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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Mittenantriebs-Drehmaschine
mit zwei Mittenantriebsköpfen
und mindestens einem jedem Mittenantriebskopf zugeordneten Kreuzschlitten,
wobei die Mittenantriebsköpfe
und die Kreuzschlitten auf zueinander parallelen Führungsbahnen
verfahrbar sind und in die wechselseitigen, an den Bewegungsbahnen
hineinragen.
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Eine derartige Mittenantriebs-Drehmaschine ist
aus
EP 1 034 881 A1 bekannt.
Sie besitzt zwei parallel zueinartder angeordnete Fahrbahnen. Auf
der einen Fahrbahn sind zwei Kreuzschlitten und auf der anderen
Fahrbahn zwei Mittenantriebsköpfe
verfahrbar. Die Mittenantriebsköpfe
sind beide angetrieben. Die relativen Positionen der Mittenantriebsköpfe und der
Kreuzschlitten zueinander sind variabel einstellbar, in dem die
Mittenantriebsköpfe
und die Kreuzschlitten auf den parallelen Führungsbahnen aneinander vorbeifahrbar
sind. Aufgrund dieser Variabilität der
Relativpositionen zwischenden Kreuzschlitten und den Mittenantriebsköpfen sind
auf diese Maschine vielfältige
Bearbeitungsmöglichkeiten
von Werkstücken
realisierbar. So können
lange Werkstücke gleichzeitig
in beide Mittenantriebsköpfe
eingespannt werden, wobei eirte gleichzeitige Enden- oder Oberflächenbearbeitung
möglich
ist. Durch Einspannen eines kurzen Werkstücks in einen der beiden angetriebenen
Mittenantriebsköpfe
kann dieses gleichzeitig an beiden Enden bearbeitet werden.
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Neben relativ großen Mittenantriebs-Drehmaschinen,
wie die in
EP 1 034
881 A1 offenbarte, gehören
kleinere Mittenantriebs-Drehmaschinen zum
Stand der Technik, wie sie z. B. in dem Prospekt „Die neue
Drehmaschinengeneration Baureihe C 200" der Werkzeugmaschinenbau
Sinsheim GmbH dargestellt und beschrieben sind.
1 zeigt eine schematische Draufsicht
auf eine derartige Maschine. In einem Maschinengehäuse a ist
ein Bett b mit zwei Führungsbahnen
c und d angeordnet. Auf der Führungsbahn
c sind zwei Kreuzschlitten e und f in Maschinenlängsrichtung verfahrbar. Zwischen
den Kreuzschlitten e und f ist ein Mittenantriebskopf g angeordnet.
Dieser dient dem Einspannen und dem Antrieb eines kurzen Werkstücks, welches
mit den Werkzeugen der Kreuzschlitten e und f gleichzeitig an beiden
Enden bearbeitet werden kann. Der Mittenantriebskopf g kann stationär angeordnet,
aber auch in Maschinenlängsrichtung
verfahrbar sein. In letzterem Falle ist eine weitere Führungsbahn
h vorgesehert, so dass dann insgesamt ein 6-Bahnen-Bett vorliegt.
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Wie aus 1 hervorgeht, ist bei derartig kleinen
Mittenantriebs-Drehmaschinen die Erstreckung des Mittenantriebskopfes
g bzw. die Erstreckung der Führungsbahnen
i und j der Planschlitten der Kreuzschlitten e und f quer zur Längsachse
der Mittenantriebs-Drehmaschine so groß, dass diese sich überlappen,
d.h. in die wechselseitigen axialen Bewegungsbahnen hineinragen.
Der Mittenantriebskopf g ist somit sozusagen zwischen den Kreuzschlitten
e und f „gekammert",
das heißt
mit anderen Worten, die Kreuzschlitten e und f sowie der Mittenantriebskopf
g sind nicht aneinander vorbeifahrbar. Dies ist kein Nachteil, solange
nur kurze Werkstücke,
die mit ihren Enden beidseitig aus dem Mittenantriebskopf g herausragen,
an ihren Enden gleichzeitig bearbeitet werden sollen.
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Unabhängig von einer stationären oder
verfahrbaren Anordnung des Mittenantriebskopfes g ist mit der Anordnung
gemäß 1 eine Bearbeitung langer
Werkstücke
nicht möglich.
Dieser Mangel könnte
dadurch abgestellt werden, dass ein zweiter Mittenantriebskopf g'
vorgesehen wird, der in 1 gestrichelt
eingezeichnet ist. Je nach dem eingestellten Abstand zwischen den
beiden Mittenantriebsköpfen
g und g' könnten
dann mehr oder weniger lange Werkstücke an ihren Enden gleichzeitig
bearbeitet werden. Allerdings würde
dieser Vorteil dadurch erkauft werden, dass sehr kurze Werkstücke nun
nicht mehr gleichzeitig endenbearbeitet werden können, auch wenn die beiden
Mittenantriebsköpfe
g und g' ganz eng zusammengefahren werden würden, da die Enden der Werkstücke dann
nicht mehr beidseitig aus den Mittenantriebsköpfen g und g' herausragen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, kleinere Mittenantriebs-Drehmaschinen der oben im Stand
der Technik beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, dass ihre
Bearbeitungsmöglichkeiten erweitert
werden, insbesondere die Bearbeitung von sehr kurzen als auch langen
Werkstücken
möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer
Mittenantriebs-Drehmaschine
der eingangs genannten Art gelöst,
die zusätzlich
die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 aufweist.
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Der Terminus „nicht angetriebener Mittenantriebskopf"
ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen, dass er
keinen Eigenantrieb besitzt, sondern über den, einen eigenen Antrieb
besitzenden Mittenantriebskopf und das eingespannte Werkzeug mitgenommen
wird. Er hat somit gewissermaßen
die Funktion einer Lünette.
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Aufgrund der Verschwenkbarkeit des
nicht angetriebenen Mittenantriebskopfes aus seiner Arbeitsstellung,
in der er rechtwinklig zu den Führungsbahnen
angeordnet ist, in seine Ruhestellung, kommt er aus dem Kollisionsbereich
mit den Kreuzschlitten, so dass diese und der in Ruhestellung befindliche Mittenantriebskopf
auf den Führungsbahnen
aneinander vorbeifahrbar sind. Es ist sinnvoll, wenn der nicht angetriebene
Mittenantriebskopf in seiner Ruhestellung parallel zu den Führungsbahnen
steht, a1-so um
90° schwenkbar
ist. Es sind natürlich
auch kleinere Schwenkwinkel möglich,
solange die angesprochene Verfahrbarkeit nicht beeinträchtigt wird. Durch
die Verschwenkbarkeit des nicht angetriebenen Mittenantriebskopfes
erhöhen
sich die Bearbeitungsmöglichkeiten
der Mittenantriebs-Drehmaschine beträchtlich. So können auf
diese Maschine sowohl sehr kurze Werkstücke bearbeitet werden, in dem
der nicht angetriebene Mittenantriebskopf in seine Ruhestellung
geschwenkt wird, das kurze Werkstück in den angetriebenen Mittenantriebskopf
eingespannt und die mindestens zwei Kreuzschlitten dem angetriebenen
Mittenantriebskopf zur Endenbearbeitung des eingespannten Werkstücks zugestellt
werden. Des weiteren können
auf diese Maschine unterschiedlich lange Werkstücke endenbearbeitet werden,
in dem die beiden Mittenantriebsköpfe zwischen den Kreuzschlitten
entsprechend weit auseinander gefahren werden. Darüber hinaus
ist auch eine Oberflächenbearbeitung
eines langen Werkstücks
zwischen den beiden Mittenantriebsköpfen möglich, in dem der nicht angetriebene
Mittenantriebskopf zunächst
in seine Ruhestellung geschwenkt, dann einer der Kreuzschlitten
in eine Position zwischen den beiden Antriebsköpfen verfahren und anschließend der nicht
angetriebene Mittenantriebskopf wieder aus seiner Ruhestellung in
seine Arbeitsstellung zurückgeschwenkt
wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In
der dazugehörigen
Zeichnung zeigt:
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Mittenantriebs-Drehmaschine,
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3 einen
Schnitt A-A gemäß 2,
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4 schematisch
fünf verschiedene,
in den 4.1–4.5 dargestellte
Maschinenpositionen,
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5 eine
Seitenansicht des nicht angetriebenen Mittenantriebskopfes, und
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6 eine
Vorderansicht der Darstellung gemäß 5.
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Die in der Zeichnung dargestellte
Mittenantriebs-Drehmaschine 1 besitzt
ein Gehäuse 2,
welches mit Türen 3 ausgestattet
ist, die einen Zugang zur eigentlichen Bearbeitungseinheit gestatten.
Die Türen 3 dienen
dem Spritzschutz gegen Kühl-
und Schmierflüssigkeit
sowie gegen Späne
und dem weiteren Arbeitsschutz, um eine Berührung des Bedieners mit bewegten
Tei len der Maschine zu verhindern. An einer Stirnseite des Gehäuses 2 ragt
ein Tragarm 4 vom Gehäuse
ab, der ein Bedienpult 5 trägt. Auf der gegenüberliegenden
Stirnseite ist die Mittenantriebs-Drehmaschine 1 mit einem Schaltschrank 6 ausgestattet.
An dieser Stirnseite folgt auch eine Abfuhr der bei der Bearbeitung
von Werkstücken
erzeugten Späne.
Dazu ist ein Späneförderer 7 vorgesehen.
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Die Mittenantriebs-Drehmaschine 1 besitzt ein
Maschinenbett 8 mit drei Führungsbahnen 9, 10 und 11.
Auf den beiden äußeren Führungsbahnen 9 und 11 laufen
vier Kreuzschlitten 12 – 15, die sich jeweils
aus einem Bettschlitten 12.1 – 15.1 und einem P1anschlitten 12.2 – 15.2 zusammensetzen.
Supporte 12.3 – 15.3 der
Planschlitten 12.2 – 15.2 tragen
die Werkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken, die in 2 schematisch angedeutet sind.
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Die Führungsbahnen 9 und 11 sind
mit dachförmigen Überbauten 16 und 17 versehen,
um sie gegen Verschmutzungen zu schützen. Ein derartiger Schutz
ist für
die mittlere Führungsbahn 10 nicht
erforderlich, da diese unter den Führungsbahnen 9 und 10 hängt und
damit wirksam gegen Verschmutzung geschützt ist. Auf der Führungsbahn 10 sind
zwei Mittenantriebsköpfe 18, 19 angeordnet.
Der Mittenantriebskopf 18 besitzt einen eigenen Antrieb
sowie eine Spannzange 20, wie sie aus 5 hervorgeht, zum Einspannen von Werkstücken. Antrieb
und Spannzange sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden
daher hier nicht näher
erläutert. Durch
den Antrieb des Mittenantriebskopfes 18 werden zu bearbeitende
Werkstücke
in Rotationsbewegung gebracht. Je nach Art seines Antriebes kann der
Mittenantriebskopf 18 auf der Fahrbahn 10 stationär oder aber
auch verfahrbar angeordnet sein. Im Falle seiner Verfahrbarkeit
besitzt er einen Bettschlitten 21, wie in 3 dargestellt.
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Der Mittenantriebskopf 19,
der detaillierter in den 5 und 6 dargestellt ist, besitzt
keinen eigenen Antrieb, jedoch eine Spannzange 20 zum Einspannen
von Werkstücken.
Er ist aus seiner Arbeitsstellung, in der er senkrecht zu den Führungsbahnen 9 – 11 ausgerichtet,
in eine Ruhestellung schwenkbar, in der er parallel zu den Führungsbahnen 9 – 11 steht.
Diese Ruhestellung (schwarzes Rechteck) ist in 2 in unmittelbarer Nachbarschaft zum
Schaltschrank 6 dargestellt.
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Der Mittenantriebskopf 19 ist
auf der Fahrbahn 10 verfahrbar und ist dazu mit einem Bettschlitten 22 ausgestattet.
Dieser Bettschlitten 22 trägt ein Gestell 23,
dessen oberen Abschluss 2 Platten 24 bilden, die
starr mit den übrigen
Teilen des Gestells 23 verbunden sind. Auf diesen beiden
Platten 24 ist eine Basisplatte 25 gelagert, die
starr mit dem Mittenantriebskopf 19 verbunden ist. Die
Platten 25 und 24 besitzen zwei sich, bezogen
auf die Mittelachse 26 des Mittenantriebskopfes 19,
diametral gegenüberliegende
Kegelbohrungen 27, die in der Ruhestellung und in der Arbeitsstellung
des Mittenantriebskopfes 19 miteinander fluchten. Diese
Kegelbohrungen 27 nehmen Kegelstifte 28 in der
Ruhestellung und in der Arbeitsstellung des Mittenantriebskopfes 19 formschlüssig auf.
Die Kegelstifte 28 sind jeweils mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders 29 verbunden.
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Der Mittenantriebskopf 19 bzw.
seine Basisplatte 25 ist starr mit einer Schwenkwelle 30 verbunden,
die in einer Buchse 31 des Gestells 23 über zwei Kugellager 32 drehbar
gelagert ist. Das untere Ende der Schwenkwelle 30 ist mit
einer aus der Zeich nung nicht ersichtlichen Verzahnung ausgestattet,
die mit einer Zahnstange 33 kämmt. Diese Zahnstange 33 ist
gleichzeitig Bestandteil des Kolbens eines weiteren Hydraulikzylinders 34.
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Die 5 und 6 zeigen den Mittenantriebskopf 19 in
seiner Arbeitsposition. Soll er aus dieser Position in seine Ruheposition überführt, d.h.
um 90° geschwenkt
werden, werden zunächst
die beiden Hydraulikzylinder 29 betätigt, so dass sich die Kegelstifte 28 nach
oben bewegen, also ihren Formschluss mit den Platten 25 und 24 aufheben.
Nun wird der Hydraulikzylinder 34 betätigt, wodurch der Mittenantriebskopf 19 über seine
Schwenkwelle 30 verschwenkt wird. Bei dieser Schwenkbewegung
laufen die Kegelstifte 28 in in der Basisplatte 25 ausgesparten
Kreisbahnen bis in die nächste Überdeckungsstellung
der Kegelbohrungen 27 in den Platten 25 und 24.
Die Zylinder 29 werden in dieser Stellung wieder betätigt, so
dass die Zylinderstifte 28 nach unten in Formschluss mit
den Kegelbohrungen 27 gezogen werden. Dadurch erfolgt eine
feste Verspannung des Mittenantriebskopfes 19 auf seinem
Gestell 23. Aufgrund des Formschlusses zwischen den Kegelstiften 28 und
den Kegelbohrungen 27 nimmt der Mittenantriebskopf 19 reproduzierbar
seine Arbeitsstellung bzw. seine Ruhestellung ein, was für eine genaue
Bearbeitung von Werkstücken
erforderlich ist.
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Aus 3,
insbesondere aber aus 2 geht
hervor, dass die Erstreckungen der Mittenantriebsköpfe 18, 19 bzw.
auch der Kreuzschlitten 12-15 quer zur Mittelachse 35 der
Mittenantriebs-Drehmaschine 1 so
groß sind,
dass sie sich überlappen,
d.h., die Kreuzschlitten 12-15 ragen in die axialen Bewegungsbahnen
der Mittenantriebsköpfe 18, 19 hinein
und umgekehrt. Dadurch sind die beiden Mittenantriebsköpfe 18, 19 gewissermaßen zwischen
den Kreuzschlitten 12 – 15 gekammert.
Sie sind zwar innerhalb dieser „Kammerung" auf der Führungsbahn 10 verschiebbar,
was in 2 durch die beiden
schraffiert dargestellten Positionen des Mittenantriebskopfes 19 links
von den beiden Kreuzschlitten 14, 15 angedeutet
ist. Die beiden in 2 rechts
von den Kreuzschlitten 14, 15 angedeuteten Positionen
des Mittenantriebskopfes 19 (schwarzes Rechteck – Ruhestellung;
schraffiertes Rechteck – Arbeitsstellung)
sind jedoch nur möglich,
da der Mittenantriebskopf 19, wie beschrieben, aus seiner
Arbeitsteilung um 90° in
eine Ruhestellung schwenkbar ist und umgekehrt.
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Aufgrund dieser Ausbildung der Mittenantriebs-Drehmaschine 1 erhöhen sich
deren Bearbeitungsmöglichkeiten
gegenüber
herkömmlichen
Maschinen erheblich. Diese Möglichkeiten
werden nachstehend anhand von 4 erläutert.
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In den 4.2, 4.3 und 4.4 ist
die Endenbearbeitung verschieden langer Werkstücke bei Kammerung der Mittenantriebsköpfe 18, 19 zwischen
den Kreuzschlitten 12-15 dargestellt. Ein Werkstück ist dabei
in beide Mittenantriebsköpfe 18, 19 eingespannt. 4.2 zeigt die beiden Mittenantriebsköpfe 18, 19 dicht
zusammengefahren, so dass kurze Werkstücke bearbeitet werden können. In 4.3 sind die Mittenantriebsköpfe 18, 19 etwas
weiter auseinandergefahren, so dass längere Werkstücke endbearbeitet
werden können. 4.4 zeigt die Endbearbeitung sehr langer
Werkstücke,
wozu die Mittenantriebsköpfe 18, 19 sehr
weit auseinandergefahren sind.
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Sehr kurze Werkstücke können bei der Anordnung gemäß 4.2 nicht bearbeitet werden, da ihre Enden
nicht beidseitig aus den beiden zusammengefahrenen Mittenantriebsköpfen 18, 19 her ausragen.
Um eine Endenbearbeitung von sehr kurzen Werkstücken zu ermöglichen, welche dann nur in
den angetriebenen Mittenantriebskopf 18 eingespannt sind,
wird der Mittenantriebskopf 19 aus seiner Arbeitsstellung
um 90° in
seine Ruhestellung geschwenkt und an den beiden ihm zugeordneten Kreuzschlitten 14, 15 vorbeigefahren
oder umgekehrt.
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4.5 zeigt
eine weitere Bearbeitungsmöglichkeit,
die darin besteht, dass ein langes, in die beiden Mittenantriebsköpfe 18, 19 eingespanntes Werkstück gleichzeitig
an beiden Enden und zwischen den Mittenantriebsköpfen 18, 19 bearbeitet werden
kann. Diese Bearbeitungsposition wird dadurch erreicht, dass der
Mittenantriebskopf 19 zunächst in seine Ruheposition,
dann der Kreuzschlitten an dem in Ruheposition befindlichen Mittenantriebskopf 19 vorbeigefahren
und anschließend
der Mittenantriebskopf 19 wieder in seine Arbeitsposition zurückgeschwenkt
wird.