DE4022706C2 - Drehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Universell einsetzbare Drehmaschinen verfügen meist über zwei unabhängig voneinander einsetzbare Planschlitten, auf denen jeweils ein Werkzeug bzw. eine Werkzeugeinheit montiert ist. In aller Regel handelt es sich dabei um einen Werkzeugrevolver, auf dem eine Vielzahl von feststehenden oder auch drehend angetriebenen Werkzeugen montiert sind.

Obwohl die beiden Planschieber mit den darauf montierten Werkzeugen bzw. Werkzeugeinheiten in aller Regel an verschiedenen Positionen in Längsrichtung (Z-Richtung) des Werkstückes zeitgleich eingesetzt werden, gibt es dennoch Anwendungsfälle, in denen die beiden, bezüglich der Mittelachse des Werkstückes - meist bezüglich der Y-Achse - einander gegenüberliegenden Werkzeugeinheiten auf annähernd der gleichen Z-Position eingesetzt oder die eine Werkzeugeinheit im Einsatz über die Z-Position der anderen, ebenfalls arbeitenden Einheit hinweg verfahren werden soll. Dabei sind beide Werkzeugeinheiten beispielsweise entweder auf einander gegenüberliegenden Stellen des Werkstückumfanges im Einsatz oder eine Werkzeugeinheit bearbeitet den Umfang des Werkstückes, während die andere Werkzeugeinheit eine Stirnbearbeitung an oder in der Nähe der Drehmitte des Werkstückes vornehmen soll.

Bei Drehmaschinen des Standes der Technik kann jedoch eine Position des Werkzeugrevolvers, bei der beispielsweise die Mittelachse der Werkzeugaufnahme eines Werkzeugrevolvers mit der Drehmitte übereinstimmt, nur erreicht werden, indem der Planschlitten über das Ende seiner X-Führung am Bettschlitten bzw. Obersupport in Richtung auf den gegenüberliegenden Schlitten hinausfährt, so daß hierdurch eine Kollision mit diesem gegenüberliegenden Bettschlitten oder Obersupport möglich ist.

Will man dies vermeiden, so können entweder Werkzeugrevolver mit größeren Durchmessern verwendet werden bzw. Werkzeugrevolver mit herkömmlichem Durchmesser, jedoch wenigstens einer, bezüglich der Mitte des Werkzeugrevolvers weiter auskragenden Werkzeugaufnahme, was jedoch aufgrund der größeren Hebelarme die Steifigkeit der Werkzeugeinheit negativ beeinflußt. In aller Regel ist man jedoch darauf bedacht, den Abstand der Werkzeugaufnahmen von der Werkzeugrevolver-Mitte nicht so groß zu wählen, daß das in Bearbeitungsposition befindliche Werkzeug wesentlich über das entsprechende Ende des Planschlittens in Richtung der Drehmitte hervorsteht, um die Länge der Führung des Planschlittens in X-Richtung am Bettschlitten bzw. Obersupport zum Hebelarm der Werkzeuge im richtigen Verhältnis zu belassen, da mit Verringerung der Länge der Führung in X-Richtung auch deren Führungsgenauigkeit abnimmt.

Die vorliegende Erfindung gilt somit für Drehmaschinen, bei denen die Führungen in X-Richtung für die beiden voneinander unabhängigen, gegenüberliegenden Werkzeugeinheiten parallel zueinander oder in einem Winkel von annähernd 180° zueinander liegen. Bei stark winkliger Lage zueinander, etwa 90°, stellt sich das vorliegende Kollisionsproblem nicht, da in der Regel die Enden der Führungen in X-Richtung weit genug von ihrem Kreuzungspunkt zurückstehen, um Kollisionen der beiden Supporte gegeneinander zu vermeiden.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Drehmaschine die Werkzeugeinheiten so anzuordnen, daß die eine Werkzeugeinheit über die X-Führung der anderen mit Werkzeugeinheit und damit über die Drehmitte hinweg verfahrbar ist.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes durch den kennzeichenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Grundsätzlich könnte man dies lösen durch Verfahren des Y-Schlittens. Wenn man dies nicht anwenden will, um die Verfahrenszeiten zu sparen oder die Steuerung zu entlasten, liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung darin, daß derjenige der beiden gegenüberliegenden Planschlitten, dessen Führungsebene näher an der Mitte des Werkstückes liegt, in Richtung der Drehmitte verfahren werden kann, und dabei auch über das Ende der Führungsbahn des Obersupportes oder Bettschlittens hinausfahren kann, ohne mit dem Obersupport bzw. Bettschlitten der gegenüberliegenden Werkzeugeinheit zu kollidieren, da der Abstand der beiden Führungsebenen in Y-Richtung größer ist als die Dicke der verwendeten Führung und damit der Planschlitten über die Führungsbahn auf dem gegenüberliegenden Bettschlitten bzw. Obersupport hinwegfahren kann.

Die Führungsebenen der Werkzeugschlitten zu versetzen, ist für das Überkopf-Drehen ohne Y-Verfahrbarkeit der Werkzeugeinheiten aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 70 22 428 bekannt, und zwar um gleiche Werkzeugeinheiten einsetzen zu können. Bei einer Anordnung mit Y-Schlitten würde der Fachmann eine solche Anordnung jedoch nicht in Betracht ziehen, sondern auf das Verfahren in Y-Richtung ausweichen.

In aller Regel werden für die Führung des Planschlittens auf dem Bettschlitten bzw. Obersuppport Schwalbenschwanzführungen verwendet, wobei das positive Schwalbenschwanzprofil am Bettschlitten bzw. Oberschlitten ausgebildet ist und das umgreifende Negativprofil hierzu am Planschlitten ausgebildet ist. Eine umgekehrte Anordnung kann aus Gründen der Steifigkeit der Maschine manchmal ebenfalls sinnvoll sein.

Im Normalfall werden bei einer solchen Drehmaschine auch die Ebenen, in denen sich die Führungen in X-Richtung befinden, parallel zueinander laufen. Dennoch ist es denkbar, daß aus anderen Erfordernissen heraus die beiden X-Führungen für die Planschlitten in einem Winkel zueinander laufen. In diesem Fall muß bei einer Stellung des in Y-Richtung verfahrbahren Obersupportes, in der beide Werkzeugeinheiten bei Verfahren entlang der X-Richtung mit der Mitte ihrer Revolver durch die Drehmitte zielen würden, der über das Ende seiner Führung hinaus verfahrbare Planschlitten noch am Ende der gegenüberliegenden X-Führung der anderen Werkzeugeinheit vorbeilaufen können.

Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Universal- Werkzeugmaschine, mit zwei in X-Richtung senkrecht verfahrbaren Werkzeugeinheiten,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Maschine der Fig. 1 quer zur Maschinenlängsachse, und

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Führungen der Plan­ schlitten der Werkzeugeinheiten in X-Richtung.

In den Fig. 1 und 2 ist - in Fig. 1 als Stirnseite auf der rechten Bildseite - das meist aus Beton bestehende Bettunterteil 11 zu erkennen, welches etwa dreieckigen Querschnitt besitzt, und das darauf aufgesetzte, aus Metall bestehende Bettoberteil 10, welches etwa rechteckigen Querschnitt besitzt. Dieses Bettoberteil 10 mit seinem rechteckigen Querschnitt ist jedoch schräg gestellt, so daß seine obere Fläche schräg nach vorne, also zum Bediener der Drehmaschine hin, geneigt ist.

Auf dieser oberen Fläche des Bettoberteils 10 ist eine der beiden Werkzeugeinheiten der Drehmaschine geführt. Hierzu ist ein Bettschlitten 3 auf der oberen Fläche des Bettoberteiles in Maschinenlängsrichtung, also in Z- Richtung, verfahrbar. Auf diesem Bettschlitten 3 ist ein Obersupport 4 waagerecht quer zur Z-Richtung auf den Bediener zu bzw. von diesem weg verfahrbar, wodurch die Y- Achse der Drehmaschine realisiert ist.

Die X-Achse der Drehmaschine, also die Richtung, in der ein im Einsatz befindliches Werkzeug genau auf die Drehmitte zu bzw. von dieser wegbewegt werden kann, ist durch einen Planschlitten 5 verwirklicht, welcher am Obersupport 4 in der Senkrechten und ebenfalls quer zur Z-Richtung verfahrbar ist. Mit diesem Planschlitten 5 ist eine Befestigungseinheit 6 für Werkzeuge oder den in Fig. 3 dargestellten Revolver 14 verbunden, bei dem es sich um einen Revolver handelt, der zumindest auch Aufnahmen eines Trommelrevolvers, also Werkzeugaufnahmen mit einer Achsrichtung parallel zur Drehachse des Revolvers 14, aufweist. Die in Fig. 1 dargestellte Drehmaschine umfaßt darüberhinaus noch den Spindelstock 12 für die Befestigung und den Antrieb des Werkstückes 29 sowie eine weitere Werkzeugeinheit, die jedoch beide an der überhängenden Vorderfläche des Bettoberteiles 10 geführt werden. An dieser Vorderfläche kann in den selben Führungen wie der Spindelstock 12 zusätzlich ein Reitstock geführt werden, wie in Fig. 1 eingezeichnet.

Die zweite Werkzeugeinheit entspricht hinsichtlich des Planschlittens 15, der Befestigungseinheit 16 und dem Werkzeugrevolver 14 den Bauteilen der oberen Werkzeugeinheit, jedoch ist bei dieser unteren Werkzeugeinheit der Planschlitten 15 zur Verwirklichung der X-Achse senkrecht direkt am Bettschlitten 13 befestigt, welcher am Bettoberteil 10 in Z-Richtung bewegbar ist. Damit hat diese untere zusätzliche Werkzeugeinheit keine Bewegungsmöglichkeit in Y-Richtung.

Wie Fig. 1 zeigt, haben weder die untere Werkzeugeinheit noch der Spindelstock 12 Berührung mit der schrägen Vorderfläche des Bettunterteiles 11, welche unter anderem zum Abführen der darauf fallenden Späne in den vor dem Bett 1 - bestehend aus Bettunterteil 11 und Bettoberteil 10 - liegenden Späneförderer 8 dient, der in der Fig. 1 schematisch, wie auch alle anderen Baugruppen in Form einer Rinne dargestellt ist.

In der Fig. 2 sind zusätzlich die einzelnen Führungen und Führungsflächen angegeben, auf denen die Relativverschiebung der einzelnen Komponenten zueinander erfolgt: Es ist nochmals die Unterteilung des Bettes in ein Bettunterteil 11 und ein darauf aufgesetztes Bettoberteil 10 zu erkennen. Aufgrund der schrägen Vorderfläche des Bettunterteils 11 steht auch das rechteckige Bettoberteil 10 schräg und damit dessen obere Fläche, auf der sich die Führungen der ersten Führungsebene befinden. Die Führungen der zweiten Führungsebene werden durch die Führungen gebildet, die an der überhängenden Vorderseite des Bettoberteiles 10 angeordnet sind.

Wie Fig. 2 zeigt, wird auf der Oberseite des Bettoberteiles 10 der Bettschlitten 3 einer Werkzeugeinheit mittels zwei Führungen 20, 24 in Z-Richtung geführt. Jede dieser Führungen besteht aus mehreren Führungsflächen 21, 22, 23 bzw. 25, 26. Dabei wird die Führung 20 von einer Leiste 38 hintergriffen, um ein Abheben des Bettschlittens 3 zu verhindern. Der Antrieb des Bettschlittens 3 erfolgt über die in Fig. 4 eingezeichnete Antriebsspindel 7.

Auf dem Bettschlitten 3 ist in Y-Richtung entlang einer waagerechten Führung 18 der Obersupport 4 geführt, an dessen vorderer, senkrechter Fläche entlang der senkrechten Führung 9 der Planschlitten 5 in X-Richtung, also senkrecht verfahrbar ist. Auf dem Planschlitten 5 ist die Befestigungseinheit 6 mit dem Revolver 14 montiert.

An der überhängenden Vorderseite ist ein Bettschlitten 13, der mittels einer Antriebsspindel 17 bewegt wird, an den Führungen 34 sowie der Führungsfläche 33 geführt, welche hintergreifend hinter der Leiste 39 liegt. Die Führung 34 wiederum besteht aus den Führungsflächen 35, 36, und 42. Trotz dieser schrägen, überhängenden Vorderfläche des Bettoberteiles 10 ist an diesem unteren Bettschlitten 13 der Planschlitten 15 senkrecht, in X-Richtung entlang einer Führung 19 geführt, so daß die auf diesem Planschlitten 15 montierte Befestigungseinheit 16 mit dem Werkzeugrevolver 14 nur eine Bewegung in X-Richtung vollführen kann.

Während der Spindelstock 12 teilweise auf den gleichen Führungen der überhängenden Vorderseite des Bettoberteiles 10 geführt bzw. befestigt wird, läuft er darüberhinaus auch entlang der Führung 30, bestehend aus den Führungsflächen 31, 32 in X-Richtung. Hinter dem Spindelstock 12 ist der in Fig. 1 dargestellte Reitstock 2 verdeckt. Zwischen beiden ist in Fig. 2 das symbolische Werkstück 29 eingezeichnet.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, befinden sich die Führungen 9 und 19, an denen die Planschlitten 5 und 15 geführt werden, in parallelen, senkrechten Ebenen. Die Führungsebene 59 der Führung 9 befindet sich dabei in einem geringeren Abstand zur Drehmitte 40 als die Führungsebene 69 der Führung 19, wenn sich die Mitte des zugehörigen oberen Revolvers 14 über der Drehmitte 40 befindet. Dies ist dann der Fall, wenn mit einem Werkzeug des oberen Werkzeugrevolvers 14 zentrisch am Werkstück 29 gearbeitet werden muß. In diesem Fall befindet sich die Führungsebene 59 der oberen Werkzeugeinheit 70 um eine solche Distanz - also in Richtung auf die Drehmitte 40 zu - vor der unteren Führungsebene 69, daß die Distanz 41 größer ist als die Dicke der verwendeten Führung.

Im vorliegenden Fall wurden für die Führungen 9 und 19 Schwalbenschwanzführungen verwendet, wie in Fig. 3 in Aufsicht dargestellt. Das Profil 61 des Schwalbenschwanzes ist dabei an dem Obersupport 4 bzw. dem Bettschlitten 13 ausgebildet. Der trapezförmige Querschnitt des Profiles 61 bestimmt dabei durch den Abstand seiner beiden parallelen Flächen 62 bzw. 63 die "Dicke" der Führung 9 bzw. 19. Die von der Drehmitte 40 abgewandte Fläche des Planschlittens 5 liegt also um eine Distanz 41 vor der entsprechenden Fläche des Planschlittens 15, so daß diese Distanz 41 größer ist als der Abstand der parallelen Flächen 62 und 63 des Schwalbenschwanzprofiles am unteren Bettschlitten 13, der die Führung 19 bildet.

Bei einer Drehmaschine gemäß der Fig. 1 und 2 ergeben sich somit eine ganze Reihe von Vorteilen: Zunächst einmal ist die untere Werkzeugeinheit so dimensioniert, daß zum fluchtenden Positionieren einer axialen Werkzeugaufnahme des unteren Werkzeugrevolvers 14 mit der Drehmitte 40 der Planschlitten 15 nicht über die Oberkante der Führung 19 hinaus fahren muß. Dies schont den Abstreifer 72 am oberen Ende des Planschlittens 15, der das Profil 61 des Schwalbenschwanzes umgreift, da bei jedem Verlassen und Wiedereinfahren in die Führung 19 hinein der Abstreifer einem starken Verschleiß unterliegt und zusätzlich durch dieses Ausfahren aus der Führung 19 für Späne und Schmutzpartikel die Möglichkeit zum Eindringen in die Führung 19 gegeben ist, was zu einem erhöhten Verschleiß und Maßungenauigkeiten in der Fertigung führt.

Demgegenüber ist die obere Werkzeugeinheit 70 so ausgelegt, daß die unterste, also in Arbeitsposition gebrachte, axiale Werkzeugaufnahme des oberen Werkzeugrevolvers 14 nicht nur bis auf Fluchtung mit der Drehmitte 40, sondern auch noch darunter verfahren werden kann. Dabei fährt der obere Planschlitten 5 nach unten über das Ende der Führung 9 am Obersupport 4 hinaus. Da von unten her jedoch Staubpartikel etc. nur in die Führung 9 gelangen, wenn sie nach oben geschleudert werden, ist ein erhöhter Verschleiß hierdurch kaum zu befürchten. Da die Ebene der oberen Führung 9 ausreichend weit vor der Ebene der unteren Führung 19 in Richtung auf die Drehmitte 40 liegt, kann der obere Planschlitten 5 über die gesamte obere Werkzeugeinheit 70 so weit nach unten verfahren werden, daß das untere Ende des oberen Planschlittens 5 das obere Ende der unteren Führung 19 überlappt.

Wird dagegen die obere Werkzeugeinheit 70 nur so weit nach unten verfahren, daß die in Arbeitsposition befindliche Werkzeugaufnahme mit der Drehmitte 40 fluchtet, so steht das untere Ende des oberen Planschlittens 5 maximal so weit über das untere Ende der oberen Führung 9 nach unten hervor, daß problemlos noch ein Verfahren in Y-Richtung über das obere Ende des unteren Bettschlittens 13 hinweg möglich ist.

Das Verfahren einer Werkzeugaufnahme über Drehmitte hinaus ist insbesondere deshalb notwendig, da die genormten, in Axialrichtung des Werkzeugrevolvers 14 angeordneten Werkzeugaufnahmen in aller Regel so angeordnet sind, daß die Schneide eines darin eingesetzten Innendrehwerkzeuges von der Mitte des Werkzeugrevolvers nach außen weisen. Damit kann von einer koaxialen Ausnehmung in der Stirnseite des Werkstückes 29 lediglich die vom jeweiligen Werkzeugrevolver 14 aus auf der anderen Seite der Drehmitte 40 gelegene Umfangsfläche bearbeitet werden, so daß je nach Größe dieser Ausnehmung ein Verfahren über Drehmitte hinaus für den Werkzeugrevolver 14 möglich sein muß. Da solche Bearbeitungen relativ selten sind, ist es ausreichend, daß lediglich die obere Werkzeugeinheit eine solche Bewegungsmöglichkeit vollziehen kann.

Claims (10)

1. Drehmaschine mit wenigstens zwei unabhängig voneinander in X-Richtung von verschiedenen Seiten auf Drehmitte zu und in Z-Richtung verfahrbaren Werkzeugeinheiten, von denen wenigstens eine Werkzeugeinheit auch in Y-Richtung verfahrbar ist, indem deren Planschlitten (X-Richtung) über einen Y-Schlitten auf dem Bettschlitten gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei einer Stellung des Y-Schlittens (4), in der das in Arbeitsstellung befindliche Werkzeug dieses Schlittens (4) auf Y=Null eingestellt ist, die in den X-Richtungen verlaufenden Führungen (9, 19) der Werkzeugeinheiten (70, 71) auf den jeweiligen Unterschlitten (4, 13) in der Y-Richtung an den gegeneinander gerichteten Enden der Führungen (9 bzw. 19) wenigstens um die Bauhöhe dieser Führungen (9, 19) versetzt zueinander angeordnet sind,
• - so daß derjenige Planschlitten (5, 15), dessen Führungsebene (59, 69) näher an der Drehmitte liegt, teilweise aus der Führung (9 bzw. 19) heraus über die Führung (19) bzw. (9) des anderen Unterschlittens (4, 13) hinweg in X-Richtung verfahren werden kann.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsebenen (59, 69), entlang der die Planschlitten (5, 15) auf den Unterschlitten (4, 13) verfahren werden, parallel zueinander liegen.

3. Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen der Planschlitten (5, 15) in X-Richtung etwa senkrecht verlaufen.

4. Drehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Werkzeugeinheit (70) in Y-Richtung verfahrbar ist.

5. Drehmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (9) und/oder (19) als Schwalbenschwanz­ führungen ausgebildet sind.

6. Drehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Werkzeugrevolver (14) ausgebildete Werkzeugeinheit unter anderem in Axialrichtung des Werkzeugrevolvers (14) weisende Werkzeugaufnahmen aufweist, in welche Innendrehwerkzeuge einsetzbar sind, so daß deren Schneiden von der Mitte des Werkzeugrevolvers (14) wegweisen.

7. Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Führungsebene (59), in der der Planschlitten (5) der oberen Werkzeugeinheit (70) geführt wird, näher an der Drehmitte (40) als die Führungsebene (69) des unteren Planschlitten (15) liegt und der obere Planschlitten (5) teilweise über das untere Ende der Führung (9) herausfahren und dabei das obere Ende der unteren Führung (19) teilweise überlappen kann, wobei axial gerichtete Werkzeugaufnahmen des oberen Werkzeugrevolvers (14) auf oder unter der Drehmitte (40) zu liegen kommen.

8. Drehmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (61) der Schwalbenschwanzführung, die die Führung (9) der oberen Werkzeugeinheit (70) bildet, so dimensioniert ist, daß der Abstand der parallellaufenden Flächen (62 und 63) des an dem unteren Bettschlitten (13) ausgebildeten Profils (61) geringer ist als die Distanz (41) der Führungsebenen (59, 69), entlang deren die Planschlitten (5, 15) verfahrbar sind und der das Profil (61) der unteren Führung (19) umgreifende Abstreifer (72) des unteren Planschlittens (15) die Führung (19) nicht über das obere Ende hinaus verlassen muß, um die oberste Werkzeugaufnahme des unteren Werkzeugrevolvers (14) in fluchtender Position zur Drehmitte (40) zu bringen.

9. Drehmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Werkzeugaufnahme des unteren Werkzeugrevolvers (14) axial, also parallel zur Drehachse des Werkstückes, angeordnet ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Werkzeugeinheit (70) sowie der Y-Schlitten (4) so dimensioniert sind, daß bei fluchtender Lage des in Arbeitsstellung, also auf Drehmitte (40) eingestellten Werkzeuges der oberen Werkzeugeinheit die Unterkante des oberen Planschlittens (5) sowie der daran befestigten Baugruppen noch oberhalb der Oberkante des unteren Bettschlittens (13) endet, so daß die obere Werkzeugeinheit (70) einschließlich des Y-Schlittens (4) in +/- Y-Richtung in dieser Einstellung noch über die unteren Schlitten weg verfahrbar ist.