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Drehmaschine
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Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine, insbesondere Walzendrehmaschine,
mit einem Maschinenbett zur Aufnahme von Spindelstock, Werkzeugschlitten und Reitstock.
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Bei Walzendrehmaschinen handelt es sich um Spezialmaschinen, die
sich aufgrund der großen und schwer zu bearbeitenden Werkstücke sowie der für diese
Bearbeitung erforderlichen großen Schnittkräfte durch eine schwingungssteife Bauweise
auszeichnen.
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Bei den meisten bekannten Walzendrehmaschinen ist die Reitstockführung
derart ausgebildet, daß beim Auftreten größerer Schnittkräfte das Maschinenbett
verformt wird, wobei sich diese Verformung derart auswirken kann, daß der Reitstock
aus der Mitte wandert und die Supportführung ihre geometrische Genauigkeit verliert.
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Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten Walzendrehmaschinen
besteht darin, daß der Betrieb der Maschinen durch Abfallmaterial gestört wird.
Beispielsweise setzen sich beim Drehen von gegossenen Walzen die sich lösenden Gußstaub-,
Sand-und Metallpartikel überall in die Führungsbahnen, und es besteht die Gefahr,
daß die Abfallpartikel in die Antriebe gelangen und diese wie Schmirgel zerstören.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine mit funktionstüchtigen
Führungen sowohl für den Werkzeugschlitten als auch für den Reitstock zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Drehmaschine der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reitstock eine zweifache
Schmalführung im Maschinenbett aufweist mit einer im Bereich der senkrechten Drehachsenebene
angeordneten Innenführung sowie einer dem Werkzeugschlitten abgewandten Außenführung
und daß Innen- und Außenführung als Klemmführungen ausgebildet sind.
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Zur Schaffung einer einwandfreien Reitstockführung trägt die Maßnahme
bei, daß die Innenführung des Reitstockes als asymmetrische Schwalbenschwanzführung
und die Außenführung als Flachführung ausgebildet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Vorschubantrieb des
Werkzeugschlittens mittig zwischen der Außen- und Innenführung desselben im Maschinenbett
angeordnet und läuft in einer im Maschinenbett gebildeten Ölwanne.
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Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge weist der an sich bekannte
Vorschubantrieb des Werkzeugschlittens eine Schnecke und eine Zahnstange auf, und
Antriebsschnecke und Zahnstange bestehen aus einem gehärteten Material.
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Desweiteren sieht die Erfindung vor, daß der obere Teil der Seitenwände
der ölwanne durch austauschbare Profilschienen mit einer Lauffläche gebildet ist.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung ist in einer Teleskopabdeckung
mit vierfacher Abstützung für die Führungsbahnen des Werkzeugschlittens und den
Kabelkanal für die elektrischen Anschlußkabel zu sehen, wobei die Teleskopbleche
der
Teleskopabdeckung auf einer äußeren und einer inneren Führungsbahn sowie den Laufflächen
der Profilschienen der ölwanne verschiebbar geführt sind.
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Zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung tragt das Merkmal bei,
daß eine Faltenbalgabdeckung für den Vorschubantrieb des Werkzeugschlittens vorgesehen
ist.
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Wesentliche Merkmale der Erfindung sind schließlich noch darin zu
sehen, daß das Maschinenbett durch Ankerschrauben und Keilschuhe mit dem Fundament
verbunden ist und daß ein Teil der Ankerschrauben und der Gleitschuhe im Bereich
der vertikalen Drehachsenebene sowie in den Bereichen des Maschinenbettes angeordnet
ist, in denen die durch die Schnittkraft ausgelösten Biegemomente angreifen.
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Die erfindungsgemäße Drehmaschine zeichnet sich durch folgende Vorteile
aus: Bei der schrägen Anordnung der Führungsbahnen der Schwalbenschwanzführung des
Reitstockes wird durch die Keilwirkung eine Übersetzung der vertikalen Komponente
der Klemmkraft, die der Klemmkraft bei den üblichen Geradführungen entspricht, erreicht,
so daß wesentlich größere Klemmkräfte auf die Schrägführungen wirken als bei den
bisher verwendeten Gerad- bzw.
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Flachführungen. Die entgegengesetzt gerichteten Horizontalkomponenten
der Klemmkraft bei der Schrägführung verhindern ein Auswandern des Reitstockes aus
der Drehachse in horizontaler Richtung. Die Ausbildung der Gegenführungen des Reitstockes
als Klemmpratzen, die die Schwalbenschwanzführung umgreifen, verhindert Verformungen
innerhalb der Reitstockführung und schließt eine Rückwirkung der am Werkstück auftretenden,
durch die Schnittkräfte ausgelösten Reaktionskräfte auf die Werkzeugschlittenführungsbahn
aus, die zu einer negativen Beeinflussung der hydrostatischen Führung des Werkzeugschlittens
führen
können. Durch die Anordnung des Vorschubantriebs des Werkzeugschlittens
mittig zwischen den Flachführungen desselben fällt der Hebelarm der Antriebskraft
fort, der bei außenliegender Antriebsschnecke der bekannten Werkzeugschlittenantriebe
vorhanden ist, und der Werkzeugschlitten wird infolgedessen ausschließlich durch
die vom Werkzeug ausgeübte Schnittkraft vereckt. Die Teleskopabdeckung für die Führungsbahnen
des Werkzeugschlittens und den Kabelkanal sowie die Faltenbalgabdeckung für den
Vorschubantrieb des Werkzeugschlittens verhindern das Eindringen von Staub, Zunder,
Schnittspänen oder dergleichen Verunreinigungen in den Werkzeugschlittenantrieb
sowie die Ablagerung der Verunreinigungen auf den Führungsbahnen des Werkzeugschlittens.
Durch die vierfache Abstützung und Führung der Teleskop.bdeckung wird erreicht,
daß sich die Teleskopbleche beim Begehen nicht durchbiegen können. Die Verwendung
der Werkzeugschlittenführungsbahnen als Führung für die Telekopabdeckung bei den
bekannten Drehmaschinenkonstruktionen entfällt, und somit werden durch die Laufrollen
der Teleskopabdeckung bewirkte Eindrücke in den Werkzeugschlittenführungsbahnen,
die die hydrostatische Führung des Werkzeugschlittens negativ beeinflussen, vermieden.
Bei Einlauferscheinungen können die auf der Ölwanne des Werkzeugschlittenantriebes
angeordneten Profile, die im Vergleich zu den bei bekannten Drehmaschinenkonstruktionen
verwendeten Führungen der Teleskopabdeckung billig sind, ohne Schwierigkeiten ausgetauscht
werden. Die Gewichtskraft des Werkstückes sowie die Biegemomente, die durch die
Schnittkräfte des Werkzeuges und die am Werkstück angreifenden Reaktionskräfte ausgelöst
werden, werden über die Schwalbenschwanzführung des Reitstockes und die diese tragende
Längsrippe, in die ein Teil der zur Befestigung des Maschinenbettes auf dem Fundament
dienenden Ankerschrauben mit Keilschuhen eingeschraubt ist, sowie die übrigen Ankerschrauben
mit Keilschuhen, die in den durch die Biegemomente aufgrund der Schnitt-und Reaktionskräfte
beanspruchten Bereichen des Maschinenbettes
angeordnet sind, unmittelbar
in das Fundament abgeleitet, so daß Verformungen des Maschinenbettes und der Reitstock-
und Werkzeugschlittenführungen ausgeschlossen sind.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Figfl. 1a und 1b die schematische
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Drehmaschine, Fig. 2 einen schematischen Teilquerschnitt
der Drehmaschine, Fig. 3 einen Querschnitt der Reitstockführung in vergrößerter
Darstellung und Fig. 4 einen Querschnitt der Werkzeugschlittenführung in vergrößerter
Darstellung.
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Das Maschinenbett 2 der Walzendrehmaschine 1 nach Fig. 1 dient zur
Aufnahme des Spindelkastens 3, des Werkzeugschlittens 4 mit zwei Werkzeugaggregaten
5, 6 sowie des Reitstocks 7. Die zu bearbeitende Walze 8 wird mit ihrem einen Ende
in den Spindelflansch 9, der als Spannpatrone ausgebildet ist, eingespannt und an
ihrem anderen Ende durch die Körnerspitze 11 der Pinole 10 des Reitstücks 7 gehalten.
Der Antrieb des Spindelflansches 9 erfolgt durch einen Elektromotor 12 über ein
im Spindelkasten 3 angeordnetes, nicht dargestelltes Hauptgetriebe.
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Die Vorschubbewegung des Bettschlittens 13 des Werkzeugschlittens
4 parallel zur Drehachse 14-14 und die Zu- bzw. Rückstellung des Planschlittens
15 der Werkzeugaggregate 5-, 6 in Pfeilrichtung a, b quer zur Drehachse 14-14 ist
von zwei auf dem Werkzeugschlitten 4 angeordneten Bedienungsständen 17, 18 steuerbar.
Ein auf dem Planschlitten 15 der Werkzeugaggregate 5, 6 angeordneter Oberschlitten
19 mit einem Stahlhalter 20 dient zur Aufnahme des Drehstahls 21. Die Vorschubbewegung
des Werkzeugschlittens
4 erfolgt über einen in denselben angeordneten
Antrieb 22 mit einer Antriebsschnecke 22a, die mit einer im Maschinenbett 2 fest
angeordneten Zahnstange 23 kämmt. Der Antrieb der Schnecke 22a, der zur Vereinfachung
nicht im einzelnen dargestellt ist, erfolgt in an sich bekannter Weise durch den
Elektromotor 12 über eine Zugspindel sowie ein weiteres Zwischengetriebe. Zum Schutz
des Vorschubantriebs 22 des Werkzeugschlittens 4 gegen das Eindringen von Drehspänen,
Gußstaub-, Sand-, Metallpartikel und dergleichen Verunreinigungen ist eine Faltenbalgabdeckung
16 vorgesehen. Die Zu- und Rückstellbewegung des Reitstockes 7 in Richtung der Drehachse
14-14 wird durch eine Zugspindel 24 bewirkt, die ebenfalls durch den Elektromotor
12 sowie ein nicht-dargestelltes Vorschub getriebe in Drehung versetzt wird und
die mit einer im Maschinenbett 2 fest angeordneten Zahnstange 24a kämmt.
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Das Maschinenbett 2 weist im Arbeitsbereich 25 des Werkzeugschlittens
4 angeordnete Auslässe 26 zur Späneabfuhr auf, die an Ausfallschächte 28 im Fundament
27 angeschlossen sind (Fig. 3) . Die Ausfallschächte 28 münden in einen Sammelschacht
29 im Fundament 27. Das Maschinenbett 2 wird zwischen den Auslässen 26 durch höckerförmige
Kästen 30 versteift, die ein Wabenmuster bilden und die herabfallenden Drehspäne,
abspringenden Zunder und dergleichen direkt durch die Auslässe 26 sowie die Ausfallschächte
28 auf eine im Sammelschacht 29 angeordnete Förderanlage 31 ableiten.
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Der Reitstock 7 läuft auf einer zweifachen Schmalführung im Maschinenbett
2, die durch eine im Bereich der senkrechten Drehachsenebene 32-32 angeordnete Innenführung
33 sowie eine dem Werkzeugschlitten 4 abgewandte Außenführung 34 gebildet ist.
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Die Innenführung 33 ist als asymmetrische Schwalbenschwanzführung
33a und die Außenführung 34 als Flachführung 34a ausgebildet. Die Schwalbenschwanzführung
33a ist auf einer Verstärkungslängsrippe 35 des Maschinenbettes 2 angeordnet, in
der ein
Teil der Ankerschrauben 36 mit Keilschuhen 36a verankert
ist, die zur Befestigung des Maschinenbettes 2 der Walzendrehmaschine 1 auf dem
Fundament 27 dienen. Die durch die Schnittkraft des Drchstahls 21 an der zu bearbeitenden
Walze 8 ausgelöste Reaktionskraft übt ein Biegemoment auf das Maschinenbett 2 aus,
das über die Verstärkungslängsrippe 35 sowie die Zugankerschrauben 36 in das Fundament
27 abgeleitet wird, derart, daß keine Verformungsmomente am Maschinenbett 2 angreifen
und damit keine Verformungen an den Führungen des Reitstockes sowie des Werkzeugschlittens
auftreten.
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Der auf der Verstärkungslängsrippe 35 befindliche Führungsteil der
Schwalbenschwanzführung 33a weist zwei seitliche schräge Führungsbahnen 37, 38 mit
unterschiedlichen Neigungswinkeln sowie eine horizontale Führungsbahn 39 auf. Der
Reitstock 7 läuft mittels Gegenführungen 40, 41, die durch Führungsleisten 42, 43
gebildet sind, auf den Schrägführungen 37, 38 sowie mittels einer horizontalen Führung
44 auf der Führungsbahn 39. Die Außenführung 34 des Reitstockes 7 wird durch eine
Flachführung 34a herkömmlicher Art gebildet.
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Beim Verfahren des Reitstockes 7 wird der durch den Flankendruck
der Zugspindel 24 ausgelöste Reaktionsdruck von der Schwalbenschwanzführung 33a
auf die Gegenführung des Reitstocks 7 im wesentlichen durch die Führungsleiste 41a
aufgenommen, die über der Führungsleiste 43 des Reitstockes 7 angeordnet ist.
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Der Vorschubantrieb 22 des Werkzeugschlittens 4 mit der im Werkzeugschlitten
4 untergebrachten Antriebsschnecke 22a sowie der im Maschinenbett 2 angeordneten
Zahnstange 23 läuft mittig zwischen einer Außen- und einer Innenführung 46, 47 in
einer im Maschinenbett 2 gebildeten ölwanne 48. Antriebsschnecke 22a und Zahnstange
23 sind spezialgehärtet. Der obere Teil der Seitenwände 49, 50 der Ölwanne 48 wird
durch Profilschienen 51 mit einer horizontalen Lauffläche 52 gebildet, die
auf
die Seitenwände 49, 50 aufschrajhhar sind. Die Ölwanne 48 ist an eine nicht dargestellte
Druckumlaufschmierung angeschlossen.
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Außen- und Innenführung 46, 47 des Werkzeugschlittens 4 sind als
Flachführungen 46a, 47a ausgebildet mit einem auf dem Werkzeugschlitten aufgeschraubten
oder aufgeklebten gehärteren Stahlband 53, das auf einer im Maschinenbett 2 angeordneten
geschliffenen Führungsbahn 54 gleitet. Der Werkzeugschlitten 4 wird durch Klemmleisten
55 auf den Führungsbahnen 54 im Maschinenbett 2 in der Weise gehalten, daß die Klemmleisten
55 mit im Maschinenbett 2 gebildeten Absätzen 56 mit durch Stahlbänder 57 gebildeten
Führungsbahnen Gegenführungen SB, 59 zu den Flachführungen 46a, 47a des Werkzeugschlittens
4 bilden.
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Die im Maschinenbett 2 angeordneten Führungsbahnen 54 der Flachführungen
46a, 47a des Werkzeugschlittens 4, der Vorschubantrieb 22 für den Werkzeugschlitten
sowie der Kabelkanal 60 für die elektrischen Anschlußkabel werden durch eine rwRitRiliee
Teleskopabdeckung 61 mit vierfacher Abstützung gegen das indringen von Spänen, Zunder
und dergleichen Verunreinigungen geschützt. Die Teleskopbleche 62 der Teleskopabdeckung
61 laufen mittels Doppelrollen 63 auf einer äußeren und inneren Führungsbahn 64,
65, die durch einen an die Führungsbahn 54 der äußeren Flachführung 46a des Werkzeugschlittens
4 anschließenden Absatz 64a im Maschinenbett 2 sowie einen Doppel-T-Träger 66 gebildet
werden, und den Laufflächen 52 der Profilschienen 51 der Clwanne 48.
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Der Doppel-T-Träger 66 bildet mit dem Maschinenbett 2 eine Sammelrinne
67 für das aus der Flach führung 47a des W#rk7r.ugschlittens 4 drucklos ablaufende
llydrnstatikschmieri-il, dds einer Abflußkanäle G8 einer im Maschinenbett 2 gebildeten
Kammer 69 zugeführt wird, aus der das öl in einen nicht dargestellten
Sammelbehälter
am Ende des Maschinenbettes abgeleitet wird.
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Das von der äußeren Flachführung 46a des Werkzeugschlittens 4 ablaufende
öl wird in einer durch einen U-Träger gebildeten Sammelrinne 70 und über Rücklaufrohre
ebenfalls in den Sammelbehalter am Ende des Maschinenbettes geleitet.