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Die Erfindung betrifft eine Innenräummaschine nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.
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Eine derartige Innenräummaschine ist beispielsweise aus der
EP 1 247 605 B1 sowie der
WO 2013/011051 A2 bekannt. Dabei sind in einem Maschinengestell ein oberer Druckschlitten und ein unterer Ziehschlitten verfahrbar angeordnet. Zwischen diesen Schlitten ist ein Maschinentisch mit Aufnahmen für das zu bearbeitende Werkstück angeordnet, wobei das den Maschinentisch durchsetzende Räumwerkzeug jeweils am Druckschlitten und am Ziehschlitten in Werkzeughaltern festsetzbar ist.
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Mit derartigen Maschinen werden beispielsweise Innenbohrungen oder Nuten bearbeitet, wobei an den zu bearbeitenden Innenflächen das Räumwerkzeug entweder vorbeigeschoben oder vorbeigezogen wird. Dabei ist das Räumwerkzeug während des Einsatzes beidseitig eingespannt, wobei das Räumwerkzeug gleichzeitig mit Druck und Zug beaufschlagbar ist. Hierzu ist das Räumwerkzeug in radial spannbaren Werkzeughaltern am Druck- und am Ziehschlitten zentriert eingespannt gehalten, wobei die beiden Schlitten während der Räumbearbeitung kraftschlüssig gekoppelt sind.
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Weiterhin sind auch Innenräummaschinen bekannt, die lediglich einen Ziehschlitten aufweisen, in dem das Räumwerkzeug einseitig eingespannt ist. Über den Ziehschlitten wird das Räumwerkzeug durch das Werkstück gezogen, wodurch die spanende Bearbeitung erfolgt.
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Problematisch bei den vorbekannten Innenräummaschinen ist die unkontrollierte Span- und Kühlmittelableitung. Mit Spänen durchsetztes Kühlmittel kann in Spindeln und Führungen gelangen, wodurch diese beeinträchtigt bzw. sogar beschädigt werden können. Um ein Eindringen von Spänen in Führungen oder Spindeln zu vermeiden, werden diese häufig über Abdeckungen abgeschirmt. Diese Abdeckungen gestalten sich jedoch insbesondere bei Spindeln, die dem Antrieb von Druck- und Zugschlitten dienen, häufig aufwändig.
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Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Innenräummaschine der vorgenannten Art bereitzustellen, bei der eine Beaufschlagung von Spindeln und Führungen mit Spänen bzw. mit Span durchsetztem Kühlmittel verhindert ist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Mit der Erfindung ist eine Innenräummaschine geschaffen, bei der eine Beaufschlagung von Spindeln und Führungen mit Spänen bzw. mit Spänen durchsetztem Kühlmittel verhindert ist. Dadurch, dass Mittel zur Kapselung des Räumwerkzeugs gegenüber der wenigstens einen Führungs- oder Antriebsspindel während eines Rollenvorgangs angeordnet sind, ist nunmehr einer Verteilung von Spänen und Kühlmittel innerhalb der Innenräummaschine entgegengewirkt. Die separate Abdeckung von Spindeln und Führungen, wie sie im Stand der Technik vorgesehen ist, ist somit nicht mehr erforderlich.
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Erfindungswesentlich ist, dass im Gegensatz zum Stand der Technik eine Abkapselung des Räumwerkzeugs und somit der Quelle von Spänen und Kühlmitteln erfolgt. Hierdurch ist folglich die Ursache möglicher Verunreinigungen von Spänen und Führungen – sowie auch des übrigen Innenraums des Maschinengestells – entgegengewirkt.
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In Weiterbildung der Erfindung umfassen die Mittel zur Kapselung des Räumwerkzeugs wenigstens ein längenveränderliches Mantelstück. Hierdurch ist eine fortwährende Abdeckung des Räumwerkzeugs während eines Räumvorgangs ermöglicht.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Mantelstück durch eine Spiralfederabdeckung gebildet. Hierbei handelt es sich um eine aus Federbandstahl hergestellte Spiralfeder, die im Stand der Technik zum Schutz von in Werkzeugmaschinen verbauten Schrauben und Wellen eingesetzt wird, um diese umfassend gegen äußere Einflüsse wie Späne, Staub und Flüssigkeiten zu schützen. Durch die Verwendung eines derartigen Standardbauteils ist eine kostengünstige Realisierung der Kapselung des Räumwerkzeugs ermöglicht. Alternativ ist auch der Einsatz eines Faltenbalgs als Mantelstück möglich.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Mantelstück eine Werkzeugaufnahme eines Druck- oder Zugschlittens umgebend an diesem angeordnet. Hierdurch ist die Kapselung des Räumwerkzeugs verbessert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Mantelstück eine Werkstückaufnahme des Maschinentischs umgebend an diesem angeordnet. Bevorzugt ist auch auf seiner der Werkstückaufnahme gegenüberliegenden Seite des Maschinentischs ein Mantelstück angeordnet. Hierdurch ist eine durchgehende Ummantelung des Räumwerkzeugs gewährleistet.
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In Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens eine Werkstückaufnahme ein Kupplungsteil zum ein aufgenommenes Werkstück umschließenden, vorzugsweise dichtenden Anschluss eines Mantelstücks auf. Hierdurch ist eine Verbindung zwischen Mantelstück und Werkstückaufnahme des Maschinentisches nach Einbringen eines Werkstücks ermöglicht. Zusätzlich kann auch auf seiner der Werkstückaufnahme gegenüberliegenden Seite des Maschinentisches ein solches Kupplungsteil zum Anschluss eines weiteren Mantelstücks angeordnet sein.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen dass Kupplungsteil sowie das anzuschließende Mantelstück miteinander korrespondierende lösbare Verbindungsmittel auf. Hierdurch ist der Anschluss des Mantelstücks vereinfacht. Beispielsweise können die korrespondierenden lösbaren Verbindungsmittel durch korrespondierende Gewinde oder auch durch korrespondierende Bestandteile eines Bajonettverschlusses gebildet sein.
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In Weiterbildung der Erfindung ist eine Ablaufeinrichtung angeordnet, die mit den Mitteln zur Kapselung des Räumwerkzeugs verbindbar ist. Hierdurch ist eine direkte Ableitung von mit Spänen versetztem Kühlmittel ermöglicht. Weiterhin kann auch eine Absaugvorrichtung angeordnet sein, die bevorzugt am oberen Ende der Mittel zur Kapselung des Räumwerkzeugs mit diesen verbunden ist. Hierdurch können insbesondere beim Trockenräumen entstehende Dämpfe abgesaugt werden. Darüber hinaus ist auch die Anordnung einer Spülvorrichtung zur Reinigung des Räumwerkzeugs möglich, welche mit den Mitteln zur Kapselung verbindbar ist.
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Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
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1 die schematische Darstellung einer Innenräummaschine mit beidseitig eingespanntem Räumwerkzeug mit Maschinentisch in unterer Position;
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2 die schematische Darstellung der Innenräummaschine aus 1 mit Maschinentisch in mittlerer Position;
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3 die schematische Darstellung der Innenräummaschine aus 1 mit Maschinentisch in einer oberen Position;
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4 die schematische Darstellung einer Innenräummaschine in einer weiteren Ausführungsform mit einseitig eingespanntem Räumwerkzeug und
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5 die schematische Darstellung der Innenräummaschine aus 4 in der Draufsicht.
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Die als Ausführungsbeispiel gewählte Innenräummaschine gemäß den 1 bis 3 ist als Senkrecht-Innenräummaschine ausgeführt. Sie umfasst ein Maschinengestell 1, in dem ein Druckschlitten 2 und ein Maschinentisch 3, die unabhängig voneinander vertikal verschiebbar angetrieben sind.
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Das Maschinengestell 1 umfasst eine deckseitige Kopfplatte 11 sowie eine bodenseitige Basisplatte 12, die zwei äußere Gewindespindeln 17 sowie zwei innere Gewindespindeln 19 aufnehmen. Zur drehbaren Lagerung der äußeren Gewindespindeln 17 und der inneren Gewindespindeln 19 sind Kopfplatte 11 und Basisplatte 12 mit Lagern 13 versehen, welche die Gewindespindeln 17, 19 aufnehmen.
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Der Druckschlitten 2 weist beabstandet zueinander zwei Muttern 21 auf, über die der Druckschlitten 2 auf den äußeren Gewindespindeln 17 als Kugelspindelantrieb (auch Kugelgewindetrieb) geführt ist. Die äußeren Gewindespindeln 17 sind über einen Zahnriemenantrieb mit einem ersten Antriebsmotor 16 verbunden, über den die äußeren Gewindespindeln 17 antreibbar sind.
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Der Maschinentisch 3 weist gleichsam beabstandet zueinander zwei Muttern 31 auf, über die er auf den inneren Gewindespindeln 19 als Kugelspindeltrieb geführt ist. Die inneren Gewindespindeln 19 sind wiederum über einen Zahnriemenantrieb mit einem zweiten Antriebsmotor 18 verbunden, über den die inneren Gewindespindeln 19 antreibbar sind.
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Der Druckschlitten 2 ist zur Durchführung der inneren Gewindespindeln 19 mit zwei beabstandet zueinander angeordneten Durchführungen 22 versehen. Gleichsam ist der Maschinentisch 3 zur Durchführung der äußeren Gewindespindeln 17 mit zwei Durchführungen 32 versehen. Weiterhin ist der Maschinentisch 3 über seitliche Führungsschlitten 33 in dem Maschinengestell 1 geführt.
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An dem Druckschlitten 2 sowie an der Basisplatte 12 sind radial spannbare Werkzeughalter 23, 14 zur Einspannung eines Räumwerkzeugs 5 angeordnet. Das Räumwerkzeug 5 ist dabei koaxial zu dem zu bearbeitenden Werkstück 7, bzw. zu dem zur Aufnahme des Werkstücks 7 am Maschinentisch 3 angeordneten Werkstückhalter 34 ausgerichtet. Durch Verfahren des Druckschlittens 2 wird das Räumwerkzeug 5 in das zu bearbeitende Werkstück 7 eingefahren, durchsetzt dieses und greift in Endstellung in dem gegenüberliegend angeordneten Werkzeughalter 14 der Basisplatte 12 ein.
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Das Räumwerkzeug 5 ist über eine Werkzeugummantelung 6 gekapselt. Die Werkzeugummantelung 6 umfasst eine erste Spiralfederabdeckung 61, die über einen Spiralfederanschluss 24 den Werkzeughalter 23 umgebend mit dem Druckschlitten 2 verbunden ist. Das dem Druckschlitten 2 gegenüberliegende Ende der ersten Spiralfederabdeckung 21 greift in ein erstes Kupplungsteil 35 ein, das koaxial zum Werkstückhalter 34 an dem Maschinentisch 3 angeordnet ist. Das erste Kupplungsteil 35 ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des von ihm aufgenommenen Endes der ersten Spiralfederabdeckung 61 entspricht.
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Die Werkzeugummantelung 6 umfasst weiterhin eine zweite Spiralfederabdeckung 62, die zwischen dem Maschinentisch 3 und der Basisplatte 12 des Maschinengestells 1 angeordnet ist. Dabei ist die zweite Spiralfederabdeckung 62 den Werkzeughalter 14 umschließend über einen Spiralfederanschluss 15 mit der Basisplatte 12 verbunden. Das gegenüberliegende Ende der zweiten Spiralfederabdeckung 62 greift in ein zweites Kupplungsteil 36 ein, dass dem ersten Kupplungsteil 35 gegenüberliegend an dem Maschinentisch 3 angeordnet ist. Das zweite Kupplungsteil 36 ist ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Innendurchmesser auf, der im Wesentlichen dem Außendurchmesser des Endes der zweiten Spiralfederabdeckung 62 entspricht, das von diesem aufgenommen ist.
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Nach dem Einspannen des Räumwerkzeugs 5 in die Werkzeughalter 23, 14 erfolgt der Räumvorgang durch vertikales Verfahren des Maschinentisches 13 in Richtung des Druckschlittens 2 über einen Antrieb der inneren Gewindespindeln 19 durch den zweiten Antriebsmotor 18. Während der Vertikalbewegung des Maschinentisches 3 bleibt die durch die beiden Spiralfederabdeckungen 61, 62 gebildete Werkzeugummantelung 6 geschlossen. Die während des Räumprozesses entstehenden Späne sowie gegebenenfalls zugeführtes Kühlmittel bleiben innerhalb der Werkzeugummantelung 6; eine Verschmutzung der Gewindespindeln 17, 19 sowie der Durchführungen 22, 32 oder der Muttern 21, 31 ist so verhindert. Zudem ermöglicht der durch die Werkzeugummantelung 6 um das Räumwerkzeug 5 gebildete Raum eine verbesserte Kühlmittelzufuhr. Die innerhalb der Werkzeugummantelung 6 befindlichen Späne sowie gegebenenfalls zugeführte Kühlflüssigkeit können über eine – nicht dargestellte – mit der Werkzeugummantelung 6 verbundene Ableitung abgeführt werden. Weiterhin ist es auch möglich, beim Trockenräumen gebildete Späne und entstehende Dämpfe mittels Druckluft aus der Werkzeugummantelung 6 zu entfernen – ohne dass die Gefahr einer Verschmutzung von Spindeln oder Führungen besteht.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß den 4 und 5 ist in einem Maschinengestell 1 ein Zugschlitten 8 angeordnet, der über zwei Muttern 86, die mit zwei beabstandet zueinander angeordnete Gewindespindeln 81, die über einen Antriebsmotor 82 antreibbar sind, einen Kugelspindelantrieb bilden, vertikal bewegbar ist. Die beiden Gewindespindeln 81 sind über ein Winkelgetriebe 80 mit dem Antriebsmotor 82 verbunden. Der Zugschlitten 8 ist über Führungen 85 in dem Maschinengestell 1 geführt und weist einen Werkzeughalter 83 zur Aufnahme eines Räumwerkzeugs 5 auf.
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Die Kopfplatte 11 des Maschinengestells 1 ist mit einer Öffnung 111 zum Durchtritt des Räumwerkzeugs 5 versehen, die in einem auf der Kopfplatte 11 angeordneten Werkstückhalter 112 zur Aufnahme eines Werkstücks 7 mündet. Den Werkzeughalter 112 umgebend ist auf der Kopfplatte 11 ein hohlzylindrisch ausgebildeter Spritzschutz 64 angeordnet.
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Zwischen der Kopfplatte 11 und den Zugschlitten 8 ist eine Spiralfederabdeckung 63 angeordnet, die mit ihrem einen Ende über einen Spiralfederanschluss 84 den Werkzeughalter 83 umgebend mit dem Zugschlitten 8 verbunden ist. Mit ihrem gegenüberliegenden Ende liegt die Spiralfederabdeckung 63 an einem in der Kopfplatte 11 eingelassenen Kupplungsteil 113 an. Die Spiralfederabdeckung 63 und der Spritzschutz 64 bilden in diesem Ausführungsbeispiel die Werkzeugummantelung 6.
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Für einen Räumprozess eines von dem Werkzeughalter 112 der Kopfplatte 11 aufgenommenen Werkstücks 7 wird zunächst der Zugschlitten 8 an die Kopfplatte 11 herangefahren, wonach das Räumwerkzeug 5 durch das Werkstück 7 in den Werkzeughalter 83 des Zugschlittens eingeführt und verspannt wird. Der Räumprozess erfolgt durch vertikale Abwärtsbewegung des Zugschlittens, wodurch das Räumwerkzeug 5 durch das Werkstück 7 gezogen wird. Während der gesamten Bewegung des Zugschlittens 8 bleibt die durch die Spiralfederabdeckung 63 sowie den Spritzschutz 64 gebildete Werkzeugummantelung 6 geschlossen. Eine Beeinträchtigung der Gewindespindeln 81 durch Späne sowie gegebenenfalls eingesetzter Kühlflüssigkeit ist auch hier wirksam verhindert.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf Innenräummaschinen der zuvor beschriebenen Art beschränkt. Vielmehr sind sämtliche Räummaschinen umfasst, bei denen ein oder mehrere Räumwerkzeuge zum Innenräumen von Werkstücken eingesetzt werde, unabhängig von der Art und Weise ihrer Einspannung (ein- oder zweiseitig), ihres Antriebs (bspw. elektrisch oder hydraulisch), der Führung der angeordneten Zug- und/oder Druckschlitten oder der Ausführung des Maschinentisches (ortsfest oder verschiebbar). Wesentlich ist die Kapselung bzw. Ummantelung des Räumwerkzeugs bzw. der Räumwerkzeuge als Quelle von Spänen und Kühlmittel, wodurch eine Verschmutzung von Spindeln und Führungen vermieden ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1247605 B1 [0002]
- WO 2013/011051 A2 [0002]
