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verfahren und Einrichtung zum i'reihalten von an einer sparlabhebenden
Werkstück-Bearbeitungsmaschine b efindlichen 3?assflächen von Spänen sie erfindung
betrifft ein Verfahren zum Preihalten von an einer spanabhebenden Werkstück-Bearbeitungsmaschine
befindlichen Passflächen von Spänen.
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bunter "Passflächen" sollen nachfolgend solche flächen verstanden
werden, die zur Jusbierung, Führung oder Sinstellung bestimmter Teile der Maschine
oder des zu bearbeitenden Werkstückes mit entsprechenden Gegenflächen zur anlage
gebracht werden, wobei es für die angestrebte Genauigkeit des Beårbeitungsvorganges
unbedingt erforderlich ist, dass sich zwischen den Passflächen und den entsprechenden
Gegenflächen keine Späne ab£ .tzen, die das
massgerechte Zusammenfügen
der Flächen verhindern.
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Bisher wurde in der Regel dadurch Abhilfe geschaffen, dass die Passflächen
vor dem Zusammenfügen mit den entsprechenden Gegenflächen von Hand mit Pressluft
von Spänen befreit wurden. Dieses Verfahren ist jedoch im Zuge der zunehmenden Automatisierung
zeitraubend und erfordert ausserdem menschliche Arbeitskraft. Ausserdem können die
Späne durch das Beblasen der Passflächen mit Pressluft nicht immer von diesen entfernt
werden, da die Späne häufig mit Kiihlflüssig keit benetzt sind und dadurch an den
Passflächen haften, oder Späne durch den Pressluftdruck lediglich an andere, besonders
an schwer zugängliche und nicht einsehbar Stellen der Passflächen gedrückt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
das eine sichere und einfache Befreiung der Passflächen von Spänen gewährleistet.
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Die Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Passflächen
mit einer Spülflüssigkeit bespült werden, Das Bespülen der Passflächen kann kontinuierlich
erfolgen; es eignet sich daher insbesondere für einen automatischen Betrieb. Die
Spülflüssigkeit nimmt auch solche Späne mit, die mit Rühlflüssigkeit benetzt sind
und dadurch an den Passflächen haften. Vorzugsweise nimmt man das Bespülen der Passflächen
so vor, dass die Spülflüssigkeit eine starke Durchwirbelung erfährt und dadurch
mit Sicherheit auch kleinste Späne mitnimmt.
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Wenn die Werkstück-Bearbeitungsmaschine ein Kühlflüssigkeitssystem
aufweist, das zur Kühlung des den spanabhebenden Vorgang bewirkende Werkzeuges dient,
so kann eine zweckmässige Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens darin
bestehen, dass als Spülflüssigkeit Kiiliiflüssigkeit verwendet wird, die - falls
notwendig - von Spänen ereinigt ist.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Einrichtung zur Durchführung
des zuvor dargestellten Verfahrens. Diese Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Passflächen und/oder die ihnen zugeordneten Gegenpassflächen mit Löchern
versehen sind, die mit einem Spülflüssigkeits-Zuführungskanal verbunden sind, welcher
seinerseits mit einer Spülmittel-Pumpe in Verbindung steht, und dass die Passflächen
und die ihnen zugeordneten GegenpassSlächen beim Spülvorgang mit Abstand gegenüberliegend
angeordnet sind, derart, dass die unter Druck als Strahl aus den Löchern austretende
Spülflüssigkeit in dem Zwischenraum eine intensive Durchwirbeiung erfährt. Die Spülflüssigkeit
wird also von der Spülmittel-Pumpe über den Zuführungskanal zu den löchern gefördert
und aus diesen durch den von der Splmittelpumpe erzeugten Druck auf und gegen die
Passflächen und Gegenpassflächen gedrückt. Infolge der intensiven Durchwirbelung
im wischenraum werden die Passflächen und Gegenpassflächen allseitig bespült.
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Besonders zweckmässige Anwendung findet die erfindungsgemässe Einrichtung
bei solchen spanabhebenden Maschinen (beispielsweise Drehmaschinen), welche eine
Werkzeughalter-Spannvorrichtung mit zwei vorspringenden, prismenartigen Stegen aufweist,
an denen sich zwei schräg nach unten gerichtete Passflächen befinden. Der Werkzeughalter
ist in diesem Fall mit zwei zur formschlüssigen Aufnabine der prismenartigen Stege
dienenden Ausnehmungen versehen, die entsprechende Gegenpassflächen für die Passflächen
aufweisen.
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Derartige Maschinen sind häufig mit einem mehrere Werkzeughalter enthaltenden
Magazin und einer Ubertragungsvorrichtung versehen, welche einen ausgewählten Werkzeughalter
von dem Magazin zu der Werkzeughalter-Spannvorrichtung überträgt.
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Sowohl die Werkzeughnlter-0pannvorrichtung als auch das Magazin und
die Ubertragungsvorrichtung befinden sich im Wirkungsbereich der als Folge der spanabhebenden
Bearbeitung anfallenden Späne.
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Trotz reichlicher Zufuhr von Kühlflüssigkeit zu der Bearbeitungsstelle
und somit vorhandener relativ grosser Spülwirkung zeigt die Praxis, dass besonders
kurze Späne von der Euhlflüssigkeit nicht mitgerissen werden, sondern dennoch durch
den Arbeitsraum fliegen. Diese Späne haben einerseits wegen ihrer geringen Abmessungen
und andererseits deshalb, weil sie mit Kühlflüssigkeit benetzt sind, besonders starke
Hafteigenschaften und setzen sich leicht an den Maschinenteilen fest, auf die sie
beim Flug treffen. Diese Späne können durch folgende Ursachen auf die Passflächen
der Werkzeughalter-Spannvorrichtung gelangen und die später noch dargestellten negativen
Folgen hervorrufen: 1) In der Zeit nach dem Lösen und Abheben des Werkzeughalters
von der Werkzeughalter-Spannvorrichtung bis zum Aufbringen und Spannen des nächsten
Werkzeughalters -das ist die Zeit für den Werkzeugwechselvorgang - rutschen die
vorwiegend nassen und kleinen Späne aus den oberhalb der Passflächen befindlichen
Bereiche der Werkzeughalter-Spannvorrichtung auf die Passflächen.
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2) Wenn der an der Werkzeughalter-Spannvorrichtung befindliche Werkzeughalter
durch einen anderen ausgetauscht werden soll und dazu von der Ubertragungsvorrichtung
erfasst und von der Spannvorrichtung abgehoben wird, so können Späne, die sich auf
dem auszuwechselnden Werkzeughalter angesammelt haben, auf die Passflächen gelangen.
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3) Wenn die Maschine eine Drehmaschine ist, so rotiert das Spannfutter
während des Auswechselns des Werkzeughalters weiter. Dadurch können an dem Spannfutter
haftende Späne sich von diesem lösen und gegen die Passflächen geschleudert werden.
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Wenn die Späne nicht von den Passflächen entfernt werden würden, so
wäre die Folge, dass trotz des ausgeübten Spanndruckes die an dem Werkzeughalter
befindlichen Gegenpassflächen nicht voll an den Passflächen der Werkzeughalter-Spannvorrichtung
anliegen. Das von dem Werkzeughalter gehaltene
Werkzeug nimmt dadurch
eine von der geforderten exakten Position abweichende position ein, so dass die
gefahr gegeben ist, dass das Werkstück Ausschuss wird. Schliesslich besteht bei
einer unvollkommenen Anlage der Passflächen und der entsprechenden Gegenpassflächen
noch die Gefahr, dass infolge der aufzunehmenden Spann- Sp =1- und Zerspannungskräfte
eine Beschädigung dieser Flächen oder sogar des ganzen betreffenden Maschinenteiles
auftritt.
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Diese nachteiligen Folgen werden also durch das Abspülen der Passflächen
mit Spülflüssigkeit verhindert. Eine die zuletzt geschilderte spezielle Ausführungsfom
einer Maschine betreffende vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung
kann nun darin bestehen, dass jeder vorspringende, prismenartige Steg einen Spülflüssigkeits-Zuführungskanal
enthält und dass die Löcher in jeder Passfläche in Steg-'längsrichtung in Reihe
angeordnet und mit dem entsprechenden Spülflüssigkeits-Zuführungskanal durch eine
Verbindungsbohrung verbunden sind.
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Der Gedanke, die Spülflüssigkeit den Passflächen durch in den Passflächen
befindliche Löcher zuzuführen, hat noch den Vorteil, dass der Spülflüssigkeits-Fluss
nach dem Zusammenfügen der an der Werkzeughalter-Spannvorrichtung befindlichen Passflächen
und der an den Werkzeughaltern befindlichen Gegenpassflächen wegen des Formschlusses
unterbrochen wird.
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Für eine Werkzeughalter-Spannvorrichtung sind in der Regel mehrere
Werkzeughalter vorgesehen, die in einem Werkzeughalter-Nagazin gespeichert und mittels
einer tbertragungs vorrichtung ausgetauscht werden. Zum Zusammenfügen der Passflächen
und Gegenpassflächen kann die Werkzeughalter-Spanrivorrichtung mit einem hydraulisch
betätigten Spannstempel versehen sein. Zum Zeitpunkt des Gegenüberstehens der Werkzeughalter-Spannvorrichtung
mit den Passflächen einerseits und des Werkzeughalters mit den Gegenpassflächen
andererseits - das ist die Position beider Elemente bevor
der Spannstempel
den Werkzeughalter gegen die Werkzeughalter-Spannvorrichtung spannt - besteht nun
zwischen beiden Elementen ein durch den Hub des Spannstompels gegebener Zwischenraum,
in welchem ein intensiv wirkender Spülwirbel, hervorgerufen durch den Druck der
Spülflüssigkeitspumpe, hartnäckig haftengebliebene und kleinste Späne beseitigt.
Dieser twiwohenraum mit der grössten Spülintensität wird ein weiteres Mal gebildet,
sobald der Spannstempel gelöst wird und bevor der bis dahin in der Werkzeughalter-SpannvorriChtung
positionierte Werkzeughalter durch die Werkzaughalter-Ubertragungsvorrichtung in
das Magazin zurücktransportiert wird. Dieser zweite intensive Spülvorgang gewährleistet
somit auch die nicht weniger wichtige genaue und funktionell einwandfreie Positionierung
eines an seinen Passflächen intensiv gereinigten Werkzeughalters in den Werkzeugaufnahmen
des Magazins.
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Um die Spülmittel-Pumpe zu entlasten, wird gemäss einer anderen Weiterbildung
der Erfindung noch vorgeschlagen, dass eine Riickstau-Abschaltvorrichtung vorgesehen
ist, welche die Spülmittel-Pumpe abschaltet, wenn die Löcher in den Passflächen
in der erwähnten Weise verschlossen werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der
Zeichnung beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Frontansicht einer Drehmaschine, bei welcher
die erfindungsgemässe Einrichtung Anwendung findet; Fig. 2 eine perspektivische
Darstellung der Werkzeughalter-Spannvorrichtung der in Fig. 1 dargestellten Drehmaschine;
Fig. 3 eine Ansicht von oben auf den vorderen Teil der in Fig. 2 dargestellten Werkzeughalter-Spannvorrichtung
mit einem Werkzeughalter.
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Die in Fig. 1 dargestellte Drehmaschine 1 weist ein irehspannfutter
2 auf, das durch ein Fenster in einer seitlich verschiebbaren Schutzabdeckung sichtbar
ist. Auf einer horizontalen Gleitführung an der Drehmaschine ist ein Schlitten 4
gelagert. Die Frontseite des Schlittens 4 ist geneigt, d. h. der obere Teil der
Frontseite des Schlittens 4 tritt gegenüber dem unteren Teil in die Zeichnungsebene
(in Fig. 1) zurück.
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Auf der Frontseite des Schlittens 4 befindet sich eine (nicht sichtbare)
Gleit führung für einen Werkz eughalt er-Sp annvorrichtung 5. Die Werkzeughalter-Spannvorrichtung
kann dadurch auf der schrägen Frontseite des Schlittens 4 auS- oder abwärts bewegt
werden.
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Die Werkzeughalter-Spannvorrichtung 5 dient zur Aufnahme eines Werkzeughalters
6, der ein Werkzeug 7 trägt. Das Werkzeug 7 kann im vorliegenden Fall beispielsweiee
ein chneidstahl sein. Die Werkzeughalter-Spannvorrichtung 6 wird in Fig. 1 von dem
einen Arm einer sweiarnigen zuWerkzeughaltertbertragungsvorrichtung 8 gehalten,
welche um eine senkrecht zu der schrägen Frontfläche des Schlittens 4 stehende Achse
drehbar und auf dieser ausserdem axial verschiebbar ist.
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Die Werkzeughalter-Übertragungsvorrichtung 8 hat die Aufgabe, mit
Werkzeugen versehene Werkzeughalter von einem Drehmagazin 10 abzunehmen und der
Werkzeughalter-Spannvorrichtung 5 zuzufhhren. Das Drehmagazin 10 kami selbstverstaadlich
auch durch ein anderes Magazin, wie beispielßweise Ketten-, Band-, Paternostermagazin
o.a. ersetzt wren ohne dass der grundsätzliche Erfindungsgedanke dadurch beeinflusst
wird. Durch die zweiarmige Ausbildung der Werkzeughalter-Ubertragungsvorrichtung
8 ist es möglich, einen an der Werkz eughalter-Spannvorfl'chtung befindlichen Werkzeughalter
6 gegen einen anderen von dem Magazin 10 entnommenen Werkzeughalter auszutauschen.
Das Magazin 10 ist dazu mit einer Vielzahl von WerkzeughalterauSnKhmen 11 versehen,
auf welche die Werkzeughalter aufgestzeckt werden. In Fig. 1
sind
die Zapfen 11 ohne Werkzeughalter dargestellt. Da der Werkzeughalter-Wechselvorgang
nicht Gegenstand der Erfindung ist, wird auf eine genaue Erläuterung der Werkzeughalter-Ubertragungsvorrichtung
8 sowie ihrer Funktion verzichtet.
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In Fig. 2 ist der untere Geil des Werkzeughalters 5 vergrössert und
perspektivisch dargestellt. Er weist an seiner schräg nach unten gerichteten Vorderseite
zwei prismenartige Stege 12, 13 auf, von denen jeder mit zwei Passflächen 14 versehen
ist. In jeder der Passflächen 14 befindet sich eine Reihe von Löchern 15, wobei
die Reihe in Steg-I6ngsrichtung verläuft. Mit der Bezugsziffer 16 sind Späne bezeichnet,
die sich oberhalb der schräg nach unten gerichteten Vorderseite der Werkzeughalter-Spannvorrichtung
abgelagert haben.
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Die Späne können mit Kühlflüssigkeit benetzt sein und fliessen infolge
der Schwerkraft und Erschütterungen -wie durch die Pfeile angedeutet - auf die Passflächen
14.
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Fig. 3 zeigt das Zusammenwirken der Werkzeughalter-Spannvorrichtung
5 mit einem Werkzeughalter 6. Zur Aufnahme der prismenartigen Stege 12, 13 weist
der Werkzeughalter 6 zwei Ausnehmungen 18, 19 auf, die mit entsprechenden Gegenpassflächen
für die Passflächen 14 versehen sind. Die Ausnehmungen 18, 19 sind so geformt, dass
sie die prismenartigen Stege 12, 13 formschlüssig aufnehmen. Der Werkzeughalter
ist ferner mit einer hinterschnittenen Nute 22 versehen, in die ein zwischen den
beiden prismenartigen Stegen 12, 13 befindlicher hydraulisch betätigter Spannstempel
17 der Werkzeughalter-Spannvorrichtung einführbar ist. Wenn der Spannstempel 17
in die Werkzeughalter-Spannvorrichtung eingezogen wird, so wird der Werkzeughalter
6 gegen die Werkzeughalter-Spannvorrichtung 5 gedrückt, Mit der Bezugsziffer 23
ist ein Ansatz an dem Werkzeughalter 6 bezeichnet, an dem die Werkzeughalter-Ubertragungsvorrichtung
8 beim Werkzeughalter-Wechsel eingreifen kann.
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Wenn die Passflächen 14 der prismenartigen Stege 12, 13 vollkommen
an den eSBprechenden Gegenpassflächen der Ausneh mungen 18, 19 des Werkzeughalters
6 anliegen, so nimmt der Werkzeughalter 6 mit dem Werkzeug 7 in Bezug auf die Werkzeughalter-Spannvorrichtung
die drichtige nnd eindeutig definierte Position ein. Wenn sich dagegen auf den Passflächen
14 in der erwähnten Weise Späne 16 absetzen, so ist die gewünschte Passgenauigkeit
nicht mehr gewährleistet.
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Die Folge davon ist, dass mit der Drehmaschine Ausschuss produziert
wird.
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Um die Spanablagerungen auf den Passflächen 14 sowie auf den Gegenpassflächen
der Ausnehmungen 18, 19 zu verhindern, werden die Passflächen und Gegenpassflächen
gespült. In den Passflächen 14 befinden sich Löcher 15. Diese sind mit einem Spülflüssigkeitskanal
20 über jeweils eine Verbindungsbohrung verbunden. In jedem der prismenartigen Stege
befindet sich ein solcher Spülflüssigkeits-Kanal 20, 21, der wiederum über ein nicht
dargestelltes Spülflüssigkeitssystem mit einer ebenfalls nicht dargestellten Spülflüssigkeitspumpe
in Verbindung steht.
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Wenn sich an der Werkzeughalter-Spannvorrichtung 5 kein Werkzeughalter
6 im gespannten ustand befindet (also während des Werkzeugwechselvorganges bis zum
Moment des Andrucks des Werkzeughalters gegen die Werkzeughalter-Spannvorrichtung
durch den hydraulisch betätigten Spannstempel 17, so wird ständig Spülflüssigkeit
aus den Löchern 15 gedrückt. Die Spülflüssigkeit tritt dabei mit einem Druck von
ca. 1,5 atü als Strahl aus den löchern 15 in den Zwischenraum zwischen der Werkzeughalter-Spannvorrichtung
5 und dem Werkzeughalter 6, so dass dort ein starker Spülwirbel auftritt. Die wirbelnde
Spülflüssigkeit spült zunächst die Passflächen 14 und nach Einwechselung des neuen
Werkzeughalters mit Werk zeug auch die Gegenpassflächen der Ausnehmungen 18, 19
am Werkzeughalter. Die Spülflüssigkeit nimmt dabei die Späne
von
den Passflächen und G«genpassfßäehen mit. Wenn dagegen auf die prismenartigen Stege
12, 13 der Werkzeughalter-Spannvorrichtung 5 ein Werkzeughalter 6 durch den Druck
des Spannstempels 17 fest aufgespannt wird, so verschliessen die Gegenpassflächen
die Löcher 15. Der Spülflüssigkeits-Fluss wird dadurch unterbrochen. Es bildet sich
dadurch ein Rückstau in dem Spülflüssigkeitssystem 15, 21, welcher eine nicht dargestellte
Rückstau-Absehaltvorriehtung betätigt, die die ebenfalls nicht dargestellte Spülmittelpumpe
abschaltet.
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Als Spülflüssigkeit wird vorzugsweise die Kühlllüssigkeit der Drehmaschine
verwendet. Obwohl beim Werkzeugwechsel keine ungereinigte, d. h. nur grob siebgefilterte
Kühlflüssigkeit im Umlauf ist, ist eine zusätzliche Feinstfilterreinigung zur höchstmöglichen
Reinigung der Spül flüssigkeit im Spülflüssigkeitssystem vorgesehen, die in jeder
Hinsicht der Forderung, nämlich absolute Säuberung aller Passflächen von Fremdkörpern,
insbesondere kleinsten Spänen gerecht wird und zwar dadurch, dass eine Zuführung
selbst kleinster Späne durch die Spülflüssigkeit ausgeschlossen wird.
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Anspruche: