authority: DE
Inventors: Alfred F Scheider; Warner R Brown
Original assignee: Jason Inc
Current assignee: Jason Inc
Priority date: 1992-08-17
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: CA2076264A1; DE4228325B4; GB2269770A; CA2076264C; GB9217483D0; GB2269770B

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein wie angegeben mit einem Honwerkzeug mit Schneidfilamenten sowie einem Verfahren zur Herstellung und Anwendung desselben. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Honwerkzeug, welches ein Bün del von gesonderten Filamenten umfaßt, welche einen bes seren Spänedurchlaß und eine hochwertigere Oberflächenbe schaffenheit mit sich bringen.

Die Anmeldung ist eine Weiterführungsanmeldung der schwe benden Patentanmeldung Serial No. 228, 438 vom 5. August 1988 mit dem Titel "Abtragendes Oberflächenendbearbeitungs-Werk zeug mit geklebter flexibler Struktur". Durch die Bezug nahme ist der gesamte Inhalt dieser Anmeldung auch Gegen stand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung.

Eine Honmaschine wird im allgemeinen zum Endbearbeiten einer Bohrung in einem Werkstück eingesetzt. Wenn ein Werkstück, wie ein Zylinder, ausgebohrt ist, läßt das Bohrwerkzeug V-förmige Ausnehmungen in der Oberfläche der Zylinderwand im wesentlichen ähnlich wie bei einer Schall platte zurück. Die scharfen Spitzen dieser Stege müssen durch eine Endbearbeitung mittels Honen der Bohrung aus gerundet werden.

Die typische Honmaschine nutzt einen Satz von Honwerk zeugen, welche um einen Maschinenkörper im Abstand ange ordnet sind und die progressiv nach außen in eine allgemein zylindrische Innenwand des Werkstückes zugestellt werden, während der Maschinenkörper gleichzeitig eine Drehbewegung darin ausführt und längs des Werkstückes hin- und hergehend beweglich ist. Auf diese Weise wird die Arbeitsfläche jedes Honwerkzeugs in Eingriff mit der Wand unter einem gewünsch ten Honanpreßdruck gebracht, um die Wand abzutragen und hinsichtlich der Oberfläche abschließend zu bearbeiten.

Die spezifischen Honwerkzeuge umfassen üblicherweise ein Honelement, welches an einem Halter befestigt ist. Dieses Honelement ist im allgemeinen ein einstückiges Teil, und es wird üblicherweise tatsächlich als ein "Honstein" bezeich net. Beispiele derartiger Honelemente sind in US-PS 3 829 299, 2 980 524, 3 352 067, 3 154 893, 3 132 451, 4 528 766, 4 555 875, 3 972 161 und 3 918 218 beschrieben.

In den beiden letztgenannten Patenten ist eine Mehrzahl von Schneidfilamenten in einer Matrix eingebettet. Jedoch ist das hierbei erhaltene Honelement dennoch ein einstückiges Teil und es handelt sich um ein relativ starres Element.

Im Laufe des Honens ist es üblich, daß Späne oder Grate vom Zylinder losgeklopft werden. Aufgrund der massiven Ausleg ung der meisten Honelemente ist kein Zwischenraum zwischen der Wand und der Arbeitsfläche des Honelements vorhanden. Die Späneteile können sich daher selbst zwischen der Ar beitsfläche und dem Honelement sowie der Wand festkeilen.

Obgleich eine Flüssigkeit üblicherweise während des Honens durch die Bohrung gespült wird, hat diese kaum eine Aus wirkung auf die festgekeilten Späneteilchen. Folglich müssen Beeinträchtigungen entweder hinsichtlich der Wand oder des Honelements infolge des Abtrags eines Honelements oder Honsteins und/oder der Narbenbildung an einer Bohrung in Kauf genommen werden, obgleich es sich um einen teuren Zylinder handelt.

Auch haben viele Bohrungen, wie Brennkraftmaschinenboh rungen, Queröffnungen. Übliche Honsteine oder Honwerkzeuge können nicht die Ränder derartiger Öffnungen mit einem Radius versehen oder hinsichtlich der Oberflächengüte end bearbeiten. Somit besteht ein Bedürfnis nach einem ver besserten Honwerkzeug, mittels welchem man eine bessere Oberflächengüte bei der Bearbeitung erhält.

Die Erfindung stellt ein Honwerkzeug bereit, welches einen besseren Spänedurchlaß und eine hinsichtlich der Qualität bessere Oberflächenbearbeitung dadurch mit sich bringt, daß ein Bündel aus gesonderten Filamenten als Honelement einge setzt wird. Das Honwerkzeug umfaßt ein napfförmiges Teil in Form eines viereckförmigen Halters, welcher eine innere Bodenfläche, ein Bündel aus eng gepackten, gesonderten, im allgemeinen parallelen Filamenten, welche im Halter fest gelegt sind und eine dünne Schicht aus Sofortklebstoff hat, mittels welcher im wesentlichen alle Filamente an einer Endfläche des Bündels fest an der Bodeninnenfläche des Halters angebracht werden.

Zur Herstellung eines derartigen Honwerkzeugs wird ein entsprechend bemessenes Bündel aus regelmäßigen, eng ge packten, im allgemeinen parallelen, gesonderten Nonwoven- Filamenten gebildet.

Ein napfförmiges Teil oder ein Halter wird gehalten, und eine zudosierte Flüssigkeitsmenge des Klebstoffs wird auf die Bodeninnenfläche des napfförmigen Teils derart ge bracht, daß eine dünne Schicht dieses Klebstoffes voll ständig den Boden des Innern des napfförmigen Teils bedeckt.

Das Bündel wird dann sofort in das napfförmige Teil ein gedrückt, so daß alle Filamente an einem Ende des Bündels in Kontakt mit dem Klebstoff vor dem Aushärten des Kleb stoffes sind. Der Klebstoff härtet dann aus bzw. bindet ab, wodurch eine Endfläche des Bündels fest mit der Boden innenfläche des napfförmigen Teils oder des Halters ver bunden ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird ein Bündel aus relativ kurzen Filamenten auf Länge zu geschnitten und vorgefertigt, bevor es in den Halter und den Klebstoff eingedrückt wird. Bei einer anderen bevor zugten Ausführungsform wird ein Bündel aus längeren Fila menten durch ein Formwerkzeug in den Halter und den Kleb stoff eingedrückt und dann auf die entsprechende Länge zugeschnitten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige fügte Zeichnung. Darin zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Honwerk zeugs mit einem abtragenden Filament nach der Erfindung, welches in eine Honmaschine eingesetzt ist, wobei Teile der Maschine und des zugeordneten Werkstücks im Schnitt dargestellt sind,

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Honwerkzeugs, bei wel chem Filamente mit einem viereckigen Querschnitt eingesetzt werden,

Fig. 3 eine Rückansicht eines Honwerkzeugs zur Ver deutlichung einer Ausführungsvariante eines Halters,

Fig. 4 eine Draufsicht auf das Honwerkzeug in Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht des Honwerkzeugs, bei welchem Filamente mit einem kreisförmigen Querschnitt eingesetzt werden,

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Honwerkzeugs von Fig. 5,

Fig. 7 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines viereckförmigen bzw. rechteckförmigen Filaments,

Fig. 8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines kreisförmigen Filaments,

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein zylindrisches Bündel von Filamenten,

Fig. 10 eine Draufsicht des Bündels in Fig. 9, nachdem es zu einem länglichen Bündel umgeformt wurde,

Fig. 11 eine Vorderansicht einer Halteform, welche zur Herstellung eines Honwerkzeugs nach der Erfindung einge setzt wird,

Fig. 12 eine Seitenansicht der Halteform von Fig. 11 sowie einer Schieberplatte,

Fig. 13 eine Ansicht zur Verdeutlichung einer alter nativen Verfahrensweise zum Zusammensetzen eines Honwerk zeugs nach der Erfindung, bei welchem ein Formwerkzeug und längere Filamente eingesetzt werden,

Fig. 14 eine Ansicht des Formwerkzeugs längs der Linie 14-14 in Fig. 13, und

Fig. 15 eine Seitenansicht einer Fig. 12 ähnlichen An ordnung in Verbindung mit einer anderen Bauform einer Schieberplatte, um der Werkzeugfläche einen Radius zu verleihen.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 ist ein Honwerkzeug 20 nach der Erfindung gezeigt, welches in eine typische Hon-Maschine 22 eingesetzt ist. Die Honmaschine 22 nutzt einen Satz von Honwerkzeugen, welche um einen Maschinenkörper 24 im Abstand angeordnet sind, und welche progressiv nach außen zu einer allgemeinen zylindrischen Innenwand 26 der Bohrung 28 eines Werkstückes 30 zugestellt werden. Der Werkzeugkörper 24 umfaßt einen Keilkonus 32 und ein Steuerteil 33 für jedes Honwerkzeug 20. Die Honwerkzeuge 20 und die Stahlteile 33 sind an dem Maschinenkörper 24 mit Hilfe von in sich geschlossenen, ringförmigen Schraubenfedern 34 angeordnet. Beim Arbeiten wird der Maschinenkörper 24 in axialer Richtung in die Bohrung 28 bewegt, wie dies schematisch mit einem Pfeil 35 angedeutet ist. Die Keilkonusteile 32 sind entsprechend dem Pfeil 36 hin- und hergehend beweglich, so daß die Honwerk zeuge 20 radial aufgeweitet und zusammengezogen werden, wodurch die äußere Arbeitsfläche jedes Honwerkzeuges 20 in Eingriff mit der Wand 36 unter einem gewünschten Honan presserdruck gehalten wird. Gleichzeitig wird der Ma schinenkörper 24 in der Bohrung 28 gedreht, wie dies mit dem Pfeil 37 verdeutlicht ist, wodurch die Wand 26 abge tragen und hinsichtlich ihrer Oberfläche bearbeitet wird.

Nunmehr zusätzlich bezugnehmend auf die Fig. 2-6 wird das Honwerkzeug 20 näher verdeutlicht. Das Honwerkzeug 20 weist ein relativ kurzes Bündel 40 aus mit Schleifmittel belade nen Kunststoff-Filamenten oder Monofilamenten und ein vier eckförmiges, napfförmiges Teil 42 auf, bei welchem es sich um ein einstückiges Teil eines Halters 44 handelt.

Das Bündel 40 ist haftend mit der Bodenfläche unter der Wand 45 des napfförmigen Teils 42 mit Hilfe eines flüssigen Sofortklebstoffs verbunden, welcher mit 46 angedeutet ist.

Der Halter 44 ist grob gesprochen im Querschnitt vier eckförmig bzw. rechteckförmig, wobei seine Länge wenigstens doppelt so groß als seine Breite ist. Er kann aus Metall oder einem nichtspröden Kunststoff wie Nylon hergestellt sein. Der Halter 44 umfaßt eine ebene Bodenwand 50, zwei Seitenwände 52, zwei Stirnwände 54 und eine obere Wand 56. Die Seitenwände 52 sind im allgemeinen geradlinig und mit der oberen Wand 50 und der Bodenwand 56 verbunden. Die Stirnwände 54 sind gekrümmt und umfassen einen äußeren, geraden Abschnitt 60 in der Nähe der Bodenfläche, einen nach innen und unten geneigt verlaufenden Abschnitt 62, einen benachbarten, geraden Abschnitt 60 und einen inneren geraden Abschnitt 64 angrenzend an den Abschnitt 62. Die Abschnitte 62 und 64 bilden zusammen eine innere Ecke 66, welche als ein Auflagepunkt für eine in sich geschlossene, ringförmige Schraubenfeder, wie der Schraubenfeder 34, dienen kann, welche in Fig. 1 gezeigt ist.

Die obere Wand 56 hat die gleiche Breite, ist aber nicht so lang wie die Bodenwand 50. Wie vorstehend angegeben ist, ist das napfförmige Teil 42 ein integrales Teil des Halters 44. Insbesondere erstreckt sich das napfförmige Teil von der oberen Wand 56 nach unten und erstreckt sich über einen beträchtlichen Teil der Höhe des Halters. Es endet aber kurz vor der Bodenwand 50.

Das napfförmige Teil 42 hat zwei ebene Seiten 70, welche über zwei runde Ecken 72 verbunden sind, wobei die Seiten und die Ecken zusammen eine längliche Öffnung 73 bilden. Eine Seitenwand 52 umfaßt zwei Distanzstücke 76. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Halter kann die gegenüberliegende Seiten wand 52 einen Schlitz 78 enthalten, über welchen ein Sofortklebstoff in Gelform eingespritzt werden kann.

Das Bündel 40 kann mit Schleifmittel beladene Kunststoff- Filamente oder Monofilamente 80 aufweisen, welchen einen viereckförmigen bzw. rechteckförmigen Querschnitt haben, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Eine vergrößerte Ansicht des Querschnitts ist in Fig. 7 gezeigt, und wie dort gezeigt ist, hat das Filament eine Breite 82 und eine Dicke 84. Derartige Monofilamente sind detaillierter in der schwebenden Anmeldung derselben Anmelderin Serial No. 216, 710 vom 08. 06. 1988 angegeben, welche den Titel "Rotierendes, abtragendes Werkzeug und Filament hierfür" hat. Durch die Bezugnahme ist diese An meldung voll inhaltlich zum Offenbarungsgehalt der vorlie genden Anmeldung zu rechnen.

In typischer Weise kann das viereckförmige Filament (80) an seiner ebenen Hauptfläche etwa 2,28 mm (0,090 inch) breit und etwa 1,14 mm (0,045 inch) dick sein. Geringfügig brei tere, viereckige Filamente können eingesetzt werden, welche ebene Hauptflächen bis zu dem Drei- bis Vierfachen der Dicke des Filaments haben.

Die Breite ist vorzugsweise nicht größer als das Vierfache der Dicke, insbesondere ist die Breite nicht größer als das Dreifache der Dicke, und noch bevorzugter ist die Breite etwa gleich dem Zweifachen der Dicke. Die Länge des Mono filaments, welches vom Halter vorsteht, ist wenigstens zehnmal größer als die Breite, und insbesondere wenigstens zwanzigmal größer als die Breite. Dennoch ist das vor springende Teil vom Halter relativ kurz.

Das Monofilament kann von extrudiertem Kunststoff gebildet werden, welcher gleichmäßig mit einem Schleifmineral, wie Aluminiumoxid oder Siliziumcarbid imprägniert ist. Andere, ausgefallenere Schleifmineralien, wie polykristalliner Dia mant, können ebenfalls eingesetzt werden. Auch läßt sich die Schleifmittelteilchengröße von grob bis zu einem feinen Pulver variieren, so daß ein besonders feines Polieren und ein Superglanz an den Werkstücken erhalten werden kann.

Das Kunststoffmaterial hat vorzugsweise einen Youngschen Modul von größer als 0,10 bei 6.896·106 N/m³ (10⁶ psi) und insbesondere von größer als 0,40 bei 6.896·106 N/m³ (10⁶ psi). Der Youngsche Modul ist als die Kraftgröße eines Materials definiert, welche auf dasselbe ohne eine per manente Verformung ausgeübt werden kann, wenn die Kraft aufgehoben wird. Hierbei handelt es sich um ein Maß für die Elastizität oder des Zusammenhangs von Spannung und Deh nung.

Ein bevorzugter Kunststoff für das Extrudieren des Monofi laments für das Arbeitsteil ist Nylon. Bevorzugt wird als Nylon 6/12-Nylon.

Die Nylonsorten sind langkettige, partiell kristalline, synthetische, polymere Amide (Polyamide). Polyamide werden hauptsächlich durch Kondensationsreaktionen von Diaminen und zweiwertigen Säuren und einem Material gebildet, wel ches sowohl die saure als auch die amine Funktionalität hat.

Nylonarten haben eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Öl und Fett, in Lösungsmitteln und Basen. Nylonarten haben bessere Eigenschaften gegenüber einer wiederholten Stoßbe lastung, einem Abtragen und einer Ermüdungserscheinung. Weitere physikalische Eigenschaften umfassen einen niedri gen Reibungskoeffizienten, eine hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit. Zweckmäßige Eigenschaften von Nylon umfassen die Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit. Im allgemeinen gilt, daß je größer der Anteil der Amidverkettungen ist, je größer die Steifigkeit, je größer die Zugfestigkeit und je größer der Schmelzpunkt wird. Einige zweckmäßige Arten von Nylon, welch erhältlich sind, umfassen folgendes:
A. Nylon 6/6 synthetisiert aus Hexamethylendiamin (HMD) und Adipinsäure;
B. Nylon 6/9 synthetisiert aus HMD und Azelainsäure;
C. Nylon 6/10 synthetisiert aus HMD und Sebazin säure;
D. Nylon 6/12 synthetisiert aus HMD und Dodekan säure;
E. Nylon 6 synthetisiert aus Polycaprolactam;
F. Nylon 11 synthetisiert aus 11-Aminoundecanoin säure;
G. Nylon 12 synthetisiert aus Polyaurolactam; und andere.

Für die Erfindung zweckmäßige Nylonsorten haben einen Youngschen Modul von größer als 0,05, vorzugsweise größer als 0,1 und insbesondere größer als 0,2.

Bevorzugtes Nylon ist Nylon 6/12. Die physikalischen Eigenschaften von Nylon 6/12 umfassen einen Schmelzpunkt von 212°C, eine trockene Zugfestigkeit von 8,8 bei 6.896· 10³ N/m² (10³ psi) (7,4 bei 50% RH), einen trockenen Bie gemodul von 295 (180 bei 50% RH). Nylon hat einen höheren Youngschen Modul (0,40 bei 6.896·10⁶ N/m² (10⁶ psi)) als Kautschuk (0,01 bei 6.896·10³ N/m² (10⁶ psi)), wodurch verdeutlicht wird, daß Nylon eine größere Steifigkeit gegenüber einem Elastomer, wie Kautschuk, beispielsweise hat. Als ein Beispiel ist ein Arbeitsteil nach der Erfin dung einige Zentimeter lang, wobei es horizontal an einem Ende bei Raumtemperatur gehalten wird, wenn man eine ge ringfügige oder minimale Verformung am gegenüberliegenden Ende erhält. Nylon ist teilweise kristallin und hat somit wenig oder gar keine kautschukähnlichen Bereiche während der Verformung.

Der Kristallisationsgrad bestimmt die Steifigkeit und die Streckgrenze. Wenn die Kristallinität weniger wird, nehmen die Steifigkeit und die Streckgrenze ab. Kautschuk ist andererseits ein amorphes Polymer und seine molekulare Streckung führt zu einem niedrigen Elastizitätsmodul.

Nylon hat eine Zugfestigkeit von über 55,1·10⁶ N/m² (8000 psi), und Kautschuk hat eine Zugfestigkeit von 20,68·10⁵ N/m² (300 psi). Nylon hat eine Bruchdehnung von 250% und Kautschuk von 1.200%. Nylon ist ziemlich feuchtigkeitsbe ständig, während Kautschuk große Mengen an Wasser absor biert. Nylon ist ausgezeichnet widerstandsfähig gegen Öl und Fett und andere organische Lösungsmittel, während Kautschuk extrem wenig widerstandsfähig diesbezüglich ist. Nylon behält seine Eigenschaften von -60°C bis 110°C (-75°F bis 230°F) bei, während Kautschuk für die Eigen schaften einen schmalen Bereich in der Gegend um Raum temperatur hat. Die erhöhte Festigkeit, Widerstands fähigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Lösungsmitteln und der große nutzbare Temperaturbereich machen Nylon zu einem bevorzugten Material für diese Konstruktion.

Eine weitere Art eines Polyamids, welches bei der Erfindung zweckmäßig ist, umfaßt andere Kondensationsprodukte mit wiederkehrenden Amidgruppen längs der Polymerkette, wie Aramide. Aramide sind als eine hergestellte Faser defi niert, bei der wenigstens 85% der Amid (-C(O)-N (H)-)- Verbindungen direkt an den zwei aromatischen Kohlenwasser stoffringen angebracht sind.

Hierin ist eine Unterscheidung zu Nylon zu sehen, welches weniger als 85% Amidverbindungen hat, welche direkt an den beiden aromatischen Ringen vorgesehen sind.

Das Kunststoffmaterial kann auch von Aramidfasern gebildet werden, welche sich durch eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul auszeichnen. Zwei Aramide, welche bei der Erfindung zweckmäßig sind, umfassen Fasern, die durch Polymerisation vom p-Phenylendiamin mit Terephta loylchlorid gebildet wurden, sowie ein weniger steifes Polymer, welches durch Polymerisation von m-Phenylendiamin und Isophtaloylchlorid gebildet wurde.

Aramide haben eine äußerst große Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln. Aramide haben Zugfestigkeiten bei 250°C, die jenen von Textilfasern bei Raumtemperatur entsprechen. Auch sind einige wärmehärtbare Polymere zweckmäßig. Poly ester sind hierfür ein Beispiel, und hierbei handelt es sich um langkettige synthetische Polymere mit wenigstens 85 % eines zweiwertigen Alkoholesters (HOROH) und Terephtal säure (p-HOOCC₆H₄COOH). Polyesterfasern enthalten sowohl kristalline als auch nichtkristalline Bereiche.

Die Polyesterarten sind beständig gegen Lösungsmittel und haben eine Bruchdehnung von 19-40%.

Polyimide sind Polymere, welche (CONHCO) enthalten, und sie sind auch bei der Erfindung zweckmäßig. Eine hohe Tempera turstabilität (bis zu 371°C (700°F)) und eine hohe Zugfestigkeit von etwa 93·10⁶ N/m² (13.500 psi) führen zu einem zweckmäßigen Einsatz der Polyimide als Bindemittel bei Schleifscheiben.

Alternativ kann das Bündel 40 Filamente 86 aufweisen, wel che einen kreisförmigen Querschnitt haben, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Eine Vergrößerung des Querschnitts des Fila ments ist in Fig. 8 gezeigt. Die Länge des Monofilaments (86), welches vom Halter vorsteht, beläuft sich wenigstens auf das Zehnfache des Durchmessers des Querschnitts und vorzugsweise auf das wenigstens Zwanzigfache des Durch messers. Wiederum ist die vorspringende Länge dennoch relativ kurz. Das Filament 86 kann aus denselben wie zuvor in Zusammenhang mit dem Filament 80 beschriebenen Mate rialien hergestellt sein.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 13 sind verschiedene Schritte zum Herstellen eines Honwerkzeugs 10 verdeutlicht. Obgleich das Verfahren im Zusammenhang mit viereckförmigen Filamenten 80 erläutert wird, kann natürlich ein ähnliches Verfahren bei Filamenten 86 mit kreisförmigem Querschnitt oder für Filamente mit anderen Querschnittsformen einge setzt werden. Bei der Herstellung des Werkzeugs wird zuerst eine Mehrzahl von gesonderten Filamenten 80, welche auf die gleiche relativ kurze Länge zugeschnitten sind, vorab zu einem zylindrischen Bündel 90 zusammengefaßt. Nachdem das Bündel 90 zusammengefaßt ist, kann es in dieser Form mittels eines elastischen Bandes oder eines Gummibandes 92 gehalten werden. (siehe Fig. 9). Der Halter 44 wird in einer stationären Halteform 94 gehalten, welche zwei im wesentliche symmetrische Teile 96 und 98 umfaßt.

Die Teile 96 und 98 bilden beim Zusammensetzen eine viereckförmige bzw. rechteckförmige Kammer 100, welche den Halter 44 umgibt. Insbesondere umgibt die Kammer 100 die Bodenwand 50, die Seitenwände 52 und auch die äußeren Ränder der oberen Wand 56, während das napfförmige Teil 42 freigelegt bleibt. Das Teil 96 hat einen besonderen Zwi schenraum zur Aufnahme von Distanzstücken 76. Die Teile bilden auch einen Trichter 102 oberhalb der Kammer 100 (siehe Fig. 12).

Eine zugemessene Menge von flüssigem Klebstoff 46 wird dann in den Boden des napfförmigen Teils 42 eingebracht.

Der Klebstoff kann über die Oberseite des napfförmigen Teils 42 angebracht werden. Alternativ kann er über den Schlitz 78 eingespritzt werden, wenn der Halter nach Fig. 3 eingesetzt wird. Als ein flüssiger Sofortklebstoff wird bevorzugt ein Cyanacrylat mit niedriger Viskosität oder hoher Fluidität eingesetzt. Es ist wichtig, daß dann, wenn der Klebstoff auf die Bodenwand 45 des napfförmigen Teils 42 aufgebracht ist, dieser gleichmäßig die Wand bedeckt.

Zweckmäßig bei der Erfindung sind Alkylcyanacetate mit der folgenden Formel:

Ein bevorzugter Cyanoacrylat-Klebstoff ist ein Alkoxyal kylcyanacrylat mit der folgenden Formel:

Geeignete Klebstoffe sind von Loctite Corporation in Newington, Connecticut unter dem Warenzeichen SUPERBONDER® 495, oberflächenunempfindliches 454 Gel oder mit dem Waren zeichen BLACK MAX. SUPERBONDER erhältlich, welches als ein Warenzeichen für Loctite Corporation eingetragen ist. BLACK MAX ist ebenfalls ein Warenzeichen von Loctite Corporation.

Das zylindrische Bündel 90 kann zu einer länglichen Gestalt manuell oder auf andere Weise in grober Weise dadurch ge formt werden, daß man eine Anpassung an die Kontur des napfförmigen Teils 42 erhält (siehe Fig. 10). Da das Band 92 elastisch oder kautschukähnlich ist, verbleibt es am Bündel während der Umformung.

Das umgeformte, längliche Bündel 90 aus Monofilamenten 80 wird dann in den Trichter 102 eingelegt und nach unten mit Hilfe einer Schieberplatte 106 bewegt, welche mit Hilfe einer geeigneten linearen Betätigungseinrichtung antreibbar ist, was schematisch mit dem Pfeil 110 angedeutet ist. Auf diese Weise wird die Endfläche 112 des Bündels 90 in den flüssigen Klebstoff 45 gedrückt, welcher schnell abbindet und somit eine Verbindung mit dem jeweiligen Monofilament 80 des Bündels 90 unter der Bodenwand 45 des Teils 42 her stellt.

Aufgrund der niedrigen Viskosität des Klebstoffs 45 wird etwas von dem Klebstoff zwischen die Monofilamente 80 an der Endfläche 112 eindringen, wodurch das innere Ende des jeweiligen Monofilaments mit den benachbarten Monofilamen ten verbunden wird. Das gegenüberliegende Ende 114 des Bündels kann dann die Arbeitsfläche des Werkzeugs ohne eine anschließende Nachbearbeitung bilden. Die ebene Arbeits fläche 116 der Schieberplatte 106 führt zu einer ebenen Ar beitsfläche des Werkzeugs.

Eine geeignete Druckbegrenzung kann dazu führen, daß die Schieberplatte 106 zurückgezogen wird. Das fertiggestellte Honwerkzeug kann dann aus der Halteform 94 entnommen werden und beispielsweise in eine Honmaschine 22 eingesetzt werden.

Anstelle der Verwendung einer Schieberplatte mit einer ebenen Arbeitsfläche kann eine Schieberplatte 120 mit einer konvexen Arbeitsfläche 122 eingesetzt werden (siehe Fig. 15). Wenn eine derartige Schieberplatte eingesetzt wird, um das Bündel 90 in den flüssigen Klebstoff 45 zu drücken, ist die erhaltene Endfläche 124 des Werkzeugs mit einem Radius versehen, welcher dem Radius der zu honenden Bohrung entsprechen kann. Monofilamente 80 mit ein und derselben Länge werden eingesetzt, wobei man die gekrümmte Endfläche 124 durch die Verbindungsweise der Filamente 80 mit dem Boden des napfförmigen Teils 42 erhält.

Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren gestattet die Herstellung eines Honwerkzeugs 20 mit einer fertig gestellten Werkzeugfläche ohne eine abschließende kosten intensive Nachbearbeitung. Natürlich ist die Nachbear beitung umso kostspieliger, je ausgefallener das einge setzte Schleifmaterial, wie polykristalliner Diamant, ist. Ohne den Nachbearbeitungsvorgang ist daher kein Verlust für teuere Füllmaterialien zu verzeichnen. Bei der Erfindung werden die Materialien einmal zugeschnitten und in das napfförmige Teil eingedrückt.

Jegliche Unebenheit wird im Inneren des napfförmigen Teils ausgeglichen und mit Hilfe des Sofortklebstoffes sind die Filamente festgehalten.

Ein anderes Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeugs nach der Erfindung ist in Fig. 13 gezeigt. Bei diesem Ver fahren wird ein Bündel 130 aus Monofilamenten 132 zuvor zusammengestellt. Die Monofilamente 132 haben vorzugsweise die gleiche Länge, sind aber beträchtlich länger als die Monofilamente 80, welche bei den vorstehend beschriebenen Verfahrensweisen eingesetzt werden. Beispielsweise kann zur Herstellung eines Werkzeugs mit einer Bearbeitung von 25 mm oder so Monofilamente einsetzen, die einige Zentimeter lang sind. Der Halter 44 wird in einer Form 134 gehalten, welche ähnlich wie die Form 94 abgesehen davon ausgelegt ist, daß die Form 134 nicht stationär, sondern auf- und abbeweglich mit Hilfe einer geeigneten linearen Antriebseinrichtung ist, was schematisch mit dem Pfeil 136 angedeutet ist.

Ein Zwischenabschnitt des Bündels 130 wird durch ein Formwerkzeug 140 durchgeführt, welches ein hohles Mittel teil 142 mit einer Kontur hat, welche passend zu dem napfförmigen Teil 42 gewählt ist. Auf diese Weise können die Monofilamente 132 engsitzend und kompakt ausgerichtet werden. Das Bündel 130 wird dann derart angeordnet, daß seine untere Endfläche 144 zu dem napfförmigen Teil 142 ausgerichtet ist.

Eine zugemessene Menge eines flüssigen Klebstoffs 45 wird dann auf den Boden des napfförmigen Teils 42 entweder über die oberseitige Öffnung oder einen Seitenschlitz 78 aufge bracht. Die Form 134 kann nach oben und dort fixiert werden. Nahezu gleichzeitig wird eine Schieberplatte 146 nach unten mit Hilfe einer geeigneten linearen Antriebs einrichtung weitergeschaltet, was schematisch mit einem Pfeil 150 dargestellt ist, um zu bewirken, daß die End fläche 144 mit dem Klebstoff zusammenarbeitet. Der flüssige Klebstoff 45 bindet schnell ab, und die Endfläche 144 wird mit der Bodenwand des napfförmigen Teils 42 ver bunden. Das Bündel 130 wird dann in einer gegebenen Höhe mit Hilfe von Schneidmessern 152 in Fig. 13 in der Nähe des Formwerkzeugs durchgeschnitten. Das geschnittene Ende wird dann die Arbeitsfläche des Honwerkzeugs.

Es ist noch zu erwähnen, daß man auf diese Weise ein ein fach ausgelegtes und leicht herzustellendes Honwerkzeug mit abtragenden Filamenten erhält.

Da das Honelement aus gesonderten Filamenten besteht, erhält man einen verbesserten Spänedurchlaß sowie eine höhere Güte der endbearbeiteten Oberfläche.

Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit einigen bevor zugten Ausführungsformen erläutert wurde, sind selbstver ständlich Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungs gedanken zu verlassen. Die Erfindung umfaßt alle äquiva lenten und abgewandelten Ausführungsformen und ist nicht durch die Einzelheiten der aufgeführten Beispiele be schränkt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeugs, ge kennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Ausbilden eines abgemessenen Bündels aus gleichmäßi gen, eng gepackten, im allgemeinen parallelen, gesonderten Nonwoven- Filamenten,
Abstützen eines napfförmigen Teils, welches eine Bo denwand hat,
Einbringen einer zugemessenen Menge eines Sofortkleb stoffs in das Innere des napfförmigen Teils derart, daß eine dünne Schicht dieses Klebstoffes vollständig die Bo denwand des napfförmigen Teils bedeckt;
sofortiges Eindrücken dieses Bündels in das napfför mige Teil, so daß alle Filamente an einem Ende des Bündels in Kontakt mit dem Klebstoff sind, bevor der Klebstoff ab bindet bzw. aushärtet; und
Abbinden bzw. Aushärten des Klebstoffs, wodurch eine Endfläche des Bündels fest mit der Bodenwand des napfför migen Teils verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das napfförmige Teil zwei ebene Seiten und zwei abge rundete Ecken umfaßt, welche die ebenen Seiten verbinden, wobei die Seiten und die Ecken zusammen eine längliche Öffnung bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das napfförmige Teil ein integrales Teil eines Halters ist, und daß der Halter im wesentlichen im Querschnitt viereckförmig ausgestaltet ist und seine Länge wenigstens doppelt so groß als die Breite ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter einen Schlitz umfaßt, welcher in Verbindung mit der länglichen Öffnung steht, und daß das Einbringen des Klebstoffs das Einspritzen des Klebstoffs in den Schlitz umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbringen das Positionieren einer Schieberplatte umfaßt, welche eine ebene Arbeitsfläche angrenzend an das Bündel hat, wodurch die ebene Arbeitsfläche im wesentlichen parallel zu einem gegenüberliegenden Ende des Bündels ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindruckschritt das Positionieren einer Schieber platte umfaßt, welche eine konvexe Arbeitsfläche angrenzend an das Bündel hat, wodurch die Werkzeugarbeitsfläche mit einem Radius versehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt vorgesehen ist, gemäß dem das Bündel durch ein Formwerkzeug eingeführt wird, welches ein hohles Mit telteil mit etwa der gleichen Kontur wie das napfförmige Teil hat.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Schritt zum Abgleichen des Bündels nach dem Aushärtschritt vorgesehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sofortklebstoff eine Cyanacrylat ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Alkylcyanacrylat ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Alkoxyalkylcyancrylat ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff in der nicht abgebundenen Form eine niedrige Viskosität hat.

13. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter aus Kunststoff hergestellt ist.

14. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter aus Metall hergestellt ist.

15. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente aus mit Schleifmittel beladenem Nylon bestehen.

16. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt rund sind.

17. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt vieleckig sind.

18. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt viereckförmig bzw. recht eckförmig sind.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, daß die Filamente etwa 45 Gew. % Schleifmineralien umfassen.

20. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel von einer Mehrzahl von Filamenten gebildet wird, die jeweils auf die gleiche Länge zugeschnitten sind.

21. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente aus einem Kunststoff hergestellt sind, welcher aus der Gruppe gewählt ist, die Nylonsorten, Poly propylene, Aramide und Polyester umfaßt.

22. Das Honwerkzeug, gekennzeichnet durch:
ein napfförmiges Teil (42), welches eine innere Bodenfläche (50) hat,
ein Bündel (40) aus eng gepackten, gesonderten, im allgemeinen parallelen Filamenten, welche im napfförmigen Teil (42) festgelegt sind, und
eine dünne Schicht aus Sofortklebstoff (46), wel cher im wesentlichen alle Filamente an einer End fläche des Bündels (40) fest mit der inneren Boden fläche (50) des napfförmigen Teils (42) verbindet.

23. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das napfförmige Teil (42) zwei ebene Seiten und zwei abgerundete Ecken umfaßt, welche die ebenen Seiten ver binden, und daß die Seiten und die Ecken zusammen eine längliche Öffnung (73) bilden.

24. Werkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das napfförmige Teil (42) ein integrales Teil eines Halters (44) ist, daß der Halter (44) grob im Querschnitt viereckförmig bzw. rechteckförmig ausgelegt ist und seine Länge wenigstens doppelt so groß als die Breite ist.

25. Werkzeug nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (44) einen Schlitz (78) umfaßt, welcher mit der länglichen Öffnung (73) in Verbindung steht, wodurch der Klebstoff (46) durch den Schlitz (78) eingespritzt werden kann.

26. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (40) ein gegenüberliegendes Arbeitsende hat, in welchem die Filamente eine ebene Arbeitsfläche bilden.

27. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (40) ein gegenüberliegendes Arbeitsende hat, in welchem die Filamente eine konvexe Arbeitsfläche bilden.

28. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (46) Cyanacrylat ist.

29. Werkzeug nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein Alkylcyanacrylat ist.

30. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff (46) ein Alkoxalkylcyanacrylat ist.

31. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (44) aus Kunststoff besteht.

32. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (44) aus Metall besteht.

33. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel (40) aus Filamenten von Filamenten mit einer gleichförmigen Länge gebildet wird.

34. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente aus einem Kunststoff hergestellt sind, welcher aus der Gruppe gewählt ist, welche Nylonsorten, Polypropylene, Aramide und Polyester umfaßt.

35. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt rund sind.

36. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt vieleckig sind.

37. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente im Querschnitt viereckförmig bzw. recht eckförmig sind.

38. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente etwa 45 Gew.% eines Schleifminerals enthalten.

39. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel der Filamente eine gleiche und gleichmäßige Dichte und Ausrichtung in dem napfförmigen Teil (42) hat.

40. Werkzeug nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Filamente etwa 30 Gew.% eines mineralischen Schleifmittels enthalten.

41. Verfahren zum Herstellen eines Honwerkzeuges, welches ein napfförmiges Teil umfaßt, welches eine innere Bodenfläche hat, ferner ein Bündel aus eng gepackten, ge sonderten, im allgemeinen parallelen Filamenten umfaßt, welche in dem napfförmigen Teil festgelegt sind, und eine dünne Schicht aus Sofortklebstoff umfaßt, mittels welchem im wesentlichen alle Filamente an einer Endfläche des Bündels fest mit der inneren Bodenfläche des napfförmigen Teils verbunden werden, wobei sich das Verfahren durch folgendes auszeichnet:
Ausbilden eines entsprechend bemessenen Bündels aus gleichmäßigen, eng gepackten, im allgemeinen parallelen, gesonderten Nonwoven-Filamenten;
Stützen eines napfförmigen Teils;
Einbringen einer zugemessenen Menge des Sofortkleb stoffs in die innere Bodenfläche des napfförmigen Teils, so daß eine dünne Schicht aus diesem Klebstoff vollständig den Boden des Inneren des napfförmigen Teils bedeckt;
Sofortiges Eindrücken des Bündels in das napfförmige Teil, so daß alle Filamente an einem Ende des Bündels in Kontakt mit dem Klebstoff sind, bevor der Klebstoff ab bindet; und
Abbinden bzw. Aushärten des Klebstoffs, wodurch eine Endfläche des Bündels fest mit dem Boden im Inneren des napfförmigen Teils verbunden wird.

42. Verfahren zum Honen eines Werkstücks, welches eine Bohrung hat, die von einer Innenanwand umgeben ist, ge kennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Befestigen eines Honwerkzeugs, welches ein napfför miges Teil umfaßt, das eine innere Bodenfläche, ein Bündel aus eng gepackten, gesonderten, im allgemeinen parallelen Filamenten, die im napfförmigen Teil festgelegt sind und eine dünne Schicht aus einem Sofortklebstoff hat, welche im wesentlichen alle Filamente an einer Endfläche des Bündels fest mit der inneren Bodenfläche des napfförmigen Teils verbindet, wobei dieses Honwerkzeug an einer Honmaschine angebracht wird;
Einführen der Honmaschine in die Bohrung;
Zustellen des Honwerkzeugs in progressiver Weise nach außen im Eingriff mit der Wand und einem gewählten Hondruck; und
Drehen der Honmaschine, wodurch das Honwerkzeug die Wand abträgt und die Oberfläche bearbeitet.

43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeich net, daß ferner der Schritt vorgesehen ist, gemäß welchem die Honmaschine längs der Axiallänge der Bohrung hin- und hergehend bewegt wird.