DE102011089462B4

DE102011089462B4 - Finishing machine, coupling device for finishing machine and machining tool

Info

Publication number: DE102011089462B4
Application number: DE102011089462.4A
Authority: DE
Inventors: Herbert Ludwig Rauscher; Wolf Friedrich Nagel
Original assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Current assignee: Nagel Maschinen und Werkzeugfabrik GmbH
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: DE102011089462A1

Abstract

Feinbearbeitungsmaschine zur Feinbearbeitung von Bohrungen in Werkstücken, insbesondere Honmaschine, mit mindestens einer Feinbearbeitungseinheit (110), die eine Arbeitsspindel (114, 202) aufweist, welche mittels eines Drehantriebs um eine Spindelachse drehbar und mittels eines Hubantriebs parallel zur Spindelachse (116) hin- und her bewegbar ist, wobei in der Arbeitsspindel ein maschinenseitiges Zustellelement (154, 254) angeordnet ist, das mittels eines Zustellantriebs parallel zur Spindelachse zustellbar ist; einem von der Arbeitsspindel getragenen Bearbeitungswerkzeug (190, 290, 390) mit einem um eine Werkzeugachse drehbaren Werkzeugkörper (191, 391), der zwei unabhängig voneinander radial zur Werkzeugachse zustellbare Werkzeuggruppen (192, 194, 392, 394) trägt, wobei in dem Werkzeugkörper ein parallel zur Werkzeugachse bewegliches erstes werkzeugseitiges Zustellelement (193, 393) zur Zustellung der ersten Werkzeuggruppe und ein unabhängig vom ersten werkzeugseitigen Zustellelement parallel zur Werkzeugachse bewegliches zweites werkzeugseitiges Zustellelement (195, 395) zur Zustellung der zweiten Werkzeuggruppe (194, 394) angeordnet ist, und einer schaltbaren Kupplungseinrichtung (160, 200, 300), die zwischen einer ersten Kupplungskonfiguration und einer zweiten Kupplungskonfiguration umschaltbar ist, wobei in der ersten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement mit dem ersten werkzeugseitigen Zustellelement zur Kraftübertragung gekoppelt und das zweite werkzeugseitige Zustellelement von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt und in der zweiten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement mit dem zweiten werkzeugseitigen Zustellelement zur Kraftübertragung gekoppelt und das erste werkzeugseitige Zustellelement von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt ist.Finishing machine for fine machining bores in workpieces, in particular honing machine, with at least one fine machining unit (110, 202), which rotates about a spindle axis by means of a rotary drive and by means of a linear actuator parallel to the spindle axis (116) back and is movable, wherein in the work spindle, a machine-side feed element (154, 254) is arranged, which is deliverable parallel to the spindle axis by means of a feed drive; a machining tool (190, 290, 390) carried by the work spindle with a tool body (191, 391) rotatable about a tool axis carrying two tool groups (192, 194, 392, 394) radially independent of the tool axis independently of each other, wherein in the tool body a first tool-side feed element (193, 393), which is movable parallel to the tool axis, for delivering the first tool group and a second tool-side feed element (195, 395) movable parallel to the tool axis for delivery of the second tool group (194, 394) is arranged parallel to the tool-side feed element, and a switchable coupling device (160, 200, 300), which is switchable between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein coupled in the first coupling configuration, the machine-side feed element with the first tool-side feed element for power transmission and the second toolseiti GE feed element decoupled from the machine-side feed element and coupled in the second coupling configuration, the machine-side feed element with the second tool-side feed element for transmitting power and the first tool-side feed element is decoupled from the machine-side feed element.

Description

HINTERGRUNDBACKGROUND

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feinbearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, auf eine schaltbare Kupplungseinrichtung, die in einer solchen Feinbearbeitungsmaschine verwendet werden kann, sowie auf ein Bearbeitungswerkzeug gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 16.The invention relates to a fining machine having the features of the preamble of claim 1, to a switchable coupling device which can be used in such a finishing machine, and to a machining tool according to the preamble of claim 16.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Feinbearbeitungsmaschinen, die als Honmaschinen konfiguriert sind oder bei Verwendung entsprechender Bearbeitungswerkzeuge für eine Honbearbeitung genutzt werden können. Solche Feinbearbeitungsmaschinen können vor allem für die Feinbearbeitung von im Wesentlichen zylindrischen Gleitlagerflächen in Bauteilen für den Motorenbau eingesetzt werden, insbesondere für die Bearbeitung von Zylinderlaufflächen eines Motorblockes oder die Bearbeitung von Pleueln.A preferred field of application are fine-machining machines which are configured as honing machines or can be used for honing processing when using corresponding processing tools. Such fine-machining machines can be used in particular for the fine machining of substantially cylindrical sliding bearing surfaces in components for engine construction, in particular for the machining of cylinder surfaces of an engine block or the machining of connecting rods.

Stand der TechnikState of the art

Das klassische Honen ist ein spanabtragendes Feinbearbeitungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem vielschneidige Honwerkzeuge eine aus zwei Komponenten bestehende Schnittbewegung ausführen, die zu einer charakteristischen Oberflächenstruktur der bearbeiteten Innenfläche führt, in der Regel mit überkreuzten Bearbeitungsspuren. Durch Honen sind endbearbeitete Oberflächen herstellbar, die extrem hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen sowie hinsichtlich der Oberflächenstruktur genügen. Dementsprechend werden beispielsweise beim Motorenbau Zylinderlaufflächen, d. h. Innenflächen von Zylinderbohrungen in einem Motorblock oder in einer in einen Motorblock einzubauenden Zylinderhülse, und Lagerflächen für Wellen einer Honbearbeitung unterzogen.Classic honing is a chip-removing finishing process with geometrically indefinite cutting edges, in which multi-bladed honing tools carry out a two-part cutting movement that leads to a characteristic surface structure of the machined inner surface, usually with crossed machining marks. By honing finished surfaces can be produced, which meet extremely high requirements in terms of dimensional and form tolerances and in terms of the surface structure. Accordingly, for example, in engine construction cylinder surfaces, d. H. Inner surfaces of cylinder bores in an engine block or in a cylinder sleeve to be installed in an engine block, and bearing surfaces for waves honing processed.

Beim klassischen Honen werden expandierbare Honwerkzeuge mit während des Honens radial zustellbaren Schneidgruppen verwendet, um durch eine Vielzahl von Hüben allmählich das gewünschte Sollmaß der Bohrung zu erreichen.In classical honing, expandable honing tools are used with radially deliverable cutting groups during honing to gradually achieve the desired dimension of the bore by a plurality of strokes.

Zur Vorbereitung der zu bearbeitenden Werkstücke für das Honen kann den Honoperationen eine Vorbearbeitung durch Feinbohren vorgeschaltet sein, die manchmal auch als Feindrehen oder Feinspindeln bezeichnet wird. Das Feinbohren wird in der Regel ebenfalls zu den Feinbearbeitungsverfahren gezählt. Neben Feinbohrwerkzeugen mit fest eingestellter Schneide kommen auch Feinbohrwerkzeuge mit radial zustellbarer Schneide zum Einsatz.To prepare the workpieces to be machined for honing, the honing operations may be preceded by pre-machining by fine boring, sometimes referred to as fine turning or fine spindles. Fine boring is usually also counted among the finishing processes. In addition to fine boring tools with a fixed blade, fine boring tools with radially adjustable cutting edges are also used.

Feinbearbeitungsmaschinen, die mit zustellbaren Bearbeitungswerkzeugen arbeiten sollen, haben in der Regel ein maschinenseitiges Zustellsystem, um die Zustellung während des Betriebs kraftabhängig und/oder wegabhängig zu steuern. Gattungsgemäße Feinbearbeitungsmaschinen haben mindestens eine Feinbearbeitungseinheit, die eine Arbeitsspindel aufweist, welche mittels eines Drehantriebs um eine Spindelachse drehbar und mittels eines Hubantriebs parallel zur Spindelachse hin- und her bewegbar ist, wobei in der Arbeitsspindel ein maschinenseitiges Zustellelement angeordnet ist, das mittels eines maschinenseitigen Zustellantriebs parallel zur Spindelachse zustellbar ist.Finishing machines, which are to work with deliverable processing tools, usually have a machine-side delivery system to control the delivery during operation force-dependent and / or path-dependent. Generic finishing machines have at least one fine machining unit having a work spindle which is rotatable about a spindle axis by means of a rotary drive and parallel to the spindle axis by means of a lifting drive, wherein a machine-side feed element is arranged in the work spindle, parallel by means of a machine-side feed drive is deliverable to the spindle axis.

Für viele Bearbeitungsaufgaben reicht es aus, ein Bearbeitungswerkzeug mit einfacher Zustellung bzw. ein einfach aufweitendes Bearbeitungswerkzeug zu verwenden. Solche Bearbeitungswerkzeuge haben einen Werkzeugkörper, der eine einzige radial zur Werkzeugachse zustellbare Werkzeuggruppe trägt, z. B. eine Gruppe von Honleisten, die gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang der Werkzeugkörpers verteilt sind. Diese können gemeinsam über ein einziges zentrales werkzeugseitiges Zustellelement, insbesondere einen Konus oder einen Doppelkonus, radial zugestellt oder rückgestellt werden. In diesem Fall kann auch die Feinbearbeitungseinheit konstruktiv relativ einfach aufgebaut sein, da in der Arbeitsspindel nur ein einziges maschinenseitiges Zustellelement und nur ein einziger zugehöriger Zustellantrieb nötig sind.For many machining tasks, it is sufficient to use a single-feed machining tool or a simple expanding tool. Such processing tools have a tool body that carries a single deliverable radially to the tool axis tool group, z. B. a group of honing stones, which are evenly or non-uniformly distributed over the circumference of the tool body. These can be delivered together or reset radially together via a single central tool-side feed element, in particular a cone or a double cone. In this case, the fine processing unit can be constructed structurally relatively simple, since in the work spindle only a single machine-side feed element and only a single associated feed drive are needed.

Für komplexere Honaufgaben werden dagegen häufig Honwerkzeuge mit Doppelaufweitung (Doppelaufweitwerkzeuge) genutzt. Ein solches Honwerkzeug hat zwei unabhängig voneinander zustellbare Schneidgruppen. Mit derartigen Honwerkzeugen ist es möglich, zwei Honoperationen nacheinander ohne Werkzeugwechsel durchzuführen, beispielsweise eine Vorhonoperation und eine nachgeschaltete Fertighonoperation. Die Feinbearbeitungseinheit hat dementsprechend ein Zustellsystem, das zwei unabhängig voneinander betätigbare Zustelleinrichtungen umfasst. Dabei kann ein erster Zustellantrieb auf eine zentrisch durch die Arbeitsspindel hindurch laufende Zustellstange wirken und diese axial verschieben, während ein zweiter Zustellantrieb auf eine hohle Zustellstange wirkt, die die zentrale Zustellstange umschließt und relativ zu dieser axial verschiebbar ist. Hierdurch ergibt sich maschinenseitig ein komplexerer Aufbau.For more complex honing tasks, honing tools with double widening (double widening tools) are frequently used. Such a honing tool has two independently deliverable cutting groups. With such honing tools, it is possible to carry out two honing operations one after the other without tool change, for example a pre-honing operation and a downstream prefetching operation. The fine processing unit accordingly has a delivery system comprising two independently operable delivery devices. In this case, a first feed drive act on a centric running through the work spindle feed rod and move it axially, while a second Zustellantrieb acts on a hollow feed bar, which surrounds the central feed rod and is axially displaceable relative to this. This results in a more complex structure on the machine side.

Feinbearbeitungseinheiten mit zwei voneinander unabhängigen Zustelleinrichtungen können zur Steuerung unterschiedlichster Bearbeitungswerkzeuge und Prozesse genutzt werden.Fine processing units with two independent feeders can be used to control a wide variety of processing tools and processes.

Die Auslegeschrift DE 12 71 586 A beschreibt ein doppelt-aufweitbares Honwerkzeug mit Honleisten grober Körnung für eine Vorhonbearbeitung und gesondert davon zustellbaren Honleisten feinerer Körnung für eine Fertighonbearbeitung. The layout DE 12 71 586 A describes a double-expandable honing tool with honing stones coarse grain for a pre-honing and separately deliverable honing stones finer grain for a finishing honing.

Die Patentanmeldung DE 40 24 778 A1 zeigt ein Bearbeitungswerkzeug mit zwei unabhängig voneinander radial zur Werkzeugachse zustellbaren Werkzeuggruppen, wobei eine der Werkzeuggruppen Honleisten für einen spanabhebenden Materialabtrag aufweist, während die andere Werkzeuggruppe Messleisten als Teil eines pneumatischen Durchmessermesssystems aufweist. Es handelt sich also um ein Honwerkzeug, das gleichzeitig auch als Messdorn genutzt werden kann.The patent application DE 40 24 778 A1 shows a machining tool with two independently deliverable radially to the tool axis tool groups, one of the tool groups has honing stones for a cutting material removal, while the other tool group comprises measuring strips as part of a pneumatic diameter measuring system. It is therefore a honing tool that can also be used as a measuring pin at the same time.

Die DE 10 2009 033 528 A1 beschreibt ein Kombinationswerkzeug für die Feinbearbeitung von Bohrungen in Werkstücken, welches ebenfalls zwei unabhängig voneinander radial zustellbare Werkzeuggruppen trägt. Eine der Werkzeuggruppen umfasst radial zustellbare Honleisten für die Honbearbeitung eines zylindrischen Bohrungsabschnitts. Die andere Werkzeuggruppe kann durch radiale Zustellung zwischen einer Neutralstellung ohne Arbeitseingriff am Werkstück und einer Arbeitsstellung mit Bearbeitungseingriff am Werkstück bewegt werden und dient dazu, einen Bohrungsabschnitt mit einer von der Zylinderform abweichenden Form zu bearbeiten. Dazu kann ein Werkzeugelement mit geometrisch bestimmter Schneide vorgesehen sein. Das Kombinationswerkzeug kann z. B. zum kombinierten Honen und Anfasen einer Bohrung verwendet werden.The DE 10 2009 033 528 A1 describes a combination tool for the fine machining of holes in workpieces, which also carries two independently radially deliverable tool groups. One of the tool groups comprises radially deliverable honing stones for honing a cylindrical bore section. The other tool group can be moved by radial feed between a neutral position without working engagement on the workpiece and a working position with machining engagement on the workpiece and serves to edit a bore portion having a different shape from the cylindrical shape. For this purpose, a tool element can be provided with geometrically defined cutting edge. The combination tool can, for. B. for combined honing and chamfering a hole can be used.

Die EP 1 790 435 A1 zeigt zum Formhonen geeignete, doppelt aufweitbare Honwerkzeuge, bei denen eine radial zustellbare Werkzeuggruppe Honleisten und die andere radial zustellbare Werkzeuggruppe nicht-schneidende Führungsleisten aufweist. Die DE 10 2007 063 567 A1 zeigt ebenfalls ein doppelt aufweitbares Honwerkzeug zum Formhonen.The EP 1 790 435 A1 shows mold honing suitable, double-expandable honing tools, in which a radially deliverable tool group honing stones and the other radially deliverable tool group non-cutting guide rails. The DE 10 2007 063 567 A1 also shows a double expandable Hon honing tool.

Die DE 28 38 948 A1 zeigt ein Honwerkzeug mit wenigstens zwei Sätze von Honleisten. Im Werkzeugkörper ist ein einziger axial bewegbarer Aufweitkörper mit Schrägflächen vorgesehen, der in verschiedene Drehstellungen drehbar ist, um je nach Drehstellung unterschiedliche Sätze von Honleisten radial zuzustellen.The DE 28 38 948 A1 shows a honing tool with at least two sets of honing stones. In the tool body, a single axially movable Aufweitkörper is provided with inclined surfaces, which is rotatable in different rotational positions to deliver depending on the rotational position different sets of honing stones radially.

Die DE 25 06 243 A1 zeigt ein Honwerkzeug mit einem drehbaren Aufweitkörper, der durch Drehung um die Werkzeugachse eine radiale Zustellung von Honleisten bewirkt.The DE 25 06 243 A1 shows a honing tool with a rotatable Aufweitkörper which causes by rotation about the tool axis radial delivery of honing stones.

Das Patent US 3 369 330 A zeigt ein doppelt-aufweitbares Honwerkzeug, in dessen Innerem ein Aufweitelement angeordnet ist, welches durch Drehung wahlweise in Eingriff mit einer Gruppe von Honleisten oder einer anderen Gruppe von Honleisten gebracht werden kann.The patent US 3,369,330 A. shows a double-expandable honing tool, in the interior of which an expansion element is arranged, which can be brought by rotation selectively engaged with a group of honing stones or another group of honing stones.

Die DE 24 50 686 A1 zeigt ein doppelt-aufweitbares Honwerkzeug mit einem einzigen axial verschiebbaren Zustellelement in Form eines in zwei Richtungen axial verschiebbaren Zustellkörpers, der durch einander entgegengesetzt gerichtete Schrägflächen wahlweise auf eine Gruppe von Honleisten oder die andere Gruppe von Honleisten wirkt.The DE 24 50 686 A1 shows a double-expandable honing tool with a single axially displaceable feed element in the form of a two-way axially displaceable feed body, which acts by oppositely directed inclined surfaces selectively on one group of honing stones or the other group of honing stones.

Die deutsche Auslegeschrift DE 611 983 A zeigt ein Honwerkzeug mit einem Stellkonus, durch dessen axiale Bewegung zwei radial verschiebbare Schleifbackengruppen zur Grob- und Feinbearbeitung zustellbar sind, die sowohl zeitgleich also auch nacheinander zwangsläufig und gleichviel zugestellt werden können.The German Auslegeschrift DE 611 983 A shows a honing tool with a setting cone, through the axial movement of two radially displaceable sanding jaw groups for coarse and fine machining are deliverable, which can be delivered both simultaneously and successively inevitably and the same amount.

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Feinbearbeitungsmaschine der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die im Aufbau einfach und robust ist und für eine Vielzahl von gegebenenfalls komplexen Feinbearbeitungsprozessen genutzt werden kann. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Kupplungseinrichtung bereitzustellen, die es erlaubt, konventionelle Feinbearbeitungsmaschinen auf einfache Weise für komplexe Feinbearbeitungsaufgaben umzurüsten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bearbeitungswerkzeug bereitzustellen, bei dessen Nutzung eine relativ einfach aufgebaute Feinbearbeitungsmaschine für eine Vielzahl von gegebenenfalls komplexen Feinbearbeitungsprozessen genutzt werden kann.It is an object of the invention to provide a finishing machine of the type mentioned, which is simple in structure and robust and can be used for a variety of possibly complex finishing processes. It is a further object of the invention to provide a coupling device that allows conventional finishing machines to be easily converted for complex finishing operations. A further object of the invention is to provide a machining tool, in the use of which a relatively simply constructed fine-machining machine can be used for a large number of possibly complex finishing processes.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Feinbearbeitungsmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin werden eine schaltbare Kupplungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 14 sowie ein Bearbeitungswerkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 16 bereitgestellt.To achieve this object, the invention provides a finishing machine having the features of claim 1. Furthermore, a switchable coupling device with the features of claim 14 and a machining tool with the features of claim 16 are provided.

Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.The wording of all claims is incorporated herein by reference.

Bei einer erfindungsgemäß konfigurierten Feinbearbeitungsmaschine ist das von der Arbeitsspindel getragene Bearbeitungswerkzeug ein mehrfach zustellbares Bearbeitungswerkzeug, insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug, das eine doppelte Aufweitung erlaubt. Hierzu hat das Bearbeitungswerkzeug einen um eine Werkzeugachse drehbaren Werkzeugkörper, der zwei unabhängig voneinander radial zur Werkzeugachse zustellbare Werkzeuggruppen trägt. In dem Werkzeugkörper ist dazu ein parallel zur Werkzeugachse bewegliches erstes werkzeugseitiges Zustellelement zur Zustellung der ersten Werkzeuggruppe und ein unabhängig vom ersten werkzeugseitigen Zustellelement parallel zur Werkzeugachse bewegliches zweites werkzeugseitiges Zustellelement zur Zustellung der zweiten Werkzeuggruppe angeordnet. Die erste Werkzeuggruppe hat dabei mindestens ein an dem Werkzeugkörper beweglich angebrachtes erstes Werkzeugelement, während die zweite Werkzeuggruppe mindestens ein an dem Werkzeugkörper beweglich angebrachtes zweites Werkzeugelement aufweist. In der Regel hat eine Werkzeuggruppe zwei oder mehr zeitgleich bzw. gemeinsam zustellbare Werkzeugelemente. Es gibt auch Werkzeuggruppen mit nur einem einzigen zustellbaren Werkzeugelement.In a fining machine configured according to the invention, the machining tool borne by the work spindle is a multi-deliverable machining tool, in particular a machining tool which permits a double widening. For this purpose, the machining tool has a tool body which can be rotated about a tool axis and which carries two tool groups which can be delivered radially to the tool axis independently of one another. In the tool body to a parallel to the tool axis movable first tool-side feed element for delivery the first tool group and arranged independently of the first tool-side feed element parallel to the tool axis second tool-side feed element for the delivery of the second tool group. The first tool group has at least one first tool element movably mounted on the tool body, while the second tool group has at least one second tool element movably mounted on the tool body. As a rule, one tool group has two or more simultaneously deliverable tool elements. There are also tool groups with only one deliverable tool element.

Bei mindestens einer der Werkzeuggruppen ist mindestens ein Werkzeugelement zur materialabtragenden und/oder materialverändernden Feinbearbeitung an der Innenfläche der Bohrung vorgesehen.In at least one of the tool groups at least one tool element for material-removing and / or material-changing fine machining on the inner surface of the bore is provided.

Insbesondere kann mindestens eine der Werkzeuggruppen Feinbearbeitungselemente in Form von Honsteinen oder Honleisten aufweisen, so dass das Bearbeitungswerkzeug für eine Honbearbeitung genutzt werden kann. In solchen Fällen ist das Bearbeitungswerkzeug ein Honwerkzeug, bei dem mindestens eine der Werkzeuggruppen Schneidkörper mit geometrisch unbestimmten Schneiden aufweist.In particular, at least one of the tool groups can have fine machining elements in the form of honing stones or honing stones, so that the machining tool can be used for honing machining. In such cases, the machining tool is a honing tool in which at least one of the tool groups has cutting bodies with geometrically indefinite cutting edges.

Ein Bearbeitungswerkzeug, welches in mindestens einer Konfiguration für eine Honbearbeitung genutzt werden kann, wird im Folgenden als „Honwerkzeug” bezeichnet. Mit manchen Honwerkzeugen können z. B. zusätzlich auch andere Bearbeitungsoperationen (z. B. Bürsten, Entgraten, Anfasen etc.) oder Arbeitsoperationen (z. B. Messen) durchgeführt werden.A machining tool that can be used for honing in at least one configuration is referred to hereafter as a "honing tool". With some hone tools z. B. in addition, other machining operations (eg, brushing, deburring, chamfering, etc.) or work operations (eg, measuring) are performed.

Der Begriff „Honen” soll im Rahmen dieser Anmeldung nicht nur das klassische Honen, sondern auch andere für die Herstellung definierter Oberflächeneigenschaften verwendete Endbearbeitungsverfahren umfassen, insbesondere die Oberflächenstrukturierung mit Hilfe von Laserstrahlung, die in Verbindung mit klassischen Honoperationen genutzt werden kann, das Bürsten von Oberflächen und/oder die Umwandlung oberflächennaher Bereiche mittels Laserstrahl, ebenfalls ggf. in Kombination mit einer oder mehreren klassischen Honoperationen.For the purposes of this application, the term "honing" is intended to encompass not only classical honing, but also other finishing processes used for the production of defined surface properties, in particular the surface structuring with the aid of laser radiation, which can be used in conjunction with classical honing operations, the brushing of surfaces and / or the conversion of near-surface areas by means of a laser beam, likewise possibly in combination with one or more classical honing operations.

Die Feinbearbeitungsmaschine ist gekennzeichnet durch eine schaltbare Kupplungseinrichtung, die zwischen einer ersten Kupplungskonfiguration und einer zweiten Kupplungskonfiguration umschaltbar ist, wobei in der ersten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement mit dem ersten werkzeugseitigen Zustellelement zur Kraftübertragung gekoppelt und das zweite werkzeugseitige Zustellelement von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt und in der zweiten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement mit dem zweiten werkzeugseitigen Zustellelement zur Kraftübertragung gekoppelt und das erste werkzeugseitige Zustellelement von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt ist.The finishing machine is characterized by a switchable coupling device which is switchable between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein coupled in the first coupling configuration, the machine-side feed element with the first tool-side feed element for power transmission and the second tool-side feed element of the machine-side feed element and decoupled in the second coupling configuration, the machine-side feed element coupled to the second tool-side feed element for transmitting power and the first tool-side feed element is decoupled from the machine-side feed element.

Bei der Feinbearbeitungseinheit ist also zwischen dem maschinenseitigen Zustellelement und den (mindestens zwei) werkzeugseitigen Zustellelementen eine schaltbare Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Kopplung des maschinenseitigen Zustellelements mit dem ersten oder dem zweiten werkzeugseitigen Zustellelement vorgesehen.In the case of the fine-machining unit, a switchable coupling device for selectively coupling the machine-side feed element to the first or the second tool-side feed element is thus provided between the machine-side feed element and the (at least two) tool-side feed elements.

Damit ist es möglich, mit einem einzigen maschinenseitigen Zustellelement wahlweise eine von mehreren, insbesondere von zwei unabhängig voneinander zustellbaren Werkzeuggruppen am Bearbeitungswerkzeug während einer Arbeitsoperation gemäß einem vorgebbaren Zustellprofil kraftabhängig und/oder wegabhängig zuzustellen. Die Umstellung erfolgt mit Hilfe der schaltbaren Kupplungseinrichtung.It is thus possible, with a single machine-side feed element optionally one of several, in particular of two deliverable undeliverable tool groups on the machining tool during a working operation according to a predetermined delivery profile force dependent and / or path dependent. The changeover takes place with the aid of the switchable coupling device.

Ein besonders großer Nutzen ergibt sich bei Ausführungsformen, bei denen in der Arbeitsspindel nur ein einziges maschinenseitiges Zustellelement angeordnet ist. Dieses kann zur Zustellung zweier unterschiedlicher Werkzeuggruppen am Bearbeitungswerkzeug genutzt werden, wobei die Auswahl über die eingestellte Kupplungskonfiguration an der schaltbaren Kupplungseinrichtung erfolgt. Damit können Feinbearbeitungsmaschinen, die eigentlich für eine einfache Aufweitung konstruiert und dementsprechend kostengünstig und robust sind, auch für Arbeitsoperationen genutzt werden, die mit mehrfach aufweitbaren Bearbeitungswerkzeugen realisiert werden können.A particularly great advantage results in embodiments in which only a single machine-side feed element is arranged in the work spindle. This can be used for the delivery of two different tool groups on the machining tool, the selection is made via the set coupling configuration on the switchable coupling device. Finishing machines, which are actually designed for easy expansion and are accordingly inexpensive and robust, can thus also be used for work operations that can be realized with multiply expandable machining tools.

Beispielsweise kann eine mehrstufige materialabtragende Bearbeitung dadurch durchgeführt werden, dass zunächst die Kupplungseinrichtung in die erste Kupplungskonfiguration gestellt ist, so dass die erste der Werkzeuggruppen während einer Operation zugestellt wird, dass danach die Kupplungseinrichtung von der ersten in die zweite Kupplungskonfiguration umgestellt bzw. umgeschaltet wird und dass danach mit dem gleichen Bearbeitungswerkzeug eine unterschiedliche zweite Bearbeitungsoperation mit Hilfe der zweiten Werkzeuggruppe durchgeführt wird. Die Anzahl erforderlicher Bearbeitungswerkzeugwechsel bei komplexeren Feinbearbeitungsoperationen kann damit erheblich reduziert werden.For example, a multi-stage material-removing machining can be carried out by first placing the coupling device in the first coupling configuration so that the first of the tool groups is delivered during an operation, after which the coupling device is switched from the first to the second coupling configuration and that thereafter with the same machining tool, a different second machining operation is performed using the second tool group. The number of machining tool changes required for more complex finishing operations can thus be considerably reduced.

Es wäre auch möglich, die Kupplungseinrichtung an einer Feinbearbeitungsmaschine zu nutzen, in deren Arbeitsspindel zwei maschinenseitige Zustellelemente angeordnet sind. In diesem Fall würde es reichen, nur eines der Zustellelemente für die Zustellung zu betätigen und die Zustellwirkung mittels der schaltbaren Kupplungseinrichtung auf die eine oder andere Werkzeuggruppe zu lenken.It would also be possible to use the coupling device on a finishing machine, in the work spindle two machine-side feed elements are arranged. In this case, it would be enough, only one of the delivery elements for the To operate delivery and to direct the delivery effect by means of the switchable coupling device on one or the other tool group.

Es ist möglich, die Kupplungseinrichtung so zu konstruieren, dass eine Umschaltung mit Hilfe eines gesonderten Umschaltantriebs automatisch bzw. gesteuert über eine Steuereinheit erfolgen kann. Besonders einfach und robust aufgebaute Kupplungseinrichtungen lassen sich dadurch erzielen, dass die Kupplungseinrichtung manuell zwischen der ersten und der zweiten Kupplungskonfiguration umschaltbar ist. Hiermit kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass es in vielen Fällen nicht nötig ist, das Bearbeitungswerkzeug während des Betriebs zwischen den verschiedenen Bearbeitungskonfigurationen umzustellen. Mit Hilfe einer manuellen Kupplungseinrichtung ist eine besonders einfache und kostengünstige Umrüstung herkömmlicher Feinbearbeitungsmaschinen zu erfindungsgemäßen Feinbearbeitungsmaschinen möglich.It is possible to design the coupling device so that a changeover by means of a separate changeover drive can take place automatically or controlled via a control unit. Particularly simple and robust constructed coupling devices can be achieved, that the coupling device is manually switched between the first and the second coupling configuration. This can take into account the fact that in many cases it is not necessary to change the machining tool during operation between the different machining configurations. With the aid of a manual coupling device, a particularly simple and cost-effective conversion of conventional fine-machining machines to fine-machining machines according to the invention is possible.

Zur Umstellung der Kupplungseinrichtung können Schiebeelemente oder andere translatorisch betätigbare Betätigungselemente vorgesehen sein. Besonders günstig ist es in vielen Fällen, wenn die Kupplungseinrichtung ein Betätigungselement aufweist, das zur Umstellung zwischen der ersten und der zweiten Kupplungskonfiguration relativ zu einem Kupplungskörper drehbar ist. Die Drehung kann um die Kupplungsachse oder um eine andere, ggf. senkrecht dazu verlaufende Achse erfolgen. Hierdurch ist eine äußerst einfache manuelle Bedienung möglich, da die Kraft zum Drehen des Betätigungselementes von einem Bediener mit einer Hand leicht aufgebracht werden kann, während die andere Hand zum Festhalten der Arbeitsspindel oder für andere Tätigkeiten genutzt werden kann.To change the coupling device sliding elements or other translationally actuated actuators can be provided. It is particularly favorable in many cases when the coupling device has an actuating element which is rotatable relative to a coupling body for the changeover between the first and the second coupling configuration. The rotation can take place about the coupling axis or about another, possibly perpendicular thereto extending axis. As a result, an extremely simple manual operation is possible because the force for rotating the actuator can be easily applied by an operator with one hand, while the other hand can be used to hold the work spindle or other activities.

Um zu verhindern, dass es während des Betriebs der mit Kupplungseinrichtung ausgestatteten Feinbearbeitungseinheit zu einer ungewollten Umschaltung kommt, ist bei bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass die Kupplungseinrichtung in der ersten und der zweiten Kupplungskonfiguration arretierbar ist. Die Arretierung muss erst bewusst gelöst werden, bevor eine Umschaltung zwischen den Kupplungskonfigurationen erfolgen kann.In order to prevent an unwanted switching occurring during operation of the fine-machining unit equipped with coupling device, it is provided in preferred embodiments that the coupling device can be locked in the first and the second coupling configuration. The lock must first be deliberately released before switching between the coupling configurations can take place.

Für die schaltbare Kupplungseinrichtung sind zahlreiche konstruktive Varianten möglich. Funktionssichere, robuste Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass die Kupplungseinrichtung einen Kupplungskörper hat, der ein maschinenseitiges Ende und ein werkzeugseitiges Ende hat und eine zwischen diesen Enden verlaufende Kupplungsachse definiert. In dem Kupplungskörper ist ein maschinenseitiges Kupplungselement axial, d. h. parallel zur Kupplungsachse verschiebbar geführt. Weiterhin sind in dem Kupplungskörper ein axial verschiebbar geführtes erstes werkzeugseitiges Kupplungselement und ein axial verschiebbar geführtes zweites werkzeugseitiges Kupplungselement vorgesehen, wobei diese werkzeugseitigen Kupplungselemente unabhängig voneinander verschiebbar sind. Die Kupplungseinrichtung ist zwischen einer ersten Kupplungskonfiguration und einer zweiten Kupplungskonfiguration umschaltbar, wobei in der ersten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Kupplungselement mit dem ersten werkzeugseitigen Kupplungselement zur Kraftübertragung gekoppelt und das zweite werkzeugseitige Kupplungselement von dem maschinenseitigen Kupplungselement entkoppelt und in der zweiten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Kupplungselement mit dem zweiten werkzeugseitigen Kupplungselement zur Kraftübertragung gekoppelt und das erste werkzeugseitige Kupplungselement von dem maschinenseitigen Kupplungselement entkoppelt ist.For the switchable coupling device numerous structural variants are possible. Functionally reliable, robust embodiments are characterized in that the coupling device has a coupling body which has a machine-side end and a tool-side end and defines a coupling axis extending between these ends. In the coupling body is a machine-side coupling element axially, d. H. Slidably guided parallel to the coupling axis. Furthermore, an axially displaceably guided first tool-side coupling element and an axially displaceably guided second tool-side coupling element are provided in the coupling body, said tool-side coupling elements are independently displaceable. The coupling device is switchable between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein in the first coupling configuration the machine-side coupling element is coupled with the first tool-side coupling element for power transmission and the second tool-side coupling element is decoupled from the machine-side coupling element and in the second coupling configuration the machine-side coupling element with the second coupling element coupled coupling element for power transmission and the first tool-side coupling element is decoupled from the machine-side coupling element.

Vorzugsweise werden ausschließlich axiale Kräfte übertragen, eine Drehmomentübertragung ist nicht erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen.Preferably, only axial forces are transmitted, a torque transmission is not required and preferably not provided.

Bei manchen Ausführungsformen ist die Kupplungseinrichtung nach Art einer Antriebsstange bzw. nach Art eines Verbindungselementes aufgebaut, welches als gesonderte Baueinheit vorliegt, die ohne großen Aufwand zwischen der Arbeitsspindel und dem Bearbeitungswerkzeug eingefügt werden kann, um die Umschaltmöglichkeit zu schaffen. Gemäß einem Aspekt der Erfindung betrifft diese daher auch eine solche Kupplungseinrichtung.In some embodiments, the coupling device is constructed in the manner of a drive rod or in the manner of a connecting element, which is present as a separate unit that can be inserted between the work spindle and the machining tool without much effort to create the switchover. According to one aspect of the invention, therefore, this also relates to such a coupling device.

In diesem Fall hat die Kupplungseinrichtung ein maschinenseitiges Ende und ein werkzeugseitiges Ende, wobei an dem maschinenseitigen Ende eine maschinenseitige Kupplungsstruktur zum Kuppeln der Kupplungseinrichtung an die Arbeitsspindel und an dem werkzeugseitigen Ende eine werkzeugseitige Kupplungsstruktur zum Kuppeln der Kupplungseinrichtung an ein Bearbeitungswerkzeug vorgesehen ist. Die maschinenseitige Kupplungsstruktur kann beispielsweise als Teil einer Bajonettverbindung oder als Teil einer Schraubverbindung oder als Teil einer Flanschverbindung ausgestaltet sein. Die werkzeugseitige Kupplungsstruktur kann ebenfalls als Teil einer Bajonettverbindung oder als Teil einer Schraub- oder Flanschverbindung ausgestaltet sein.In this case, the coupling device has a machine-side end and a tool-side end, wherein on the machine side end a machine-side coupling structure for coupling the coupling device to the work spindle and the tool-side end is provided a tool-side coupling structure for coupling the coupling device to a machining tool. The machine-side coupling structure can be configured, for example, as part of a bayonet connection or as part of a screw connection or as part of a flange connection. The tool-side coupling structure may also be configured as part of a bayonet connection or as part of a screw or flange connection.

Die schaltbare Kupplungseinrichtung kann eine starre Verbindung zwischen Arbeitsspindel und Bearbeitungswerkzeug schaffen. Insbesondere bei der Durchführung von Honoperationen ist es jedoch häufig gewünscht, dass das in der Bohrung hin- und herbewegte Honwerkzeug der Bohrung folgen kann, ohne dass einseitige Zwangskräfte eine ungleichmäßige Honbearbeitung verursachen. Insbesondere für solche Fälle sind Ausführungsformen vorteilhaft, bei denen zwischen dem maschinenseitigen Ende und dem werkzeugseitigen Ende ein Gelenk angeordnet ist. Es kann sich beispielsweise um ein Kreuzgelenk oder um ein Kugelgelenk handeln. Auf diese Weise wird eine in sich gelenkige Kupplungseinrichtung geschaffen.The switchable coupling device can create a rigid connection between the work spindle and the machining tool. In particular, when performing honing operations, however, it is often desired that the honing tool reciprocating in the bore can follow the bore without unilateral constraining forces causing uneven honing. Especially for Such cases are advantageous embodiments in which a joint is arranged between the machine-side end and the tool-side end. It may be, for example, a universal joint or a ball joint. In this way, an inherently articulated coupling device is created.

Es ist auch möglich, dass die Kupplungseinrichtung in das Bearbeitungswerkzeug integriert ist. Gemäß einem Aspekt der Erfindung betrifft diese daher auch ein solches Bearbeitungswerkzeug. In diesem Fall kann der Kupplungskörper durch den Werkzeugkörper gebildet werden bzw. mit diesem identisch sein. Es ist auch möglich, dass der Kupplungskörper fest oder gelenkig mit dem Werkzeugkörper verbunden ist. Weiterhin kann ein werkzeugseitiges Kupplungselement der Kupplungseinrichtung identisch mit einem werkzeugseitigen Zustellelement sein. Mindestens ein werkzeugseitiges Kupplungselement kann also beispielsweise einen Abschnitt haben, der als Konus oder Doppelkonus ausgebildet ist oder eine andere Schrägfläche hat, die nach Art einen Keils wirkt, um bei axialer Bewegung unmittelbar eine radiale Bewegung eines mit korrespondierender Schrägfläche versehenen Werkzeugelements zu bewirken. Es ist auch möglich, dass ein werkzeugseitiges Kupplungselement mit einem werkzeugseitigen Zustellelement des Bearbeitungswerkzeugs z. B. mittels Schrauben fest mit diesem verbunden ist.It is also possible that the coupling device is integrated in the machining tool. According to one aspect of the invention, therefore, this also relates to such a machining tool. In this case, the coupling body may be formed by the tool body or be identical to this. It is also possible that the coupling body is fixed or hinged to the tool body. Furthermore, a tool-side coupling element of the coupling device may be identical to a tool-side feed element. Thus, for example, at least one tool-side coupling element can have a section that is configured as a cone or a double cone or has another inclined surface that acts in the manner of a wedge to directly effect a radial movement of a tool element provided with a corresponding oblique surface during axial movement. It is also possible that a tool-side coupling element with a tool-side feed element of the machining tool z. B. is firmly connected by means of screws with this.

Die Umschaltmöglichkeit zwischen den Kupplungskonfigurationen kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Vorzugsweise ist das maschinenseitige Kupplungselement um eine Kupplungsachse drehbar und das erste und das zweite werkzeugseitige Kupplungselement sind drehfest in dem Kupplungskörper angeordnet. Die Ausgestaltung ist dann so getroffen, dass durch die Drehstellung des maschinenseitigen Kupplungselementes festgelegt wird, ob das maschinenseitige Kupplungselement die Zustellkraft auf das erste oder das zweite werkzeugseitige Kupplungselement übertragen kann.The possibility of switching between the coupling configurations can be realized in different ways. Preferably, the machine-side coupling element is rotatable about a coupling axis and the first and the second tool-side coupling element are rotatably disposed in the coupling body. The embodiment is then made such that it is determined by the rotational position of the machine-side coupling element, whether the machine-side coupling element can transmit the feed force to the first or the second tool-side coupling element.

Bei einer Ausführungsform sind das erste und das zweite werkzeugseitige Kupplungselement koaxial zueinander ineinander liegend angeordnet, wobei beispielsweise das erste werkzeugseitige Kupplungselement einen Abschnitt mit einer zylindrischen Außenkontur und das zweite werkzeugseitige Kupplungselement einen hülsenförmigen Abschnitt mit einer zylindrischen Innenkontur haben kann, die als Führungsfläche für die zylindrische Außenkontur des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements dient. Das außen liegende zweite werkzeugseitige Kupplungselement kann ebenfalls einen Abschnitt mit einer zylindrischen Außenkontur haben, so dass es in einer zylindrischen Innenkontur eines Führungselementes axial beweglich und spielfrei geführt werden kann.In one embodiment, the first and the second tool-side coupling element are arranged coaxially with one another, wherein, for example, the first tool-side coupling element can have a section with a cylindrical outer contour and the second tool-side coupling element a sleeve-shaped portion with a cylindrical inner contour, which serves as a guide surface for the cylindrical Outer contour of the first tool-side coupling element is used. The outer second tool-side coupling element can likewise have a section with a cylindrical outer contour, so that it can be guided axially movably and without play in a cylindrical inner contour of a guide element.

Bei einer Ausführungsform hat das maschinenseitige Kupplungselement an seinem den werkzeugseitigen Kupplungselementen zugewandten Ende einen diametral verlaufenden Eingriffssteg, also einen stegförmigen Eingriffsabschnitt, während das erste und das zweite werkzeugseitige Kupplungselement jeweils an der dem maschinenseitigen Kupplungselement zugewandten Seite einen diametralen Eingriffsschlitz, also einen schlitzförmigen Eingriffsabschnitt, aufweisen, wobei die Eingriffsschlitze schräg, insbesondere senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Die Eingriffsschlitze sollten etwas breiter als der Eingriffssteg sein, so dass dieser bei richtiger Orientierung der Kupplungselemente zueinander ohne Kollision mit etwas Spiel in den jeweiligen Eingriffsschlitz eintauchen kann. Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass eine axiale Kraftübertragung zwischen dem maschinenseitigen Kupplungselement und einem werkzeugseitigen Kupplungselement nur dann erfolgen kann, wenn der stegförmige Eingriffsabschnitt nicht parallel zum jeweiligen Eingriffsschlitz liegt, sondern quer, insbesondere senkrecht dazu ausgerichtet ist und den Schlitz überbrückt. In diesem Fall kann der stegförmige Eingriffsabschnitt auf die Stirnseite des entsprechenden werkzeugseitigen Kupplungselements gedrückt werden, so dass eine axiale Kraftübertragung stattfinden kann. Für das jeweils andere werkzeugseitige Kupplungselement verläuft der stegförmige Eingriffsabschnitt dann parallel zum zugehörigen Eingriffsschlitz, so dass der stegförmige Eingriffsabschnitt ohne Kraftübertragung in den Eingriffsschlitz eintauchen kann.In one embodiment, the machine-side coupling element has at its end facing the tool-side coupling elements a diametrically extending engagement ridge, ie a ridge-shaped engagement portion, while the first and the second tool-side coupling element respectively on the machine side coupling element side facing a diametrical engagement slot, ie a slot-shaped engagement portion having , wherein the engagement slots are aligned obliquely, in particular perpendicular to each other. The engagement slots should be slightly wider than the engagement bar, so that it can dive into each other with proper orientation of the coupling elements without colliding with some play in the respective engagement slot. The arrangement is made such that an axial force transmission between the machine-side coupling element and a tool-side coupling element can only take place when the web-shaped engagement portion is not parallel to the respective engagement slot, but is transverse, in particular aligned perpendicular thereto and bridges the slot. In this case, the web-shaped engagement portion can be pressed onto the end face of the corresponding tool-side coupling element, so that an axial force transmission can take place. For the respective other tool-side coupling element, the web-shaped engagement section then runs parallel to the associated engagement slot, so that the web-shaped engagement section can dip into the engagement slot without force transmission.

Über diese Anordnung ist eine wahlweise axiale Kraftübertragung vom axial verschiebbaren maschinenseitigen Kupplungselement zu einem der beiden werkzeugseitigen Kupplungselemente möglich. Eine Drehmomentübertragung ist weder notwendig noch vorgesehen.About this arrangement, an optional axial power transmission from the axially displaceable machine-side coupling element to one of the two tool-side coupling elements is possible. A torque transmission is neither necessary nor provided.

Die Feinbearbeitungsmaschine kann eine speziell für das Honen konfigurierte Honmaschine sein. Es kann sich auch um eine Feinbohrmaschine mit Zustellsystem handeln. Die Erfindung ist auch bei Bearbeitungszentren nutzbar, sofern in der Arbeitsspindel mindestens ein maschinenseitiges Zustellelement vorhanden ist.The finishing machine may be a honing machine specially configured for honing. It can also be a precision boring machine with delivery system. The invention can also be used in machining centers, provided that at least one machine-side feed element is present in the work spindle.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.These and other features will become apparent from the claims but also from the description and drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous and protectable Can represent versions. embodiments The invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail below.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Honmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 shows a schematic view of a honing machine according to an embodiment of the invention;

2 zeigt einen Längsschnitt durch eine schaltbare Kupplungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 shows a longitudinal section through a switchable coupling device according to an embodiment of the invention;

3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht der Kupplungseinrichtung aus 2; 3 shows an oblique perspective view of the coupling device 2 ;

4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht von Kupplungselementen der Kupplungseinrichtung aus 2; und 4 shows an oblique perspective view of coupling elements of the coupling device 2 ; and

5 zeigt ein doppelt aufweitbares Honwerkzeug mit einer integrierten schaltbaren Kupplungseinrichtung. 5 shows a double expandable honing tool with an integrated switchable coupling device.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENPREFERRED EMBODIMENTS

In 1 ist eine schematische Ansicht eines Teils einer Feinbearbeitungsmaschine in Form einer Honmaschine 100 gezeigt. Die Honmaschine hat mehrere Honeinheiten, wovon in 1 eine Honeinheit 110 dargestellt ist. Ein aktuell zu bearbeitendes Werkstück 120 mit zylindrischer Bohrung 122 ist unterhalb der Honeinheit auf einer Werkstückhaltevorrichtung fest aufgespannt.In 1 is a schematic view of a part of a finishing machine in the form of a honing machine 100 shown. The honing machine has several honing units, of which in 1 a honing unit 110 is shown. A currently machined workpiece 120 with cylindrical bore 122 is firmly clamped below the honing unit on a workpiece holding device.

Die Honeinheit 110 hat einen von einer Trägerstruktur getragenen Spindelkasten 112, der als Lagerung für die Honspindel 114 dient, die mit vertikaler Spindelachse 116 im Spindelkasten geführt ist. Die Drehung der Honspindel um die Spindelachse wird durch einen Drehantrieb bewirkt, der am Spindelkasten angebracht ist und z. B. über einen Kettentrieb auf die Honspindel wirkt. Ein mit dem Spindelkasten 112 konstruktiv verbundener Hubantrieb bewirkt die parallel zur Spindelachse 116 verlaufenden Vertikalbewegungen der Honspindel beim Einführen des später noch erläuterten Honwerkzeugs 190 in die zu bearbeitende Bohrung 122 bzw. beim Herausziehen des Honwerkzeugs aus dieser Bohrung. Außerdem kann der Hubantrieb während der Honbearbeitung so angesteuert werden, dass das Honwerkzeug innerhalb der Bohrung des Werkstücks eine vertikale Hin- und Herbewegung entsprechend der gewünschten Honparameter ausführt.The honing unit 110 has a headstock carried by a support structure 112 , which serves as storage for the honing spindle 114 serves with the vertical spindle axis 116 is guided in the headstock. The rotation of the honing spindle about the spindle axis is effected by a rotary drive which is mounted on the headstock and z. B. acts on the honing spindle via a chain drive. One with the headstock 112 structurally connected lifting drive causes the parallel to the spindle axis 116 extending vertical movements of the honing spindle during insertion of the later explained honing tool 190 into the hole to be machined 122 or when removing the honing tool from this hole. In addition, the lifting drive can be controlled during the honing process so that the honing tool within the bore of the workpiece performs a vertical reciprocating motion according to the desired honing parameters.

Das Honwerkzeug 190 hat zwei unabhängig voneinander radial zustellbare Schneidgruppen 192, 194, ist also ein doppelt aufweitbares Honwerkzeug. Die erste Schneidgruppe 192 hat mehrere relativ lange Honleisten, deren Länge so bemessen ist, dass damit in einer ersten Honoperation die gesamte Bohrungslänge bearbeitet werden kann. Die zweite Schneidgruppe 194 hat bei dem Ausführungsbeispiel relativ kurze, spindelnah angebrachte Honleisten, die dazu dienen, danach in einer zweiten Honoperation einen relativ schmalen Streifen in der Nähe des oberen Bohrungsrandes zu bearbeiten. Bei anderen Ausführungsformen können die Honleisten der ersten und der zweiten Schneidgruppe auch gleiche oder nahezu gleiche Länge haben. Zur radialen Zustellung während der Honoperationen sind im Werkzeugkörper 191 ein parallel zur Werkzeugachse bewegliches erstes werkzeugseitiges Zustellelement 193 zur Zustellung der ersten Schneidgruppe 192 und ein unabhängig vom ersten werkzeugseitigen Zustellelement parallel zur Werkzeugachse bewegliches zweites werkzeugseitiges Zustellelement 195 zur Zustellung der zweiten Schneidgruppe 194 angeordnet. Das erste Zustellelement ist eine zentrale Stange mit zwei kegelstumpfförmigen Konusabschnitten, das zweite Zustellelement ist im Bereich dieser konischen Abschnitte hülsenförmig und hat an seiner Außenseite einen Konusabschnitt.The honing tool 190 has two independently radially deliverable cutting groups 192 . 194 , so is a double expandable honing tool. The first cutting group 192 has several relatively long honing stones whose length is such that in a first honing operation the entire bore length can be machined. The second cutting group 194 has in the embodiment relatively short, close to the spindle mounted honing stones, which serve to then edit in a second honing operation, a relatively narrow strip near the upper edge of the hole. In other embodiments, the honing stones of the first and second cutting groups may also be equal or nearly equal in length. For radial delivery during honing operations are in the tool body 191 a parallel to the tool axis movable first tool-side feed element 193 for the delivery of the first cutting group 192 and a second tool-side feed element, which is movable independently of the first tool-side feed element, parallel to the tool axis 195 for the delivery of the second cutting group 194 arranged. The first feed element is a central rod with two frustoconical conical sections, the second feed element is sleeve-shaped in the region of these conical sections and has a conical section on its outer side.

Die Honeinheit 110 hat jedoch nur ein einfaches Zustellsystem, das eine einzige hydraulisch oder elektromechanisch betätigbare Zustelleinrichtung hat. Diese Zustelleinrichtung hat einen Zustellantrieb 152 (z. B mit einem Servomotor), der auf eine zentrisch durch die Honspindel hindurch laufende Druckstange 154 wirkt und dieses maschinenseitige Zustellelement axial in Richtung des Werkzeugs oder in Gegenrichtung verschieben kann.The honing unit 110 However, it has only a simple feed system, which has a single hydraulically or electromechanically actuated feed device. This infeed device has a feed drive 152 (For example, with a servomotor), which on a centrally through the honing spindle passing pressure rod 154 acts and this machine-side feed can move axially in the direction of the tool or in the opposite direction.

Mit Hilfe einer manuell umschaltbaren Kupplungseinrichtung 160 kann das maschinenseitige Zustellelement (Druckstange 154) wahlweise zur Zustellung der ersten Schneidgruppe 192 oder der zweiten Schneidgruppe 194 genutzt werden. Hierzu ist die Kupplungseinrichtung zwischen einer ersten Kupplungskonfiguration und einer zweiten Kupplungskonfiguration umschaltbar, wobei in der ersten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement 154 mit dem ersten werkzeugseitigen Zustellelement 193 zur Kraftübertragung gekoppelt und das zweite werkzeugseitige Zustellelement 195 von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt ist und in der zweiten Kupplungskonfiguration das maschinenseitige Zustellelement 154 mit dem zweiten werkzeugseitigen Zustellelement 195 zur Kraftübertragung gekoppelt und das erste werkzeugseitige Zustellelement von dem maschinenseitigen Zustellelement entkoppelt ist.With the help of a manually switchable coupling device 160 can the machine-side feed element (push rod 154 ) optionally for the delivery of the first cutting group 192 or the second cutting group 194 be used. For this purpose, the coupling device can be switched between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein in the first coupling configuration the machine-side feed element 154 with the first tool-side delivery element 193 coupled to the power transmission and the second tool-side feed element 195 is decoupled from the machine-side feed element and in the second coupling configuration, the machine-side feed element 154 with the second tool-side delivery element 195 coupled to the power transmission and the first tool-side feed element is decoupled from the machine-side feed element.

In 2 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer Kupplungseinrichtung 200 gezeigt, die z. B. anstelle der Kupplungseinrichtung 160 in der Honmaschine aus 1, aber auch an andersartigen Feinbearbeitungsmaschinen verwendet werden kann. 3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht. Die vollmechanisch schaltbare Kupplungseinrichtung 200 ist nach Art einer Gelenkstange aufgebaut und dient im eingebauten Zustand als in sich bewegliches Verbindungselement zwischen der Arbeitsspindel 202 einer Feinbearbeitungsmaschine und einem an das werkzeugseitige Ende der Kupplungseinrichtung angekoppelten Bearbeitungswerkzeug 290. Dieses ist mit zwei unabhängigen werkzeuginternen Zustellelementen 293, 295 ausgestattet, um die beiden unabhängig radial zustellbaren Werkzeuggruppen zuzustellen, die hier nicht näher erläutert werden.In 2 is a longitudinal section through an embodiment of a coupling device 200 shown, the z. B. instead of the coupling device 160 in the honing machine 1 but also on different types of finishing machines can be used. 3 shows a diagonal perspective view. The fully mechanically switchable coupling device 200 is constructed in the manner of a joint rod and serves in the installed state as a movable connecting element between the work spindle 202 a finishing machine and a tool coupled to the tool end of the coupling device machining tool 290 , This is with two independent in-tool delivery items 293 . 295 equipped to deliver the two independently radially deliverable tool groups, which are not explained here.

Zentrisch in der Arbeitsspindel 202 verläuft eine axial verschiebbare Druckstange 254, die über einen Zustellantrieb der Feinbearbeitungsmaschine in Richtung des Werkzeugs zugestellt bzw. zurückgezogen werden kann.Centric in the work spindle 202 runs an axially displaceable push rod 254 , which can be delivered or retracted via a feed drive of the finishing machine in the direction of the tool.

Die Kupplungseinrichtung hat einen rohrförmigen Kupplungskörper 210, dessen Mittellängsachse die Kupplungsache 212 definiert. Am maschinenseitigen Ende des Kupplungskörpers ist eine maschinenseitige Kupplungsstruktur 214 zur Ankopplung der Kupplungseinrichtung an das freie Ende einer Arbeitsspindel 202 angebracht. Die Kupplungsstruktur hat ein Innengewinde, das auf ein Außengewinde am Ende der Arbeitsspindel 202 geschraubt werden kann. Zum Festziehen bzw. Lockern sind am Außenumfang der maschinenseitigen Kupplungsstruktur ebene Schlüsselflächen für einen Maulschlüssel vorgesehen.The coupling device has a tubular coupling body 210 whose central longitudinal axis is the clutch axle 212 Are defined. At the machine end of the coupling body is a machine-side coupling structure 214 for coupling the coupling device to the free end of a work spindle 202 appropriate. The coupling structure has an internal thread on an external thread at the end of the work spindle 202 can be screwed. For tightening or loosening flat wrench surfaces are provided for a spanner on the outer circumference of the machine-side coupling structure.

Zwischen der maschinenseitigen Kupplungsstruktur und dem Kupplungskörper 210 ist ein Kreuzgelenk 216 vorgesehen, so dass der Kupplungskörper relativ zur maschinenseitigen Kupplungsstruktur um zwei orthogonale Achsen begrenzt beweglich ist. Am gegenüberliegenden werkzeugseitigen Ende 218 ist eine werkzeugseitige Kupplungsstruktur 220 in Form einer Bajonetthülse mit gewinkelten Schlitzen zum Ankoppeln eines Bearbeitungswerkzeugs mit korrespondierenden Bajonettelementen befestigt.Between the machine-side coupling structure and the coupling body 210 is a universal joint 216 provided so that the coupling body is limited relative to the machine-side coupling structure is limited to two orthogonal axes movable. At the opposite end of the tool 218 is a tool-side coupling structure 220 attached in the form of a bayonet sleeve with angled slots for coupling a machining tool with corresponding bayonet elements.

Im Inneren des Kupplungskörpers ist koaxial mit der Kupplungsachse 212 ein maschinenseitiges Kupplungselement 230 in Form einer zentralen Stange angeordnet. Dieses einstückig gefertigte Element hat von der Maschinenseite zur Werkzeugseite einen zylindrischen Abschnitt 232 mit einer maschinenseitigen sphärischen Kuppe am freien Ende, eine daran anschließende zylindrische Verdickung 234 und einen weiteren, daran anschließenden zylindrischen Abschnitt 236, an dessen freiem Ende ein diametral zur Kupplungsachse verlaufender Eingriffssteg 238 ausgebildet ist, der in 4 besonders gut zu erkennen ist. Der Eingriffssteg 238 hat im Wesentlichen die Form einer planparallelen Platte mit einer Dicke D1 und einer axialen Länge, die etwa dem Durchmesser des zylindrischen Abschnitts 236 entspricht. Die zur ebenen Stirnseite 239 verlaufenden Kanten sind angefast.Inside the coupling body is coaxial with the coupling axis 212 a machine-side coupling element 230 arranged in the form of a central rod. This integrally manufactured element has a cylindrical section from the machine side to the tool side 232 with a machine-side spherical tip at the free end, followed by a cylindrical thickening 234 and another, subsequent cylindrical section 236 , at its free end a diametrically extending to the coupling axis engaging web 238 is trained in 4 is particularly easy to recognize. The engagement bar 238 has substantially the shape of a plane-parallel plate with a thickness D1 and an axial length, which is about the diameter of the cylindrical portion 236 equivalent. The to the flat front side 239 running edges are chamfered.

Das maschinenseitige Kupplungselement 230 ist innerhalb des Kupplungskörpers axial, d. h. parallel zur Kupplungsachse 212 beweglich geführt. Hierzu ist im Bereich des Kreuzgelenks 216 eine maschinenseitige Führungshülse 217 und auf Höhe des Eingriffsstegs 238 eine werkzeugseitige Führungshülse 219 vorgesehen, in denen die zugehörigen zylindrischen Abschnitte des maschinenseitigen Kupplungselements seitenspielfrei geführt sind. Die werkzeugseitige Führungshülse 219 dient gleichzeitig als Gegenlager für eine zwischen dieser Führungshülse 219 und der Verdickung 234 eingefügte Schraubendruckfeder 235, die das maschinenseitige Kupplungselement 230 in die in 2 gezeigte zurückgezogene Stellung vorspannt, in der die maschinenseitige Stirnseite der Verdickung 234 an einem nach innen ragenden Ringsteg des Kupplungskörpers anschlägt.The machine-side coupling element 230 is within the coupling body axially, ie parallel to the coupling axis 212 movably guided. This is in the area of the universal joint 216 a machine-side guide sleeve 217 and at the level of the engagement ridge 238 a tool-side guide sleeve 219 provided, in which the associated cylindrical portions of the machine-side coupling element are guided by the side play. The tool-side guide sleeve 219 serves as an abutment for one between this guide sleeve 219 and the thickening 234 inserted helical compression spring 235 that the machine-side coupling element 230 in the in 2 shown biased retracted position in which the machine side end of the thickening 234 abuts an inwardly projecting annular web of the coupling body.

Zur Umstellung der Kupplungseinrichtung zwischen einer ersten und einer zweiten Kupplungskonfiguration kann das maschinenseitige Kupplungselement 230 manuell um ca. 90° um die Kupplungsachse 212 gedreht werden. Hierzu ist in einer radialen Bohrung der Verdickung 234 ein Radialstift 240 angebracht, der durch ein Fenster 242 im Kupplungskörper 210 hindurch über die Außenkontur des Kupplungskörpers nach außen ragt. Das Fenster 242 erstreckt sich über einen Umfangswinkel von etwa 90° und kann somit in beiden Drehrichtungen als Anschlag für die Drehbewegung fungieren. Jeweils diametral gegenüber den beiden in Umfangsrichtung begrenzend wirkenden Rändern des Fensters sind an der gegenüberliegenden Seite des Kupplungskörpers radial durchgehende Schlitze eingearbeitet, in die das gegenüberliegende Ende des Radialstifts 240 jeweils eingreifen kann, wenn sich der Radialstift in einer seitlichen Anschlagsposition im Fenster 242 befindet. Zur Erleichterung der Betätigung der Kupplungseinrichtung und zur Abdeckung des Fensters 242 und der gegenüberliegenden Schlitze ist eine Betätigungshülse 245 vorgesehen, die den Kupplungskörper im Bereich des Fensters 242 umschließt und die eine radiale Durchgangsbohrung für den Radialstift 240 hat. Die weitere Funktion der Betätigungseinrichtung wird weiter unten noch näher beschrieben.For conversion of the coupling device between a first and a second coupling configuration, the machine-side coupling element 230 manually by approx. 90 ° around the coupling axis 212 to be turned around. This is in a radial bore of the thickening 234 a radial pen 240 attached by a window 242 in the coupling body 210 extends beyond the outer contour of the coupling body to the outside. The window 242 extends over a circumferential angle of about 90 ° and thus can act as a stop for the rotational movement in both directions of rotation. Respectively diametrically opposite the two peripherally delimiting edges of the window radially through slots are incorporated on the opposite side of the coupling body, in which the opposite end of the radial pin 240 each can engage when the radial pin in a lateral stop position in the window 242 located. To facilitate the operation of the coupling device and to cover the window 242 and the opposite slots is an actuating sleeve 245 provided, which the coupling body in the region of the window 242 encloses and the one radial through hole for the radial pin 240 Has. The further function of the actuator will be described below in more detail.

Am werkzeugseitigen Ende ist im Inneren der Kupplungseinrichtung ein Mitnehmerelement 250 befestigt, das mehrere Funktionen hat. Das Mitnehmerelement 250 hat im Wesentlichen die Form einer in ihrem Inneren zylindrischen Hülse, deren werkzeugseitiges Ende eine flanschartige Verbreiterung hat, die bei eingebautem Mitnehmerelement 250 an einen nach innen ragenden Ringvorsprung der Bajonetthülse 220 angreift, so dass bei Befestigung des Mitnehmerelements 250 im Kupplungskörper 212 auch die Bajonetthülse 220 am Kupplungskörper befestigt ist. Das Mitnehmerelement 250 wird drehfest und axial unbeweglich im Kupplungskörper 212 befestigt, indem nach Einführen des Mitnehmerelementes zwei diametral gegenüberliegende Befestigungsstifte 252 durch radiale Bohrungen im Kupplungskörper 210 in entsprechende radiale Bohrungen im Mitnehmerelement 250 eingeführt werden. Am werkzeugseitigen Ende des Mitnehmerelementes ist außen eine zum Werkzeug hin vorspringende Nase 254 (siehe 4) ausgebildet, die bei angekoppeltem Werkzeug in eine entsprechende Ausnehmung des Werkzeugs eingreift und eine Drehmomentübertragung in beide Drehrichtungen sicherstellt.At the tool-side end is a driver element in the interior of the coupling device 250 attached, which has several functions. The driver element 250 has essentially the shape of a cylindrical sleeve in its interior, the tool-side end has a flange-like widening, the built-in driver element 250 to an inwardly projecting annular projection of the bayonet sleeve 220 attacks, so that when fastening the driver element 250 in the coupling body 212 also the bayonet sleeve 220 attached to the coupling body. The driver element 250 is rotationally fixed and axially immovable in the coupling body 212 fastened by after insertion of the driver element two diametrically opposed mounting pins 252 through radial holes in the coupling body 210 in corresponding radial holes in the driver element 250 be introduced. At the tool-side end of the driver element is on the outside a nose projecting towards the tool 254 (please refer 4 ) is formed, which engages with coupled tool in a corresponding recess of the tool and ensures torque transmission in both directions of rotation.

Im Inneren des Mitnehmerelementes 250 sind zwei werkzeugseitige Kupplungselemente angeordnet, die in 4 besonders gut zu erkennen sind. Das erste werkzeugseitige Kupplungselement 260 hat die Form einer massiven zylindrischen Stange, die im eingebauten Zustand zentrisch zur Kupplungsachse liegt. An dem maschinenseitigen Ende, welches dem maschinenseitigen Kupplungselement 230 zugewandt ist, ist ein diametral verlaufender Eingriffsschlitz 262 eingearbeitet, dessen Breite B1 etwas größer als die Dicke D2 des Eingriffsstegs 238 ist, so dass dieser im Wesentlichen ohne Berührungskontakt in den Eingriffsschlitz 262 eingeführt werden kann, wenn der Eingriffsschlitz parallel zum Eingriffssteg 238 orientiert ist. Die in Axialrichtung gemessene Tiefe des Eingriffschlitzes ist so bemessen, dass auch bei maximal eingeführtem ersten maschinenseitigen Kupplungselement 230 die Stirnseite des Eingriffssteges 238 den Boden des Eingriffsschlitzes 262 nicht berührt.Inside the driver element 250 are two tool-side coupling elements arranged in 4 are particularly easy to recognize. The first tool-side coupling element 260 has the shape of a solid cylindrical rod, which is in the installed state centric to the coupling axis. At the machine-side end, which is the machine-side coupling element 230 facing, is a diametrically extending engagement slot 262 incorporated, whose width B1 is slightly larger than the thickness D2 of the engaging ridge 238 is, so that this essentially without touching contact in the engagement slot 262 can be inserted when the engagement slot parallel to the engagement ridge 238 is oriented. The measured in the axial direction depth of the engagement slot is dimensioned so that even with the maximum introduced first machine-side coupling element 230 the front side of the engagement bar 238 the bottom of the engagement slot 262 not touched.

Das zweite werkzeugseitige Kupplungselement 270 hat eine zylindrische Innenkontur und dient als Axialführungselement für das mit zylindrischer Außenkontur versehene erste werkzeugseitig Kupplungselement, welches koaxial dazu angeordnet ist. Das zweite werkzeugseitige Kupplungselement 270 hat an seiner dem maschinenseitigen Kupplungselement 230 zugewandten Ende eine zylindrische Verdickung, in die ein diametraler Eingriffsschlitz 272 eingearbeitet ist, der bezüglich seiner Breite (lichte Weite) und seiner axialen Tiefe im Wesentlichen gleich wie der Eingriffsschlitz 262 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements dimensioniert ist.The second tool-side coupling element 270 has a cylindrical inner contour and serves as an axial guide element for the cylindrical outer contour provided with the first tool-side coupling element, which is arranged coaxially thereto. The second tool-side coupling element 270 has at its the machine-side coupling element 230 facing the end of a cylindrical thickening, in which a diametrical engagement slot 272 is incorporated, with respect to its width (inside width) and its axial depth substantially the same as the engagement slot 262 of the first tool-side coupling element is dimensioned.

Der Eingriffsschlitz 262 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements verläuft senkrecht zum Eingriffsschlitz 272 des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements. Die beiden Kupplungselemente sind relativ zueinander drehfest, eine relative Axialbewegung des ersten gegenüber dem zweiten werkzeugseitigen Kupplungselementes und des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselementes gegenüber dem Mitnehmerelement 250 ist jedoch möglich. Die drehfeste, aber axial bewegliche Verbindung zwischen erstem und zweitem werkzeugseitigen Kupplungselement wird dadurch erreicht, dass am werkzeugseitigen Ende des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements 270 diametral gegenüberliegende Längsschlitze 274 eingearbeitet sind, in die ein Querstift 264 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselementes eingreift. Eine drehfeste Verbindung zwischen dem zweiten werkzeugseitigen Kupplungselement und dem Mitnehmerelement 250 wird dadurch erreicht, dass im Mitnehmerelement diametral gegenüberliegende Längsschlitze vorgesehen sind, in die zwei radial einander gegenüberliegende Querstifte 276 des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements 270 eingreifen. Mithilfe einer Schraubendruckfeder 278, die sich werkzeugseitig am Mitnehmerelement 250 und maschinenseitig am zweiten werkzeugseitigen Kupplungselement abstützt, wird dieses in die in 2 gezeigt zurückgezogene Neutralstellung vorgespannt. Die zentrale Druckstange 260 wird ebenfalls mittels einer Druckfeder vorgespannt.The engagement slot 262 of the first tool-side coupling element is perpendicular to the engagement slot 272 the second tool-side coupling element. The two coupling elements are rotationally fixed relative to each other, a relative axial movement of the first relative to the second tool-side coupling element and the second tool-side coupling element relative to the driver element 250 is possible. The rotationally fixed, but axially movable connection between the first and second tool-side coupling element is achieved in that the tool-side end of the second tool-side coupling element 270 diametrically opposite longitudinal slots 274 are incorporated, in which a cross pin 264 the first tool-side coupling element engages. A rotationally fixed connection between the second tool-side coupling element and the driver element 250 is achieved in that in the driver element diametrically opposed longitudinal slots are provided in the two radially opposite transverse pins 276 the second tool-side coupling element 270 intervention. Using a helical compression spring 278 , the tool side of the driver element 250 and machine-side on the second tool-side coupling element is supported, this is in the in 2 shown biased retracted neutral position. The central push rod 260 is also biased by a compression spring.

Die Kupplungseinrichtung 200 kann wie nachfolgend beschrieben verwendet werden, um an einer Feinbearbeitungseinheit mit nur einer einzigen maschinenseitigen Zustellstange ein doppelt zustellbares Bearbeitungswerkzeug nutzen zu können.The coupling device 200 can be used as described below to be able to use a doubly deliverable machining tool on a fine processing unit with only a single machine-side feed bar.

Zunächst wird die Kupplungseinrichtung an das freie Ende der Arbeitsspindel angekoppelt, beispielsweise mit Hilfe einer Schraubverbindung. Vorher oder nachher wird das doppelt aufweitende Bearbeitungswerkzeug mit Hilfe der Bajonettverbindung an das werkzeugseitige Ende der Kupplungseinrichtung angekoppelt. Wenn bei einem Bearbeitungswerkzeug zunächst eine erste Werkzeuggruppe für die Bearbeitung zugestellt werden soll, so wird die Kupplungseinrichtung in die in 2 und 4 gezeigte erste Kupplungskonfiguration gestellt, in der nur eine axiale Kraftübertragung zwischen dem maschinenseitigen Kupplungselement 230 und dem ersten werkzeugseitigen Kupplungselement 260 (zentrale Druckstange) möglich ist. Hierzu wird das maschinenseitige Kupplungselement 230 manuell in die in 2 und 4 gezeigte Drehstellung verstellt, in der der Eingriffssteg 238 senkrecht zum Eingriffsschlitz 262 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements, aber parallel zum Eingriffsschlitz 272 des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements steht.First, the coupling device is coupled to the free end of the work spindle, for example by means of a screw connection. Before or after the double-expanding machining tool is coupled by means of the bayonet connection to the tool-side end of the coupling device. If, in the case of a machining tool, a first tool group is first to be delivered for machining, then the coupling device is inserted into the in 2 and 4 shown first coupling configuration, in which only an axial force transmission between the machine-side coupling element 230 and the first tool-side coupling element 260 (Central push rod) is possible. For this purpose, the machine-side coupling element 230 manually in the 2 and 4 shown rotational position adjusted in the engaging ridge 238 perpendicular to the engagement slot 262 of the first tool-side coupling element, but parallel to the engagement slot 272 the second tool-side coupling element is.

Wird nun während des Betriebs die maschinenseitige Zustellstange in der Arbeitsspindel axial vorgeschoben, so drückt diese auf das spindelseitige abgerundete Ende des maschinenseitigen Kupplungselements 230 und drückt dieses gegen die Kraft der Druckfeder 235 in Richtung des werkzeugseitigen Endes. Dabei schlägt die Stirnseite des Eingriffsstegs 238 an der Stirnseite des zentrischen ersten werkzeugseitigen Kupplungselements 260 an und überbrückt dabei dessen Eingriffsschlitz 262. Bei weiterem Vorschub in Richtung Werkzeug wird dadurch das zentrische erste werkzeugseitige Kupplungselement in Richtung Werkzeug verschoben und wirkt dadurch auf dessen erstes werkzeugseitiges Zustellelement 293, wodurch vermittelt über die schrägen Steuerflächen der konischen Abschnitte eine radiale Zustellung der zugehörigen ersten Schneidgruppe erfolgt.If, during operation, the machine-side feed rod is axially advanced in the work spindle, then it presses against the spindle-side rounded end of the machine-side coupling element 230 and pushes this against the force of the compression spring 235 in the direction of the tool-side end. This beats the front side of the engagement ridge 238 at the front of the centric first Tool-side coupling element 260 while bridging its engagement slot 262 , Upon further feed in the direction of the tool, the central first tool-side coupling element is thereby displaced in the direction of the tool and thereby acts on its first tool-side feed element 293 , Which mediates over the oblique control surfaces of the conical sections, a radial delivery of the associated first cutting group.

Diese Vorschubbewegung der maschinenseitigen Zustellstange 254 führt jedoch nicht zu einer Kraftübertragung zwischen dem maschinenseitig Kupplungselement 230 und dem zweiten werkzeugseitigen Kupplungselement 270, da der Eingriffssteg 238 in dessen Eingriffsschlitz 272 eintauchen kann, ohne dass eine axiale Kraftübertragung stattfindet. Daher wird nur die erste Werkzeuggruppe zugestellt. Zum Zurückziehen der Werkzeugelemente der ersten Werkzeuggruppe wird dann die Zustellstange der Spindel zurückbewegt, wodurch auch die Kupplungselemente der Kupplungseinrichtung wieder außer Eingriff miteinander bewegt werden.This feed movement of the machine-side feed bar 254 However, does not lead to a power transmission between the machine side coupling element 230 and the second tool-side coupling element 270 because the engaging bar 238 in its engagement slot 272 can dip without an axial force transmission takes place. Therefore, only the first tool group is delivered. For retracting the tool elements of the first tool group, the feed rod of the spindle is then moved back, whereby the coupling elements of the coupling device are again moved out of engagement with each other.

Soll nun in der Folge nur die zweite Werkzeuggruppe des Bearbeitungswerkzeugs genutzt werden, so wird die Kupplungseinrichtung von der ersten Kupplungskonfiguration in die zweite Kupplungskonfiguration umgestellt. Hierzu zieht der Bediener zunächst an dem Radialstift 240, um diesen außer Eingriff mit dem gegenüberliegenden Schlitz im Kupplungskörper zu bringen. Dadurch wird das hülsenförmige Betätigungselement 245 für eine Drehung freigegeben und der Bediener kann das Betätigungselement relativ zum Kupplungskörper um 90° drehen, bis der Radialstift am gegenüberliegenden Fensterrand anschlägt. Ist diese 90°-Stellung erreicht, rastet der Radialstift wieder in den zugehörigen Rastschlitz ein. Durch diese Arretierung der jeweiligen Drehstellung ist eine ungewollte Verstellung der Kupplungseinrichtung konstruktiv blockiert.If now only the second tool group of the machining tool is to be used in the sequence, then the coupling device is changed over from the first coupling configuration to the second coupling configuration. For this purpose, the operator first pulls on the radial pin 240 to disengage it from the opposite slot in the coupling body. As a result, the sleeve-shaped actuating element 245 released for rotation and the operator can rotate the actuator relative to the coupling body by 90 ° until the radial pin abuts the opposite edge of the window. When this 90 ° position is reached, the radial pin engages again in the associated locking slot. By this locking of the respective rotational position an unwanted adjustment of the coupling device is structurally blocked.

In der zweiten Kupplungskonfiguration ist nun der Eingriffssteg 238 in die in 4 gestrichelt gezeichnete Orientierung gedreht, bei der der Eingriffsteg parallel zum Eingriffsschlitz 262 des inneren ersten werkzeugseitigen Kupplungselements 260 und senkrecht zum Eingriffsschlitz 272 des äußeren zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements 270 orientiert ist. Wird nun mit Hilfe des maschinenseitigen Zustellantriebs die spindelinterne Zustellstange 254 vorgeschoben und drückt auf das maschinenseitige Kupplungselement 230, so taucht dessen Eingriffssteg 238 nun in den parallel dazu orientierten Eingriffsschlitz 262 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements ein, während sich die Stirnseite 239 des Eingriffsstegs auf der Stirnseite des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements abstützt und dieses bei weiterem axialen Vorschub in Richtung Werkzeug verschiebt. Dadurch wird werkzeugintern das zweite Zustellsystem betätigt, so dass die zweite Werkzeuggruppe radial zugestellt wird. Die Rückstellung erfolgt wie beschrieben.In the second coupling configuration is now the engagement bar 238 in the in 4 Dashed orientation rotated, in which the engaging bar parallel to the engagement slot 262 the inner first tool-side coupling element 260 and perpendicular to the engagement slot 272 the outer second tool-side coupling element 270 is oriented. Now with the help of the machine-side feed drive, the spindle-internal feed bar 254 advanced and presses on the machine-side coupling element 230 , so dive its engagement bar 238 now in the parallel oriented engagement slot 262 of the first tool-side coupling element, while the end face 239 supported by the engagement ridge on the end face of the second tool-side coupling element and this moves in the direction of the tool with further axial feed. As a result, the second feed system is actuated inside the tool, so that the second tool group is delivered radially. The provision is made as described.

5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines doppelt aufweitbaren Honwerkzeugs 390, in das eine schaltbare Kupplungseinrichtung 300 derart integriert ist, dass mit Hilfe einer einzigen maschinenseitigen Zustellstange der Arbeitsspindel wahlweise eine am Werkzeugkörper 391 angebrachte erste Schneidgruppe 392 oder eine unabhängig davon zustellbare zweite Schneidgruppe 394 radial zugestellt werden kann. Zur Zustellung der ersten Schneidgruppe ist ein zentrisches werkzeuginternes Zustellelement 393 mit zwei axial versetzten konischen Abschnitten vorgesehen, deren Außenflächen mit korrespondierenden Schrägflächen an den Honleistenträgern der Werkzeugelemente der ersten Schneidgruppe 392 angreifen. Die Honleisten der zweiten Schneidgruppe 394 werden mit Hilfe eines abschnittsweise hülsenförmigen zweiten werkzeuginternen Zustellelements 395 zugestellt, das das erste Zustellelement umschließt und an seinem Außenumfang zwei axial versetzte konische Abschnitte hat, die mit korrespondierenden Schrägflächen an den Honleistenträgern der zweiten Schneidgruppe 394 zusammenwirken. 5 shows a longitudinal section through an embodiment of a double-expandable honing tool 390 , in which a switchable coupling device 300 is integrated so that with the help of a single machine-side feed rod of the work spindle optionally one on the tool body 391 attached first cutting group 392 or an independently deliverable second cutting group 394 can be radially delivered. For the delivery of the first cutting group is a centric tool-internal delivery element 393 provided with two axially offset conical sections whose outer surfaces with corresponding inclined surfaces on the honing bearers of the tool elements of the first cutting group 392 attack. The honing stones of the second cutting group 394 be with the help of a sectionally sleeve-shaped second tool-internal delivery element 395 delivered, which encloses the first feed element and on its outer circumference has two axially offset conical sections, with the corresponding inclined surfaces on the honing beams of the second cutting group 394 interact.

Das Honwerkzeug hat eine spindelseitige Kupplungsstruktur 315, die als Teil einer Bajonettverbindung dazu dient, das Werkzeug an das mit einer komplementären Bajonett-Kupplungsstruktur ausgestattete Ende einer Honspindel oder einer an einer Honspindel angekoppelten Antriebsstange zu verbinden. Die spindelseitige Kupplungsstruktur 315 ist am spindelseitigen Ende des Kupplungskörpers 310 der integrierten Kupplungseinrichtung angeordnet, welcher wiederum über ein Kreuzgelenk 317 mit dem die Schneidgruppe tragenden Werkzeugkörper 391 begrenzt beweglich verbunden ist.The honing tool has a spindle-side coupling structure 315 which serves as part of a bayonet connection for connecting the tool to the end of a honing spindle or a drive rod coupled to a honing spindle with a complementary bayonet coupling structure. The spindle-side coupling structure 315 is at the spindle-side end of the coupling body 310 the integrated coupling device arranged, which in turn via a universal joint 317 with the tool body carrying the cutting group 391 limited movably connected.

Die integrierte Kupplungseinrichtung 300 hat hinsichtlich der für den Kupplungseingriff zusammenwirkenden Kupplungselemente einen ähnlichen Aufbau wie die anhand von 4 erläuterte Ausführungsform. Daher tragen einander funktional ähnliche oder entsprechende Bauelemente die gleichen Bezugszeichen wie in 4, erhöht um 100.The integrated coupling device 300 has a similar structure to that of the coupling engagement with respect to the coupling engagement 4 explained embodiment. Therefore, functionally similar or equivalent components carry the same reference numerals as in FIG 4 , increased by 100 ,

Das maschinenseitige Kupplungselement 330 ist in einer zentrischen zylindrischen Bohrung im Kupplungskörper 310 axial beweglich und um die Kupplungsachse 312 drehbar gelagert. Eine spindelseitige Stirnfläche 331 bildet die Angriffsfläche für eine spindelinterne Zustellstange.The machine-side coupling element 330 is in a centric cylindrical bore in the coupling body 310 axially movable and around the coupling axis 312 rotatably mounted. A spindle-side face 331 forms the attack surface for a spindle-internal Zustellstange.

Am gegenüberliegenden werkzeugseitigen Ende ist ein plattenförmiger diametraler Eingriffssteg 338 angeformt. Dieser wirkt in der bereits beschriebenen Weise mit zwei koaxial zueinander angeordneten, unabhängig voneinander axial verschiebbaren werkzeugseitigen Kupplungselementen 360, 370 zusammen. Diese sind relativ zueinander und relativ zum Kupplungskörper drehfest gelagert und haben an ihrem dem ersten Kupplungselement 330 zugewandten oberen Ende diametrale Eingriffsschlitze 362 bzw. 372, die in der in 4 gezeigten Weise orthogonal zueinander ausgerichtet sind.At the opposite end of the tool is a plate-shaped diametrical engagement web 338 formed. This acts in the manner already described with two coaxially arranged, independently axially displaceable tool-side coupling elements 360 . 370 together. These are rotatably mounted relative to each other and relative to the coupling body and have at their the first coupling element 330 facing upper end diametrical engaging slots 362 respectively. 372 in the in 4 shown are aligned orthogonal to each other.

Hat das maschinenseitige Kupplungselement 330 die in 5 gezeigte Drehstellung, bei der der Eingriffssteg 338 senkrecht zum Eingriffsschlitz 362 des zentralen ersten werkzeugseitigen Kupplungselement 360 verläuft, so wirkt eine axiale Verschiebung der spindelinternen Zustellstange in Richtung Werkzeug über das maschinenseitige Kupplungselement 330, das erste werkzeugseitige Kupplungselement 360, eine das Kreuzgelenk 317 durchsetzende zentrale Zwischenstange 363 und das daran angeschraubte erste werkzeuginterne Zustellelement 393 auf die Werkzeugelemente der ersten Schneidgruppe 392 und verschiebt diese radial nach außen. Bei Rückzug der maschinenseitigen Zustellstange werden die verschobenen Elemente mittels Federkraft automatisch zurückgestellt.Has the machine-side coupling element 330 in the 5 shown rotational position in which the engaging web 338 perpendicular to the engagement slot 362 the central first tool-side coupling element 360 runs, so acts an axial displacement of the spindle-internal feed rod in the direction tool on the machine-side coupling element 330 , the first tool-side coupling element 360 , one the universal joint 317 interspersing central intermediate rod 363 and the first tool-internal delivery element bolted thereto 393 on the tool elements of the first cutting group 392 and moves them radially outward. Upon retraction of the machine-side feed bar, the displaced elements are automatically reset by means of spring force.

Eine Drehung des maschinenseitigen Kupplungselements 230 um 90° bringt die Kupplungseinrichtung in die zweite Kupplungskonfiguration, bei der ein axialer Vorschub des maschinenseitigen Kupplungselements 330 direkt zu einem axialen Vorschub des zweiten werkzeugseitigen Kupplungselements 370 führt, während der Eingriffssteg 338 in den Schlitz 362 des ersten werkzeugseitigen Kupplungselements eintaucht. Das im Wesentlichen hülsenförmige zweite werkzeugseitige Kupplungselement 370 wirkt bei axialer Verschiebung auf eine das Kreuzgelenk 317 durchsetzende Zwischenhülse 318, die wiederum mit dem zweiten werkzeuginternen Zustellelement 395 gekoppelt ist und dieses axial vorschiebt, so dass sich die daran gekoppelten Werkzeugelemente der zweiten Schneidgruppe 394 radial nach außen bewegen. Die Rückstellung erfolgt wieder vermittelt über Federkräfte, sobald die Zustellstange in der Arbeitsspindel zurückgezogen wird.A rotation of the machine-side coupling element 230 90 ° brings the coupling device in the second coupling configuration, in which an axial feed of the machine-side coupling element 330 directly to an axial feed of the second tool-side coupling element 370 leads, while the engaging ridge 338 in the slot 362 of the first tool-side coupling element is immersed. The substantially sleeve-shaped second tool-side coupling element 370 acts on axial displacement on a universal joint 317 penetrating intermediate sleeve 318 , which in turn with the second tool-internal delivery element 395 coupled and this axially advances, so that the coupled thereto tool elements of the second cutting group 394 move radially outwards. The provision is again mediated by spring forces as soon as the feed rod is retracted in the work spindle.

Die Drehung des maschinenseitigen Kupplungselements 330 erfolgt manuell mittels eines externen Werkzeugs, z. B. eines Verstelldorns aus Rundmaterial. Unterhalb des Bajonettanschlusses 315 ist rechts ein radialer Gewindestift und an der gegenüberliegenden Seite ein in Umfangsrichtung verlaufender Schlitz 342 mit Öffnungswinkel 90° vorgesehen. Durch diesen Schlitz hindurch wird das Werkzeug in das Kupplungselement 330 seitlich eingeführt. Durch Verschwenken des Werkzeugs wird das Kupplungselement in seine beiden Endstellungen gedreht. Der Gewindestift (federndes Druckstück) verhindert ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Kupplungselements 330.The rotation of the machine-side coupling element 330 done manually by means of an external tool, eg. B. an adjustment mandrel made of round material. Below the bayonet connection 315 right is a radial threaded pin and on the opposite side a circumferentially extending slot 342 provided with opening angle 90 °. Through this slot, the tool is in the coupling element 330 inserted laterally. By pivoting the tool, the coupling element is rotated in its two end positions. The threaded pin (spring-loaded pressure piece) prevents unintentional twisting of the coupling element 330 ,

Claims

Finishing machine for fine machining bores in workpieces, in particular honing machine, with at least one fine-machining unit ( 110 ), which is a work spindle ( 114 . 202 ) which is rotatable about a spindle axis by means of a rotary drive and parallel to the spindle axis by means of a lifting drive (US Pat. 116 ) is movable back and forth, wherein in the work spindle, a machine-side feed element ( 154 . 254 ) is arranged, which is deliverable parallel to the spindle axis by means of a feed drive; a machining tool carried by the work spindle ( 190 . 290 . 390 ) with a tool body rotatable about a tool axis ( 191 . 391 ), the two tool groups deliverable independently of each other radially to the tool axis ( 192 . 194 . 392 . 394 ), wherein in the tool body a movable parallel to the tool axis first tool-side feed element ( 193 . 393 ) for the delivery of the first tool group, and a second tool-side delivery element, which is movable independently of the first tool-side delivery element, parallel to the tool axis (US Pat. 195 . 395 ) for the delivery of the second tool group ( 194 . 394 ), and a switchable coupling device ( 160 . 200 . 300 ), which is switchable between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein coupled in the first coupling configuration, the machine-side feed element with the first tool-side feed element for power transmission and the second tool-side feed element from the machine-side feed element and decoupled in the second coupling configuration, the machine-side feed element with the coupled second tool-side feed element for transmitting power and the first tool-side feed element is decoupled from the machine-side feed element.

Finishing machine according to claim 1, characterized in that in the work spindle ( 114 ) only a single machine-side delivery element ( 154 . 254 ) is arranged.

Finishing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling device ( 160 . 200 ) is manually switchable between the first and the second clutch configuration.

Finishing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 160 . 200 ) one Actuator, which is for switching between the first and the second coupling configuration relative to a coupling body ( 210 ) is rotatable.

Finishing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 160 . 200 ) is lockable in the first and the second coupling configuration.

Finishing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 200 . 300 ) a coupling body ( 210 . 310 ), in the coupling body axially displaceably guided machine-side coupling element ( 230 . 330 ), in the coupling body axially displaceably guided first tool-side coupling element ( 260 . 360 ) and in the coupling body axially displaceably guided second tool-side coupling element ( 270 . 370 ), wherein in the first coupling configuration, the machine-side coupling element ( 230 . 330 ) with the first tool-side coupling element ( 260 . 360 ) coupled to the power transmission and the second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) decoupled from the machine-side coupling element and in the second coupling configuration, the machine-side coupling element ( 230 . 330 ) with the second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) coupled to the power transmission and the first tool-side coupling element ( 260 . 360 ) is decoupled from the machine-side coupling element.

Finishing machine according to claim 6, characterized in that the machine-side coupling element about a coupling axis ( 212 . 312 ) and the first coupling element ( 260 . 360 ) and the second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) rotationally fixed in the coupling body ( 210 . 310 ) are arranged.

Finishing machine according to claim 6 or 7, characterized in that the first tool-side coupling element ( 260 . 360 ) and second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) are arranged coaxially with each other in one another.

Finishing machine according to claim 6, 7 or 8, characterized in that the machine-side coupling element ( 230 . 330 ) at its the tool-side coupling elements ( 260 . 270 . 360 . 370 ) facing end a diametrically extending engagement ridge ( 238 . 338 ), the first and the second tool-side coupling element each have a diametrical engagement slot ( 262 . 272 . 362 . 372 ) and the engagement slots are aligned obliquely, in particular perpendicular to each other.

Finishing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 200 ) has a machine-side end and a tool-side end, wherein at the machine-side end a machine-side coupling structure ( 214 ) for coupling the coupling device to the work spindle ( 202 ) and at the tool-side end a tool-side coupling structure ( 220 ) for coupling the coupling device to a machining tool.

Finishing machine according to claim 10, characterized in that between the machine-side end and the tool-side end in the joint ( 216 ) is arranged

Finishing machine according to one of claims 1 to 9, characterized in that the coupling device ( 300 ) into the editing tool ( 390 ) is integrated.

Finishing machine according to one of the preceding claims, characterized in that the machining tool is a honing tool ( 190 . 290 . 390 ), in which at least one of the tool groups has cutting bodies with geometrically indefinite cutting edges.

Switchable coupling device ( 160 . 200 . 300 ) with a coupling body, a in the coupling body axially displaceably guided machine-side coupling element ( 230 . 330 ), in the coupling body axially displaceably guided first tool-side coupling element ( 260 . 360 ), and in the coupling body axially displaceably guided second tool-side coupling element ( 270 . 370 ), wherein the coupling device between a first coupling configuration and a second coupling configuration is switchable, wherein in the first coupling configuration, the machine-side coupling element ( 230 . 330 ) with the first tool-side coupling element ( 260 . 360 ) coupled to the power transmission and the second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) decoupled from the machine-side coupling element and in the second coupling configuration, the machine-side coupling element ( 230 . 330 ) with the second tool-side coupling element ( 270 . 370 ) coupled to the power transmission and the first tool-side coupling element is decoupled from the machine-side coupling element.

Coupling device according to claim 14, characterized by the features of the characterizing portion of at least one of claims 3 to 9 or 11.

Editing tool ( 390 ), in particular honing tool, with a tool body which can be rotated about a tool axis ( 391 ), the two tool groups deliverable independently of each other radially to the tool axis ( 392 . 394 ), wherein in the tool body a movable parallel to the tool axis first tool-side feed element ( 393 ) for the delivery of the first tool group, and a second tool-side delivery element, which is movable independently of the first tool-side delivery element, parallel to the tool axis (US Pat. 395 ) for the delivery of the second tool group ( 394 ), characterized by a switchable coupling device ( 300 ), which is switchable between a first coupling configuration and a second coupling configuration, wherein coupled in the first coupling configuration, the machine-side feed element with the first tool-side feed element for power transmission and the second tool-side feed element from the machine-side feed element and decoupled in the second coupling configuration, the machine-side feed element with the coupled second tool-side feed element for transmitting power and the first tool-side feed element is decoupled from the machine-side feed element.

Machining tool according to claim 16, characterized in that the coupling device ( 300 ) between a spindle-side coupling structure ( 315 ) for coupling the machining tool to a work spindle and the tool body ( 391 ) is arranged.

Machining tool according to claim 16 or 17, characterized by the features of the characterizing portion of at least one of claims 3 to 9 or 13.