DE2435848A1

DE2435848A1 - Verfahren und vorrichtung zur sauberhaltung eines honsteins beim betrieb einer honmaschine

Info

Publication number: DE2435848A1
Application number: DE2435848A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: SUPFINA MASCHF HENTZEN
Current assignee: SUPFINA MASCHF HENTZEN
Priority date: 1974-07-25
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1976-02-12
Also published as: US4004375A; DE2435848B2; JPS5912423B2; DE2435848C3; JPS5136693A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sauberhaltung eines Konsteins beim Betrieb einer Honmaschine, bei der der Honstein auf einem drehend aufgenommenen Werkstück aufsitzt und in Richtung der Drehachse desselben eine Schwenkbewegung ausführt, und bei dem zur Reinigung der auf dem Werkstück aufsitzenden Kontaktfläche Spülmittel-Flüssigkeit zugeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren bzw. Vorrichtungen zu ihrer Durchführung sind bekannt. Sie weisen den Nachteil auf, daß die Kontaktfläche des Honsteins, also die Fläche, mit der dieser auf z.B. spitzenlos zwischen Transportwalzen aufgenommenem Werkstück aufsitzt, sich relativ schnell mit Honstein- und Werkstückabrieb, der aus mikroskopisch kleinen Spänen besteht, "zusetzt", so daß stumpf gewordene Körner des Honsteins nicht mehr aus dem Bindemittel ausbrechen können und daher eine relativ schnelle Abstumpfung des Honsteins erfolgt. Das ist insbesondere deshalb ein schwerwiegender Nachteil, da geringfügige

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Anlässe, wie z.B. beim Durchlauf mehrerer Werkstücke unter einem Honstein, das Einlaufen der Werkstück-Stirnflächen unter die Honsteine oder ein kurzfristiges Abheben der Honsteine von dem Werkstück, eine Aufschärfung der Plonsteine bewirken, was von Werkstück zu Werkstück zu sehr unterschiedlichem Materialabtrag und damit zu einer Vergrößerung der Toleranzbreite des BearbeitungsVorgangs führt. Auch die Verwendung von großen Mengen Spülmittel-Flüssigkeit bringt keine Abhilfe, da die relativ große Kontaktfläche, mit der der Honstein auf dem Werkstück aufsitzt, es meist verhindert, daß das Spülmittel in ausreichenden Mengen und Intensität die Kontaktfläche derart bespült, daß sich Abrieb dort nicht festsetzen kann.

Aus dieser Erkenntnis der Nachteile des Standes der Technik ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung, Sie besteht darin, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem bzw. bei der eine Zusetzung der Kontaktfläche des Honsteins mit Honstein- und /oder Werkstoffabrieb, die zu einer raschen Verminderung des erzielbaren Werkstückabriebs und zu unkontrollierten, die Toleranzbreite des Bearbeitungsvorganges erhöhenden Aufschärfungen der Kontaktfläche des Honsteins führt, vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß der Honstein an seinem seiner Kontaktfläche, mit der er auf dem sich drehenden Werkstück aufsitzt, zugewandten Ende quer zur Drehachse des Werkstückes in eine hochfrequente Schwingung mit kleinem Hub versetzt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme des Werkstückes und die

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Kontaktfläche des Honsteins mit dem Werkstück aufweisenden Ende des Honsteins in einem Behälter angeordnet ist, der bis zu einem über der Kontaktfläche liegenden Niveau mit Spülmittel-Flüssigkeit gefüllt ist und in dem in Nähe der Seitenflächen des Honsteins eine Ultraschallquelle derart angeordnet ist, daß über die Spülmittel-Flüssigkeit Ultraschallwellen an die Kontaktfläche des Honsteins übertragen werden.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß kleinste Querschwingungen, wie sie durch Beaufschlagung des Honsteins mit Ultraschall erfolgen, wobei vorzugsweise die Spülmittel-Flüssigkeit als übertragungsmedium für die Ultraschallwellen dient, ein Zusetzen der Kontaktfläche des Honsteins mit Honstein- bzw. Werkstückabrieb verhindert.

Diese Maßnahme ist vor allem dann von Bedeutung, wenn Maschinen mit sehr starrem bzw. steifem Maschinenrahmen verwendet werden, bei denen jegliche Art zufälliger Querschwingungen, wie sie etwa bei älteren Maschinen wegen eines gewissen Spiels gelegentlich auftreten können, nicht gegeben sind.

Die einzige Figur zeigt im Querschnitt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels.

Das zylindrische Werkstück 1, z.B. ein Bolzen, eine Kolbenstange oder - bei kleinen Durchmessern - eine Nadel für ein Nadellager, wird zwischen zwei sich gleichsinnig drehenden Transportwalzen 2 und 3 aufgenommen; dem Werkstück 1 wird durch diese spitzenlose Aufnahme eine Drehbewegung erteilt.

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Ein Transport des Werkstückes 1 in Richtung seiner Drehachse, also senkrecht zur Ebene der Figur, erfolgt dadurch, daß die Drehachsen 5 und 6 der beiden Transportwalzen 2 und 3 gegeneinander etwas schräggestellt sind, so daß die dem Werkstück 1 erteilte Bewegung neben der Komponente in Drehrichtung auch noch eine Komponente in Richtung der Achse 4 aufweist.

Auf dem Werkstück 1 sitzt ein Honstein 7 auf, der mit einem gewissen Anpreßdruck auf die Oberfläche des sich drehenden Werkstückes 1 gepreßt wird. Der Honstein 7 ist in einem Honsteinhalter 8 aufgenommen, in dem eine entsprechende Vorrichtung, die z.B. durch Zylinder 9 und einen den Honstein 7 aufnehmenden Kolben 10 gebildet wird, vorgesehen ist, um den Anpreßdruck des Honsteins 7 auf dem sich drehenden Werkstück 1 zu erzeugen.

Ein Schwingkopf 11 dient dazu, dem Honsteinhalter 8 und mit ihm dem Honstein 7 eine'Schwingbewegung von einigen mm Hub parallel zur Drehachse 4 des Werkstücks 1 zu erteilen. Dieser Schwingkopf 11 bzw. der Honsteinhalter 8 sind wieder an dem (nicht gezeigten) Maschinenrahmen bzw. Maschinengestell angebracht.

Soweit bis jetzt beschrieben, handelt es sich dabei um als das Superfinishen bekannte Außenhonen von zylindrischen Werkstücken im Durchlaufverfahren bei spitzenloser Lagerung der Werkstücke. Dabei wird die Kontaktfläche zwischen dem Honstein 7 und dem sich drehenden Werkstück 1 mit einer Spülmittel-Flüssigkeit, z.B. Honöl, Petroleum-Öl-Gemischen oder anderen geeigneten Flüssigkeiten, gespült. Dabei tritt

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aber, wie eingangs erwähnt, das Problem auf, die Kontaktfläche 12 des Honsteins 7 auf dem zylindrischen Werkstück 1 sauber zu halten. Der Honstein 7> der aus in einem Bindemittel aufgenommenen Körnern besteht, die den eigentlichen Materialabtrag von dem zylindrischen Werkstück 1 bewirken, unterliegt selbst einer gewissen Abnutzung. Sie besteht darin, daß die im Bindemittel aufgenommenen Körner stumpf werden, danach aus dem Bindemittel ausbrechen, und daß auch Bindemittel abgerieben wird. Während des Honvorganges paßt sich nun die Kontaktfläche 12 des Honsteins 7 sehr genau der zylindrischen Außenfläche des Werkstückes 1 an. Der Abreieb des Honsteins 7 und der vom Honstein bewirkte Abrieb des Werkstücks 1, die beide in Form feinsten Pulvers vorliegen, haben nun die Tendenz, die Kontaktfläche zu verschmutzen bzw. stumpf zu machen. Das heißt: Der Abrieb wird auch bei der bekannten Anwendung von Spülmittel-Plüssigkeiten wegen der beim Honen erzielten genauen Anpassung der Kontaktfläche 12 an die Außenfläche des Werkstücks 1 nicht mehr durch das sich drehende Werkstück 1 von der Kontaktfläche 12 wegtransportiert, sondern setzt sich auf dieser, und zwar meist in den Poren zwischen den einzelnen Körnern, fest, so daß stumpf gewordene Körner nicht mehr ausbrechen können. Der am Werkstück 1 erzielbare Materialabtrag vermindert sich also entsprechend. Dieser Vorgang geht relativ schnell vor sich, d.h. er kann bereits nach der Bearbeitung von einigen zehn Werkstücken spürbar werden.

Andererseits erfolgt bei geringsten Unregelmäßigkeiten eine Aufschärfung des Honsteins, d.h. eine Art "Abziehen", das zu einem erneut stärkeren Materialabtrag von den Werkstücken führt. Das kann z.B., da im Durchlaufverfahren einzeln mit ·

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ihren Stirnseiten aneinanderliegende Werkstücke unter dem Honstein 7 hindurchtrarisportiert werden, beim übergang; von einem Werkstück zum anderen stattfinden. Die Stirnseite eines unter dem Honstein 7 einkaufenden Werkstückes bzw. die Kante dieser Stirnseite führt dann zu dieser Aufschärfung und damit zu einem wieder verstärkten Materialabtrag. Dies wiederum bedeutet bei der Bearbeitung mehrerer Werkstücke erhebliche Veränderungen der erzielten endgültigen Abmaße, d.h. zu hohe Toleranzen, die durch diese Feinstbearbeitung u.a. ja gerade ausgeglichen werden sollen. Derselbe Effekt kann auftreten, wenn der Honstein, z.B. bei Bearbeitung von Werkstücken mit zylindrischen Außenflächen verschiedenen Durchmessers, kurzfristig abgehoben und danach wieder die zu bearbeitende Außenfläche eines Werkstückes 1 aufgesetzt wird.

Die die Ursache für diese Schwankungen des Materials bildende Verschmutzung bzw. Zusetzung der Kontaktfläche 12 des Honsteins 7 mit Honstein- und Werkstückabrieb kann auch wegen des engen und großflächigen Kontaktes zwischen Kontaktfläche und Außenfläche des Werkstückes 1 durch eine intensive Spülung mit Spülmittel, wie sie bekannt ist, nicht verhindert werden.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, daß die Kontaktfläche 12, mit der der Honstein 7 auf das Werkstück 1 einwirkt, unter dem Niveau 13 der Spülmittel-Flüssigkeit liegt. Zu diesem Zweck ist parallel * zur Längsrichtung der Transportwalzen ein Behälter vorgesehen, der u.a. durch die Seitenplatten IH und 15 gebildet wird und an dem, z.B. mit Hilfe von Befestigungsschrauben 16, 17, flexible Seitenteile 18, 19 aus Gummi oder flexiblem Kunststoff an-

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gebracht sind, die mit ihren Unterkanten 20 bzw. 21 an den Umfangsflächeη der Walzen 5, 6 anliegen. Der untere Teil des Behälters wird durch Platten 22, 23 gebildet, an denen ebenfalls flexible Seitenteile 24, 25 vorgesehen sind, die mit ihren Oberkanten 26 bzw. 27 am Umfang der Transportwalzen 5,6 anliegen. An den Stirnseiten (in der Figur nicht gezeigt) wird der Abschluß dieses Behälters ebenfalls durch flexible Teile, z.B. elastische· Folien od. dgl., gebildet, so daß dadurch insgesamt ein im Querschnitt durch die Seitenteile 18, 19, 24, 25 sowie die Seitenplatten 14, 15, 22, 23 begrenzter Raum entsteht, in dem bis zum Niveau die Spülmittel-Flüssigkeit 28 steht.

Auf der Oberseite des Behälters ist, zum Teil unter das Niveau 13 der Spülmittel-Flüssigkeit 28 in dieses hineinragend, ein Ultraschallsender 29 vorgesehen. Er gibt an seinem unter dem Niveau 13 liegenden Sendekopf, wie durch die Wellenlinien 31 schematisch angedeutet, in Richtung auf den Honstein 7 Ultraschallwellen ab. Diese erteilen dem Honstein eine hochfrequente, nämlich der Ultraschallfrequenz entsprechende Schwingung mit sehr geringem Hub, die quer zur Längsachse des Vierkstückes 1, d.h. quer zu der Schwingung, die vom Schwingkopf 11 erzeugt wird, stattfindet. Diese äußerst geringhubige Schwingung mit Ultraschallfrequenz bewirkt eine Lockerung des Honstein- bzw. Werkstückabriebs an der Kontaktfläche 12. Damit kann ein verbesserter Abtransport des Abriebs durch die Spülmittel-Flüssigkeit erfolgen. Die Spülmittel-Flüssigkeit 28 wirkt dabei sowohl als Medium der Übertragung der Schwingung vom Sendekopf 30 des Ultraschallsenders 29 auf den Honstein 7, als auch einer direkten Übertragung der Schwingung auf Abriebρartikel an der Kontaktfläche 12.

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Diese Schwingung des Honsteins 7 quer zu seiner Hauptschwingung, die parallel zur Drehachse des Werkstückes erfolgt, hat relativ hohe Frequenz (ca. 20 000 Hz) und einen äußerst kleinen Hub (einige Hundertstel mm). Sie entsteht erst in Nähe desjenigen Endes des Honsteins 7, an dem die Kontaktfläche 12 vorgesehen ist, so daß die Rückwirkungen auf die restlichen Maschinenteile, insbesondere auf den Honsteinhalter und über diesen auf den Maschinenrahmen bzw. das Maschinengestell, vernachlässigbar gering sind.

Der durch die Seitenplatten 14, 15, 22, 23 und die flexiblen Seitenteile 18, 19, 24, 25 sowie entsprechende Stirnplatten und flexible Stirnteile gebildete Behälter, in denen die Spülmittel-Flüssigkeit 28 bis zum Niveau 13, also die Kontaktfläche 12 des Honsteins 7 mit dem Werkstück 1 überdeckend, steht, ist von einem weiteren Behälter 32 umgeben, in dem sich die Spülmittel-Flüssigkeit sammelt, die zwischen den Transport- 2, 3 und den flexiblen Seitenteilen 18, 19, 24, 25 hindurchtritt. Sie wird über eine Ablaufleitung 33 - ggf. unter Zwischenschaltung eines Filters - wieder zu einer Zulaufleitung 34 zurückgepumpt, die an der Stelle 35 in dem Behälter mündet, in dem die Flüssigkeit bis zum Niveau 13 steht. Die Ausbildung der Ultraschallsender 30 erfolgt derart, daß die Schallübertragung auf die Seitenflächen 36» des Honsteins 7 möglichst gleichmäßig erfolgt. Dabei können mehrere Ultraschallsender, und zwar - wenn nach den konkreten Betriebsbedingungen des Einzelfalls erforderlich - auch zu beiden Seiten des Honsteins 7 vorgesehen sein.

Abweichend von der Darstellung des Ausführungsbeispiels können auch die Platten 22, 23 und die an ihnen befestigten

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Seitenteile 24, 25 weggelassen werden, da der Durchtritt
von Spülmittel-Flüssigkeit zwischen Werkstück 1 und Transportwalzen 2, 3 bei vollständig zylindrischen Teilen, z.B. Kolbenbolzen, relativ gering ist. Es genügt dann eine Anordnung von flexiblen Teilen an den Enden der Transportwalzen. Der Behälter im Sinne obiger Ausführungen wird
dann allein durch die mit den Bezugs zeichen 114, 15, 18, bezeichneten Bauteile gebildet. Man kann dann auch auf das

Rückpumpen aufgefangener Spülmittel-Flüssigkeit verzichten und den Verlust an Spülmittel-Flüssigkeit allein durch die Zufuhr über die Öffnung 35 ausgleichen. Das Niveau 13 kann auch auf jede andere Art auf der angegebenen Höhe gehalten werden.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Sauberhaltung eines Honsteins beim Betrieb einer Honmaschine, bei der der Honstein auf einem drehend aufgenommenen Werkstück aufsitzt und in Richtung der Drehachse desselben eine Schwingbewegung ausführt, und bei dem zur Reinigung der auf dem Werkstück aufsitzenden Kontaktfläche des Honsteins Spülmittel-Flüssigkeit zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Honstein (7) an seinem seiner Kontaktfläche (12), mit der er-auf dem sich drehenden Werkstück (1) aufsitzt, zugewandten Ende quer zur Drehachse (4) des Werkstücks (1) in eine hochfrequente Schwingung mit kleinem Hub versetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserregung quer zur Drehachse (4) des Werkstücks (1) durch Beaufschlagung der Seitenflächen (36, 37) des Honsteins (7) mit UltraschallweIlen erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.ß als Übertragungsmedium für die Ultraschallwellen vom Schwingkopf (30) eines Ultraschallsenders (29) auf die

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Seitenflächen (36) des Honsteins (7) Spülmittel-Flüssigkeit (28) dient, die die Stelle der Bearbeitung des Werkstücks (1) durch den Honstein (7) umgibt.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (2, 3) des Werkstücks (1) und die Kontaktfläche (12) des Ilonsteins (7) mit dem Werkstück (1) in einem Behälter (14, 15, 18, 19, 22, 23, 24, 25) angeordnet ist, der bis zu einem über der Kontaktfläche (12) liegenden Niveau (13) mit Spülmittel-Flüssigkeit (28) gefüllt ist und in dem in Nähe der Seitenflächen (36, 37) des Honsteins (7) eine Ultraschallquelle (30) derart angeordnet ist, daß über die Spülmittel-Flüssigkeit (28) Ultraschallwellen an die Kontaktfläche (12) des Honsteins (7) übertragen werden.

Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Werkstück (1) spitzenlos zwischen sich drehenden, mit ihren Längsachsen (5, 6) zueinander schräg gestellten Transportwalzen (2, 3) aufgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter flexible Seitenteile (19, 20, 24, 25) aufweist, die am Umfang der Transportwalzen (2, 3) anliegen.

Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche Zufuhr (34, 35) von Spülmittel-Flüssigkeit (28) in den Behälter (14, 14, 18, 19, 22, 23, 24, 25) mit einer Menge erfolgt, die den Spülmittelabfluß ausgleicht, der über die Stellen des Anliegens (20, 21, 26, 27) der elastischen Seitenteile (18, 19, 24, 25) an den Transportwalzen (2, 3) abfließt.

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