DE102010005557B4

DE102010005557B4 - Werkstücktisch für Werkzeugmaschinen zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken

Info

Publication number: DE102010005557B4
Application number: DE102010005557.3A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter Klement
Original assignee: KLAUS DIETER KLEMENT VERWALTUNGS GmbH
Current assignee: Klaus-Dieter Klement Verwaltungs De GmbH
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-01-22
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2030-01-23
Also published as: DE102010005557A1

Abstract

Werkstücktisch für Werkzeugmaschinen zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken, miteinem Unterbau (1),einem auf dem Unterbau (1) drehbar gelagerten Werkstückträger (2) undeinem Drehantrieb (3), der den Werkstückträger (2) für die spanende Drehbearbeitung eines auf dem Werkstückträger (2) aufgespannten Werkstückes rotierend antreibt, wobei der Werkstückträger (2) ringförmig ausgebildet ist und eine koaxial angeordnete Aufnahmeplatte (4) eines im Unterbau (1) integrierten zweiten Rundtisches (5) ringförmig umgibt dadurch gekennzeichnet, dass der Rundtisch (5) einen separaten Drehantrieb (6) aufweist, der die Aufnahmeplatte (4) für die spanende Drehbearbeitung eines auf der Aufnahmeplatte (4) aufgespannten Werkstückes antreibt, wobei beide Drehantriebe (3, 6) aus einem elektrischen Direktantrieb bestehen, dass der dem ringförmigen Werkstückträger (2) zugeordnete Drehantrieb (3) innerhalb des Unterbaus (1) einen Einbauraum (14) für den zweiten Rundtisch (5) ringförmig umgibt und dass der Rundtisch (5) als austauschbare Einheit in dem Einbauraum (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkstücktisch für Werkzeugmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken, mit einem Unterbau, einem auf dem Unterbau drehbar gelagerten Werkstückträger und einem Drehantrieb, der den Werkstückträger für die spanende Drehbearbeitung eines auf dem Werkstückträger aufgespannten Werkstückes rotierend antreibt, wobei der Werkstückträger ringförmig ausgebildet ist und eine koaxial angeordnete Aufnahmeplatte eines im Unterbau integrierten zweiten Rundtisches ringförmig umgibt.
Ein Werkstücktisch ist aus DE 202 02 998 U1 bekannt. Der Drehantrieb besteht aus einem elektrischen Direktantrieb, der ein für die Drehbearbeitung ausreichend hohes Drehmoment entwickelt und den Werkstückträger mit aufgespanntem Werkstück mit Drehzahlen von einigen hundert U/min antreibt. Der Werkstückträger ist als kreisförmige Aufnahmeplatte ausgebildet und weist oberseitige Spannnuten zur Fixierung der Werkstücke auf. Der in Draufsicht kreisförmige Werkstückträger ist zur genauen und verzugsfreien Aufspannung von schweren und sperrigen Werkstücken ausgelegt.
Aus DE 11 2007 000 528 T5 ist ein Werkstückpositionierungstisch bekannt, der koaxial angeordnete Drehteller aufweist. Ein Drehteller ist als Kreisscheibe ausgebildet und wird von einer ringförmigen Auflagefläche des zweiten Drehtellers umgeben. An jedem der beiden Drehteller ist ein stirnseitig vorstehender Passstift vorgesehen, der in eine zugeordnete Stiftaufnahme an der Unterseite eines Werkstückes eingreift. Durch Verstellung der beiden Drehteller relativ zueinander kann die Ausrichtung eines auf den Drehtellern aufliegenden Werkstückes verändert und das Werkstück positioniert werden. Ist die gewünschte Werkstückposition erreicht, werden die Drehteller mittels Blockiervorrichtungen festgesetzt. Zur Aufspannung von Werkstücken, die einer spanenden Drehbearbeitung unterworfen werden, ist der Drehtisch nicht ausgelegt und auch nicht geeignet.
Aus der US 3,170,348 A ist ein gattungsgemäßer Werkzeugtisch zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken bekannt. Der Werkzeugtisch weist einen auf einem Unterbau gelagerten ringförmigen Werkstückträger auf. Für die spanende Drehbearbeitung eines auf dem Werkstückträger aufgespannten Werkstückes wird der Werkstückträger von einem Drehantrieb angetrieben. Ferner weist der Werkstückträger eine koaxial angeordnete Aufnahmeplatte eines im Unterbau integrierten zweiten Rundtisches auf, welcher von dem ersten Rundtisch ringförmig umgeben ist.
Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken auf Werkzeugmaschinen mit drehenden Tischen müssen häufig Kompromisse eingegangen werden, da die zu bearbeitenden Werkstücke unterschiedliche Massen, Trägheitsmomente und Durchmesser aufweisen können. Zur Bearbeitung von schweren und sperrigen Werkstücken muss ein Rundtisch mit einer großen Aufnahmefläche verwendet werden, dessen Drehantrieb ein hohes Drehmoment aufweist und für kleine Drehzahlen ausgelegt ist. Ferner muss die Lagerung des Werkstückträgers sehr tragfähig sein. Zur Bearbeitung kleiner Werkstücke wird eine wesentlich höhere Drehzahl des Drehtisches gefordert, um bei der Drehbearbeitung des Werkstückes ausreichende Schnittgeschwindigkeiten zu erreichen. Motoren und Lager, die beide Bereiche abdecken, sind nicht verfügbar.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Werkstücktisch anzugeben, auf dem Werkstücke unterschiedlicher Größe aufgespannt und unter jeweils günstigen Zerspanungsbedingungen einer Drehbearbeitung unterworfen werden können.
Ausgehend von einem Werkstücktisch mit den eingangs beschriebenen Merkmalen wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Werkstücktisch gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Rundtisch einen separaten Drehantrieb aufweist, der die Aufnahmeplatte für die spanende Drehbearbeitung eines auf der Aufnahmeplatte aufgespannten Werkstückes antreibt. Je nach Werkstückgröße werden die Werkstücke entweder auf dem äußeren ringförmigen Werkstückträger oder auf der koaxial dazu angeordneten Aufnahmeplatte des im Unterbau integrierten zweiten Rundtisches aufgespannt. Die beiden Drehantriebe des erfindungsgemäßen Werkstücktisches sind zweckmäßig unterschiedlich ausgelegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der dem ringförmigen Werkstückträger zugeordnete Drehantrieb ein größeres Drehmoment auf und ist für einen kleineren Drehzahlbereich ausgelegt als der Drehantrieb des im Zentrum angeordneten Rundtisches. Das Zusammenspiel der im Durchmesser unterschiedlich großen Auflageflächen und der für unterschiedlich große Drehzahlbereiche ausgelegten Antriebe ermöglicht erfindungsgemäß sowohl die Bearbeitung großer als auch kleiner Werkstücke unter jeweils günstigen Zerspanungsbedingungen.
Erfindungsgemäß bestehen beide Drehantriebe des erfindungsgemäßen Werkstücktisches aus einem elektrischen Direktantrieb. Ein solcher Antrieb wird auch als Torquemotor bezeichnet und weist ein bestrombares Primärteil in Form eines Stators sowie einen mit Permanentmagneten bestückten Rotor auf. Der Torquemotor kann als Außenläufermotor oder Innenläufermotor ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Ausführung als Außenläufermotor, dessen Stator von dem mit Permanentmagneten bestückten Rotor umgeben ist.
Erfindungsgemäß ist die Anordnung so gestaltet, dass der dem ringförmigen Werkstückträger zugeordnete elektrische Direktantrieb innerhalb des Unterbaus einen Einbauraum für den zweiten Rundtisch ringförmig umgibt. Der zweite Rundtisch ist als austauschbare Einheit in dem Einbauraum angeordnet und weist ein separates Gehäuse auf, in dem ein elektrischer Direktantrieb als Drehantrieb für die Aufnahmeplatte angeordnet ist. Diese ist auf dem Gehäuse des Rundtisches drehbar gelagert.
Da der Rundtisch als austauschbare Einheit ausgebaut ist, entsteht ein Durchgangsloch, welches zum Durchstecken von langen Werkstücken während der Bearbeitung benutzt werden kann. Die Werkstücke sind an dem ringförmigen Werkstückträger befestigbar und werden durch den Antrieb dieses Werkstückträgers in Rotation versetzt.
Der Werkstücktisch weist geeignete Lager für den ringförmigen Werkstückträger und die zentral angeordnete Aufnahmeplatte auf, wobei die Lager des ringförmigen Werkstückträgers für eine höhere Traglast ausgelegt sein müssen. Insbesondere zur Lagerung des ringförmigen Werkstückträgers empfiehlt sich eine Wälzlageranordnung aus Axiallagern und Radiallagern. Eine entsprechende Wälzlageranordnung aus Axiallagern und Radiallagern kann auch für die Lagerung der koaxial angeordneten Aufnahmeplatte vorgesehen sein.
In weiterer Ausgestaltung lehrt die Erfindung, dass der ringförmige Werkstückträger und/oder die Aufnahmeplatte des innerhalb des Unterbaus zentral angeordneten Rundtisches als Wechselplatten ausgebildet sind, die mittels einer Spanneinrichtung an einer mit dem Drehantrieb verbundenen Unterkonstruktion befestigbar sind.
Die zentrale Aufnahmeplatte und/oder der ringförmige Werkstückträger können Spannmittel zur Fixierung von Werkstücken aufweisen. Sie können beispielsweise als Magnetspannsysteme ausgebildet sein und/oder Aufnahmenuten zum Einsetzen von Spannmitteln aufweisen. An der zentralen Aufnahmeplatte kann insbesondere auch mindestens ein Spannsystem vorgesehen sein, welches zur Aufnahme von Werkstückpaletten dient. Eine Erweiterung des Einsatzbereiches des erfindungsgemäßen Werkstücktisches ist schließlich dadurch möglich, dass die zentrale Aufspannplatte mit Mitteln bestückbar ist, die eine Innenbearbeitung eines Werkstückes erlauben.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Werkstücktisch für Werkstückmaschinen zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken.
Zum grundsätzlichen Aufbau des in der Figur dargestellten Werkstücktisches gehören ein Unterbau 1, ein auf dem Unterbau 1 drehbar gelagerter Werkstückträger 2 sowie ein Drehantrieb 3, der den Werkstückträger 2 für die spanende Drehbearbeitung eines auf dem Werkstückträger 2 aufgespannten Werkstückes rotierend antreibt. Der Werkstückträger 2 ist ringförmig ausgebildet und umgibt eine koaxial angeordnete Aufnahmeplatte 4 eines im Unterbau integrierten zweiten Rundtisches 5 ringförmig. Der Rundtisch 5 weist einen separaten Drehantrieb 6 auf, der die Aufnahmeplatte 4 für die spanende Drehbearbeitung eines auf der Aufnahmeplatte 4 aufgespannten Werkstückes antreibt. Je nach der Größe bzw. dem Außendurchmesser der Werkstücke werden diese entweder auf dem ringförmigen Werkstückträger 2 oder der dazu koaxial angeordneten zentralen Aufnahmeplatte 4 aufgespannt. Zur Aufspannung sind in den Auflageflächen des Werkstückträgers 2 und der Aufnahmeplatte 4 Nuten 7 zum Einsetzen von Spannmitteln, Klemmstücken und dergleichen vorgesehen.
Die dem ringförmigen Werkstückträger 2 sowie der zentralen Aufnahmeplatte 4 zugeordneten Drehantriebe 3, 6 sind unterschiedlich ausgelegt. Der dem ringförmigen Werkstückträger 2 zugeordnete Drehantrieb 3 weist ein größeres Drehmoment auf und ist für einen kleineren Drehzahlbereich ausgelegt als der Drehantrieb 6 des im Zentrum angeordneten Rundtisches 5.
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen beide Drehantriebe 3, 6 aus elektrischen Direktantrieben, die einen Stator 8, 8' als bestromtes Primärteil und einen mit Permanentmagneten 9, 9' bestückten Rotor aufweisen. Die Direktantriebe sind im Ausführungsbeispiel als Außenläufermotoren ausgebildet. Bei dieser Motorausführung umgibt der mit Permanentmagneten bestückte Rotor 9, 9' den Stator 8, 8' ringförmig. Die Verwendung eines Innenläufermotors als Direktantrieb soll jedoch nicht ausgeschlossen sein.
Zur Lagerung des ringförmigen Werkstückträgers 2 ist eine Wälzlageranordnung 10 aus Axiallagern 11 und einem Radiallager 12 vorgesehen. Hierbei beschreibt die Laufbahn der Axiallager 11 zusammen mit der Laufbahn des Radiallagers 12 eine im Querschnitt U-förmige Kontur, in welche ein maschinenfest angeordneter Ring 13 eingreift. Zwischen dem Ring 13 und den Laufbahnen sind Zylinderrollen als Wälzkörper vorgesehen.
Der als Direktantrieb ausgebildete Drehantrieb 3 des ringförmigen Werkstückträgers 2 umgibt innerhalb des Unterbaus 1 einen Einbauraum 14 für den zweiten Rundtisch 5 ringförmig. Der zentral angeordnete Rundtisch 5 ist als austauschbare Einheit in dem Einbauraum 14 angeordnet und weist ein separates Gehäuse 16 auf, in dem ein elektrischer Direktantrieb als Drehantrieb 6 für die Aufnahmeplatte 4 angeordnet ist. Die Aufnahmeplatte 4 ist auf dem Gehäuse 16 des Rundtisches 5 drehbar gelagert, wobei für das Lager ebenfalls eine Wälzlageranordnung 10' aus Axiallagern und einem Radiallager vorgesehen ist.

Claims

Werkstücktisch für Werkzeugmaschinen zur spanenden Drehbearbeitung von Werkstücken, mit einem Unterbau (1), einem auf dem Unterbau (1) drehbar gelagerten Werkstückträger (2) und einem Drehantrieb (3), der den Werkstückträger (2) für die spanende Drehbearbeitung eines auf dem Werkstückträger (2) aufgespannten Werkstückes rotierend antreibt, wobei der Werkstückträger (2) ringförmig ausgebildet ist und eine koaxial angeordnete Aufnahmeplatte (4) eines im Unterbau (1) integrierten zweiten Rundtisches (5) ringförmig umgibt dadurch gekennzeichnet, dass der Rundtisch (5) einen separaten Drehantrieb (6) aufweist, der die Aufnahmeplatte (4) für die spanende Drehbearbeitung eines auf der Aufnahmeplatte (4) aufgespannten Werkstückes antreibt, wobei beide Drehantriebe (3, 6) aus einem elektrischen Direktantrieb bestehen, dass der dem ringförmigen Werkstückträger (2) zugeordnete Drehantrieb (3) innerhalb des Unterbaus (1) einen Einbauraum (14) für den zweiten Rundtisch (5) ringförmig umgibt und dass der Rundtisch (5) als austauschbare Einheit in dem Einbauraum (14) angeordnet ist.
Werkstücktisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dem ringförmigen Werkstückträger (2) zugeordnete Drehantrieb (3) ein größeres Drehmoment aufweist und für einen kleineren Drehzahlbereich ausgelegt ist als der Drehantrieb (6) des im Zentrum angeordneten Rundtisches (5).
Werkstücktisch nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundtisch (5) ein separates Gehäuse (16) aufweist, in dem ein elektrischer Direktantrieb als Drehantrieb (6) für die Aufnahmeplatte (4) angeordnet ist, und dass die Aufnahmeplatte (4) auf dem Gehäuse (16) des Rundtisches (5) drehbar gelagert ist.
Werkstücktisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung des ringförmigen Werkstückträgers (2) und/oder der koaxial angeordneten Aufnahmeplatte (4) des zweiten Rundtisches (15) eine Wälzlageranordnung (10, 10') aus Axiallagern (11) und Radiallagern (12) vorgesehen ist.
Werkstücktisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Werkstückträger (2) und/oder die Aufnahmeplatte (4) des innerhalb des Unterbaus (1) zentral angeordneten Rundtisches (5) als Wechselplatten ausgebildet sind, die mittels einer Spanneinrichtung an einer mit dem Drehantrieb (3, 6) verbundenen Unterkonstruktion befestigbar sind.
Werkstücktisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Aufnahmeplatte (4) und der ringförmige Werkstückträger (2) Spannmittel zur Fixierung von Werkstücken aufweisen.