DE102011010666A1

DE102011010666A1 - Drehbearbeitungszentrum für Großteile

Info

Publication number: DE102011010666A1
Application number: DE201110010666
Authority: DE
Inventors: Norbert Hessbrüggen
Original assignee: EMAG Holding GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke (8) mit einem Maschinengestell, mit einer Werkstückspindel (4) und mit mindestens einem Werkzeughalter (14, 14a) mit Werkzeugen (15, 15a), wobei der mindestens eine Werkzeughalter (14, 14a) relativ zum Maschinengestell in vertikaler Richtung (Z-Achse) und horizontaler Richtung (X-Achse) verfahrbar ist, wobei das Maschinengestell zwei vertikale voneinander beabstandete Säulen (2, 2a) aufweist, die Säulen (2, 2a) an der Oberseite mit einem Verbindungselement (3) verbunden sind und die Werkstückspindel (4) am Verbindungselement (3) hängend zwischen den Säulen (2, 2a) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine für große Werkstücke mit Durchmessern von etwa 1000 bis 3000 mm Durchmesser.
Aus der DE 34 29 022 A1 ist eine Karusselldrehmaschine zur Bearbeitung von Eisenbahnrädern bekannt. Dabei sind Hauptspindel und deren Antriebsmotor im Maschinenuntersatz angeordnet. Darüber erhebt sich der Maschinenständer mit den Drehsupporten. Bei Karusselldrehmaschinen ist die Späneabfuhr insbesondere bei Innendrehoperationen problematisch.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei derartigen Werkzeugmaschinen die Späneabfuhr zu verbessern und die thermische Stabilität der Maschine zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 1. Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung weist das Maschinengestell zwei Säulen auf, die an der Oberseite mit einem Verbindungselement verbunden sind. Im Verbindungselement ist die Werkstückspindel hängend gelagert. Der Spindelantrieb mit dem Hauptantriebsmotor ist an der Oberseite des Verbindungselements angeordnet. Dadurch können die Späne unmittelbar auf den Späneförderer herunterfallen. Außerdem werden die vom Kraftfluss beanspruchten Teile des Maschinengestells weder durch die über die Späne abtransportierte Wärme noch durch die Abwärme des Hauptantriebsmotors negativ beeinflusst. Dies wirkt äußerst positiv auf die Maschinensteifigkeit aus.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert: 1 zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung von der Bedienseite her gesehen. Nicht erfindungswesentliche Details der Werkstückzuführung, der Steuerung und des Gehäuses sind nicht dargestellt. Auf der Grundplatte 1 des Maschinengestells sind voneinander beabstandet die Säulen 2, 2a angeordnet. Diese sind an der Oberseite durch ein Verbindungselement 3 miteinander verbunden. In der Lagerung 7 in der Mitte des Verbindungselements 3 ist die Werkstückspindel 4. drehbar gelagert. Die Werkstückspindel 4 trägt an der Unterseite das Spannmittel 5 zum Aufnehmen und Antreiben von Werkstücken 8. Der Hauptantriebsmotor 6 für die Werkstückspindel 4 ist außen an der Oberseite des Verbindungselements 3 angeordnet. Die Abwärme des Hauptantriebsmotors 6, welche bei Maschinen dieser Größenordnung den Wert von 20 kW deutlich übersteigen kann, lässt sich bei dieser Anordnung besonders effektiv abführen, ohne dass die vom Kraftfluss betroffenen Teile des Maschinengestells erwärmt werden. An der Säule 2 sind vertikale Führungen 9 für den Vertikalschlitten 10 angeordnet. Dieser ist über den Motor 11 und die Kugelrollspindel 12 in vertikaler Richtung (Z-Achse) gesteuert beweglich geführt. Am Vertikalschlitten 10 ist der Horizontalschlitten 13 in horizontaler Richtung (X-Achse) beweglich. Der Horizontalschlitten 13 trägt den als Motorspindel ausgeführten Werkzeughalter 14 für angetriebene Werkzeuge 15. Die Motorspindel kann im Horizontalschlitten 13 um eine horizontale Schwenkachse 19 geschwenkt werden. Analog zum Werkzeughalter 14 ist an der Säule 2a der als Werkzeugrevolver ausgeführte Werkzeughalter 14a ebenfalls über Schlitten in horizontaler und vertikaler Richtung beweglich. Auf der Grundplatte 1 befindet sich zwischen den Säulen 2, 2a die Auffangwanne 18 für Späne und Kühlflüssigkeit. Vorteilhaft sind der Schaltschrank 21 und das Hydraulik- und Kühlaggregat 22 auf gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugmaschine angeordnet, so dass diese von der Bedienseite her besonders gut zugänglich ist und von der Rückseite her be- und entladen werden kann.
2 zeigt den Arbeitsraum 17 der Maschine nach 1 von oben gesehen. Die Säulen 2, 2a mit den Werkzeugträgern 14, 14a sind punktsymmetrisch zur Werkstückrotationsachse 16 angeordnet, so dass die Spindelachse 20 des Werkzeugs 15, der Eingriffspunkt 23 des Werkzeugs 15a am Werkstück 8 und die Werkstücksrotationsachse 16 in einer gedachten Ebene „E” liegen. Besonders vorteilhaft ist die Ebene „E” unter einem Winkel β zwischen 20° bis 70° gegenüber der äußeren Begrenzungsfläche der Werkzeugmaschine geneigt. Dadurch kann die Werkzeugmaschine insgesamt wesentlich kompakter gebaut werden. 3 zeigt eine Werkzeugmaschine ebenfalls in der Draufsicht ähnlich der nach 2, wobei jeweils zwei Werkzeuge 15, 15a gleichzeitig am Werkstück 8 in Eingriff sein können. Aus Platzgründen sind an den Horizontalschlitten 13a an Stelle der Werkzeugrevolver feststehende Werkzeuge 15a angeordnet. Den Werkzeugen 15a sind auf der gegenüberliegenden Werkstückseite die Werkzeuge 15 zugeordnet, so dass diese jeweils gemeinsam mit der Werkstückrotationsachse 16 auf gedachten Ebenen „E” und „F” liegen. Die Ebenen „E” und „F” schließen miteinander einen Winkel α ein. Besonders vorteilhaft ist der Winkel α größer als 90°. Dadurch verringert sich die Stellfläche und es wird weniger Platz benötigt.
Die 4 zeigt eine Werkzeugmaschine mit Y-Achse. Dabei ist das Verbindungselement 3 auf Y-Führungen 24 auf den Säulen 2, 2a in horizontaler Richtung verfahrbar. Bei einer Werkzeugmaschine nach 2 können die Y-Führungen 24 orthogonal zur gedachten Ebene „E” (2) ausgerichtet sein. Bei einer Maschine nach 3, bei der die Ebenen „E” und „F” im Winkel α zueinander angeordnet sind, werden die Y-Führungen zweckmäßig unter dem Winkel α/2 zu den Ebenen „E” und „F” ausgerichtet. Die Verfahrwege entlang der Y-Führungen 24 werden von der Maschinensteuerung über Achseninterpolation ermittelt.
Bezugszeichenliste

1: Grundplatte
2 2a: Säule
3: Verbindungselement
4: Werkstückspindel
5: Spannmittel
6: Hauptantriebsmotor
7: Lagerung
8: Werkstück
9 9a: Führungen
10: Vertikalschlitten
11 11a: Motor
12: Kugelrollspindel
13 13a: Horizontalschlitten
14 14a: Werkzeughalter
15 15a: Werkzeug
16: Werkstückrotationsachse
17: Arbeitsraum
18: Auffangwanne
19: Schwenkachse
20: Spindelachse
21: Schaltschrank
22: Hydraulik- und Kühlaggregat
23: Eingriffspunkt
24: Y-Führung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3429022 A1 [0002]

Claims

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke (8) mit einem Maschinengestell, mit einer Werkstückspindel (4) und mit mindestens einem Werkzeughalter (14, 14a) mit Werkzeugen (15, 15a), wobei der mindestens eine Werkzeughalter (14, 14a) relativ zum Maschinengestell in vertikaler Richtung (Z-Achse) und horizontaler Richtung (X-Achse) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengestell zwei vertikale voneinander beabstandete Säulen (2, 2a) aufweist, dass die Säulen (2, 2a) an der Oberseite mit einem Verbindungselement (3) verbunden sind und dass die Werkstückspindel (4) am Verbindungselement (3) hängend zwischen den Säulen (2, 2a) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 1 mit vier gesteuert angetriebenen Linearachsen, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder der Säulen (2, 2a) ein Werkzeughalter (14, 14a) jeweils in horizontaler und vertikaler Richtung verfahrbar ist und dass angetriebene Werkzeuge (15) und/oder feststehende Werkzeuge (15a) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 2 mit einer gedachten durch die Werkstückrotationsachse (16) und die Werkzeugachsen (20, 20a) verlaufenden Ebene (E), dadurch gekennzeichnet, dass die Säulen (2, 2a) auf gegenüberliegenden Seiten der Ebene (E) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 3, wobei jeweils zwei Werkzeuge 15, 15a gleichzeitig am Werkstück 8 in Eingriff sein können, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge jeweils gemeinsam mit der Werkstückrotationsachse 16 auf gedachten Ebenen (E) und (F) liegen und dass die Ebenen (E) und (F) einen Winkel α größer als 90° miteinander einschließen.
Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (4) im Verbindungselement (3) drehbar gelagert ist und dass der Antrieb mit dem Hauptantriebsmotor (6) an der Oberseite des Verbindungselementes (3) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb der Werkstückspindel (4) mindestens zwei Antriebsmotore vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von der Bedienseite her gesehen die Säulen (2, 2a) seitlich rechts und links des Arbeitsraumes (17) angeordnet sind und dass die Beladung von der Maschinenrückseite her erfolgen kann.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltschrank (21) und das Hydraulik- und Kühlaggregat (22) an einander gegenüberliegenden Außenseiten der Säulen (2, 2a) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 7 mit einer Y-Achse, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (4) über Y-Führungen (24) auf den Säulen (2, 2a) in horizontaler Richtung gesteuert verfahrbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (4) in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbar ist.