DE29500756U1

DE29500756U1 - Honmaschine zur Bearbeitung von Werkstückbohrungen

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Publication number: DE29500756U1
Application number: DE29500756U
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik Gehring GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Gehring GmbH and Co KG
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1995-01-19
Publication date: 1996-05-23
Anticipated expiration: 2005-01-20

Description

Beschreibung Honmaschine zur Bearbeitung von Werkstückbohrungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Honmaschine zur Bearbeitung von Werkstückbohrungen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei den bekannten Honmaschinen ist in einem Querhaupt des Ständers die Arbeitsspindel vertikal gelagert. An dem Querhaupt sind außerdem die Antriebseinheiten für die Hubbewegung und die Rotation der Arbeitsspindel abgestützt. Auf dem Unterbau des Ständers ist eine Vorrichtung aufgebaut/ in der das zu bearbeitende Werkstück so aufgenommen ist, daß die Bohrungsachse mit der Achse der Arbeitsspindel fluchtet. Maschinen dieser Art weisen eine große Bauhöhe auf, außerdem sind diese Maschinen hinsichtlich der genauen Position der Spindellagerung zur Werkstückaufnahme schwer justierbar und müssen bedarfsweise nachjustiert werden. Maschinen dieser Portal- oder C-Ständerbauweise sind nur für vertikale Bearbeitung geeignet.

Es sind außerdem Honmaschinen bekannt, die sich sowohl für die vertikale als auch für die horizontale Bearbeitung eignen. Bei derartigen Maschinen ist die Arbeitsspindel in einem Schlitten gelagert, der am Maschinenständer vertikal bzw. horizontal verschiebbar ist. Bei einer solchen Bauart ist der Antriebsmotor für die Rotation der Arbeitsspindel bzw. des daran befestigten Werkzeugs am Schlitten angebaut. Dies führt dazu, daß mit dem Spindelschlitten relativ große

Massen zu bewegen sind, was sich bei der Hubbewegung, insbesondere bei der erforderlichen schnellen Umsteuerung schädlich auswirkt. Darüber hinaus erfordert diese Bauform aufwendige am Maschinenständer befestigte Führungsbahnen für den Spindelschlitten und außerdem ist die genaue Fluchtung der Spindelachse zur Werkstückachse schwer justierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Honmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, die bei einfachem Aufbau vertikal und horizontal verwendbar ist, bei der die Justierung erleichtert ist und die einen reduzierten Bauraum benötigt.

Diese Aufgabe wird bei einer Honmaschine der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß eine einheitliche standardisierte Bauweise sowohl für die Vertikal- als auch für die Horizontalbearbeitung verwendbar ist, wobei die Maschine bezüglich der Justierung leichter handhabbar ist. Außerdem sind Nachjustierungen nicht notwendig. Schließlich benötigt die erfindungsgemäße Honmaschine einen geringeren Bauraum als die bekannten Honmaschinen mit im Hub verstellbaren Schlitten.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist eine zweite die Spindeleinheit führende Spindelwelle vorgesehen, die sich parallel zur ersten Spindelwelle erstreckt und mit der Arbeitsspindel sowie mit einem Antriebsmotor in Wirkverbindung steht. Auf diese Weise ist bezüglich der zu bewegenden Massen der Antriebsmotor von der Arbeitsspindel getrennt, so daß die den Hub ausführende Spindeleinheit bezüglich der zu bewegenden Masse auf ein Minimum reduziert ist. Zweckmäßigerweise ist der Rahmen C-

förmig ausgestaltet und die Spindelwellen sind in den endseitigen Abschnitten des Rahmens gelagert. Dieser Rahmen kann an einem Maschinenständer oder auf einem Maschinenbett installiert werden. Die Spindeleinheit weist zweckmäßigerweise ein formsteifes Gehäuse auf, durch das sich die Spindelwellen erstrecken und in dem die Arbeitsspindel gelagert ist. Dieses formsteife Gehäuse dient nicht nur zur Aufnahme der Arbeitsspindel und der Zustelleinrichtung, sondern verhindert auch das Eindringen von Schmutz oder Spänen.

Um die Spindeleinheit bezüglich des an der Arbeitsspindel v/irkenden Drehmomentes gleichmäßig abzustützen, ist es zweckmäßig, daß die Arbeitsspindel zu beiden Spindelwellen den gleichen Abstand besitzt. Zur exakten Ausrichtung und Führung der Arbeitsspindel sind vorzugsweise zwei Lager vorgesehen, die an entfernt liegenden Seiten des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine Führung der Arbeitsspindel über die größtmögliche Länge innerhalb der Spindeleinheit. Zur Erzeugung der Hubbewegung für die Spindeleinheit ist ein Servoantrieb vorgesehen, der mit dem Gehäuse der Spindeleinheit gekoppelt ist. Dadurch ist die Spindeleinheit in Längsrichtung der Arbeitsspindel verschiebbar. Als Servoantrieb ist vorzugsweise ein hydraulischer Zylinder vorgesehen.

Um eine möglichst kompakte Bauweise zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß der Antriebsmotor für die Arbeitsspindel, der Antriebsmotor für die Zustelleinrichtung und gegebenenfalls der Servoantrieb an einem Abschnitt des C-förmigen Rahmens befestigt sind. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Spindelwellen besteht darin, daß diese als Keilwellen ausgeführt sind, auf denen Keilwellenbuchsen in drehmomentübertragender Verbindung gelagert sind. Um die Drehbewegung der ersten Spindelwelle auf die Zustellein-

richtung zu übertragen, ist es vorteilhaft, die auf der ersten Spindelwelle gelagerte Keilwellenbuchse mit einem Zahnkranz zu versehen, der in Eingriff mit einer Zahnanordnung der Zustelleinrichtung steht. Auf die gleiche Weise ist die auf der zweiten Spindelwelle gelagerte Keilwellenbuchse mit einem Zahnkranz versehen, der mit einem Zahnrad der Arbeitsspindel gekoppelt ist. Um die Honsteine bzw. Honleisten in dem Honwerkzeug zustellen zu können, ist koaxial in der Arbeitsspindel eine Zustellstange geführt, welche mit der Zustelleinrichtung verbunden ist. Sofern Gruppen von Honsteinen bzw. Honleisten unabhängig voneinander zugestellt werden sollen, ist es zweckmäßig, daß die Zustelistange hohl ist und sich konzentrisch in dieser eine zweite Zustellstange befindet, so daß jeder der genannten Gruppen von Honsteinen bzw. Honleisten eine Zustellstange zugeordnet ist. Dabei ist die zweite Zustellstange mit einer zweiten Zustelleinrichtung gekoppelt, die unabhängig von der ersten Zustelleinrichtung einstellbar ist. Die zweite Zustellvorrichtung ist vorzugsweise als ein in zwei Richtungen kraftbeaufschlagter Hydraulikzylinder ausgeführt, der mit flexiblen Anschlußleitungen versehen ist.

Zur übertragung des Drehmoments von dem Antriebsmotor für die Arbeitsspindel auf die zweite Spindelwelle sind die Motorwelle und die zweite Spindelwelle zweckmäßigerweise mit Kettenrädern oder Riemenscheiben versehen, über die eine Kette bzw. ein Zahnriemen läuft. Die Anordnung des Antriebsmotors für die Zustelleinrichtung erfolgt bevorzugt in Verlängerung der Rotationsachse der Spindelwelle, so daß Motor und Spindelwelle eine gemeinsame Rotationsachse besitzen. Zur Kraftübertragung ist zwischen dem Antriebsmotor und der ersten Spindelwelle eine nicht schaltbare Kupplung angeordnet. An dem Antriebsmotor für die Zustelleinrichtung ist zweckmäßigerweise ein Wegmeßsystem angeordnet und an

der Spindeleinheit ist eine Einrichtung zur Verschleißüberwachung vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Honmaschine,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Honmaschine vertikaler Bauart,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Honmaschine horizontaler Bauart.

In Fig. 1 ist an einem Maschinenständer 30 ein Rahmen 3 befestigt, der im wesentlichen C-förmig ist und endseitige Abschnitte 3¹ und 3" umfaßt. In den endseitigen Abschnitten 3^! und 3" ist in Lagern 4¹ und 5' eine erste Spindelwelle und in Lagern 4 und 5 eine zweite Spindelwelle 1 drehbar gelagert. Die Spindelwellen 1 und 2 sind mit einem Ende in den Lagern 5 und 5¹ auch in ihrer Längsrichtung gestützt und die anderen Enden ragen aus dem endseitigen Abschnitt 3' des Rahmens 3 hervor. Ein Antriebsmotor 20 für die erste Spindelwelle 2 befindet sich in axialer Verlängerung dieser Spindelwelle und ist an dem endseitigen Abschnitt 3' des Rahmens 3 befestigt. Die Welle des Motors 20 ist mittels einer nicht schaltbaren Kupplung mit dem Ende der ersten Spindelwelle 2 verbunden.

An dem endseitigen Abschnitt 3' ist eine Motorplatte 29 befestigt, an der ein Antriebsmotor 17 in paralleler Erstreckung zu der zweiten Spindelwelle 1 angeordnet ist. Die Welle des Antriebsmotors 17 ist mit einem Kettenrad 18' und das Ende der zweiten Spindelwelle 1 mit einem Kettenrad 18" versehen und eine Kette 18 ist über die beiden Kettenräder 18' und 18" geführt, um das Drehmoment des Antriebsmotors 17 auf die zweite Spindelwelle 1 zu übertragen. Die beiden Spindelwellen 1 und 2 erstrecken sich durch eine Spindeleinheit 6 derart, daß die Spindeleinheit 6 auf den Spindelwellen 1 und 2 längsverschieblich gelagert ist.

Die Spindeleinheit 6 umfaßt ein formsteifes Gehäuse 25, in welchem die Arbeitsspindel 8 sowie eine erste Zustelleinrichtung 11 aufgenommen sind. Das Gehäuse 25 der Spindeieinheit 6 ist mit einem als Hydraulikzylinder ausgebildeten Servoantrieb 7 verbunden, der dazu dient, den Hub der Spindeleinheit 6 einzustellen. Zwischen dem Gehäuse 25 und dem Servoantrieb 7 ist eine zweite Zustelleinrichtung 12 in Form eines hydraulischen Zylinders vorgesehen, wobei wegen der Verschiebbarkeit der Spindeleinheit 6 flexible Anschlußleitungen 27 an der zweiten Zustelleinrichtung 12 angeschlossen sind. Aus Fig. 1 wird deutlich, daß die Antriebsmotoren 17 und 20 sowie der Servoantrieb 7 an dem endseitigen Abschnitt 3' des Rahmens 3 befestigt sind.

Die in Fig. 2 vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der Fig. 1 zeigt, daß die erste Spindelwelle 2 und die zweite Spindelwelle 1 als Keilwellen ausgebildet sind, auf denen Keilwellenbuchsen 13 bzw. 14 in drehmomentübertragender Verbindung gelagert sind. Um ein gutes Führungsverhalten bei der Hubbewegung der Spindeleinheit zu erzielen, sollten die Keilwellenbuchsen 13 bzw. 14 entsprechend lang ausge-

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bildet sein oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit jeweils einer Führungsbuchse 15 bzw. 16 versehen sein. Auf diese Weise erhalten die Spindelwellen 1 und 2 nahezu über die gesamte Länge der Spindeleinheit 6 eine exakte Führung. Durch die Keilwellenausbildung der Spindelwellen und 2 und der entsprechenden Ausgestaltung der Keilwellenbuchsen 13 und 14 kann unabhängig von dem jeweiligen Hub, in dem sich die Spindeleinheit 6 befindet, die Drehbewegung der jeweiligen Spindelwelle übertragen werden.

In dem Gehäuse 25 ist an entfernt liegenden Seiten mittels Lagern 9 und 10 die Arbeitsspindel 8 gelagert. Die Arbeitsspindel 8 wirkt mit einem Zahnrad 19 zusammen, dessen Zähne in einen Zahnkranz 13' der Keilwellenbuchse 13 greift. Auf diese Weise führt die Rotation der zweiten Spindelwelle 1 zum Antrieb der Arbeitsspindel 8. Die Arbeitsspindel 8 ist hohl und in dieser befindet sich konzentrisch eine erste Zustellstange 24, auf die die erste Zustelleinrichtung 11 wirkt. Die Zustelleinrichtung 11 wird angetrieben von dem Antriebsmotor 20, der die erste Spindelwelle 2 in Rotation versetzt, wobei über den Zahnkranz 23 der Keilwellenbuchse 14 und eine entsprechende Verzahnung 11' der ersten Zustelleinrichtung 11 die Einstellung der ersten Zustellstange 24 erfolgt.

In der hohl ausgebildeten ersten Zustellstange 24 befindet sich koaxial eine zweite Zustellstange 26, die aus dem rückseitigen bzw. oberen Ende der Arbeitsspindel 8 herausragt und mit dem Stößel eines hydraulischen Zylinders in Verbindung steht, welcher die zweite Zustelleinrichtung 12 bildet. Das Gehäuse des hydraulischen Zylinders dient gleichzeitig als Verbindungselement zwischen dem Gehäuse 25 der Spindelwelleneinheit 6 und dem Servomotor 7. An diesem Verbindungsstück ist eine Verschleißüberwachungseinrichtung

28 angeordnet. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Spindelwellen 1 und 2 mit ihren unteren Enden in den Lagern 5 bzw. 5' bezüglich ihrer Längsrichtung abgestützt sind. Das obere Ende der ersten Spindelwelle 2 ragt in die Kupplung 21 und das obere Ende der zweiten Spindelwelle 1 ist mit dem Kettenrad 18" versehen.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Anordnung am Beispiel einer Vertikal-Honmaschine gezeigt. Dabei ist die komplette in Fig. 1 und 2 beschriebene Baueinheit mit ihrem Rahmen 3 an einem Maschinenständer 30 montiert. Auf einem sogenannten Unterbau 31 der Maschine ist eine Vorrichtung 32 aufgebaut, die das von einem Honwerkzeug 33 zu bearbeitende Werkstück 34 aufnimmt. Der Rahmen 3 ist durch geeignete Mittel so justiert, daß die Arbeitsspindelachse mit der Bohrungsachse des Werkstücks 34 genau fluchtet. Die Arbeitsspindel 8 ist über eine kardanische Antriebsstange 35 mit dem Honwerkzeug 33 verbunden, welches in der gezeigten Werkzeugwechselstellung durch eine Fangeinrichtung 36 koaxial zur Werkstückbohrung gehalten wird. Es ist außerdem eine Nullringbrücke 37 vorgesehen, die oberhalb des Werkstückes 34 einen Nullring aufnimmt, der für den Maßabgleich des Honwerkzeugs 33 bestimmt ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Honmaschine mit einer Verkleidung 38 versehen, wobei der freie Zugang an der Bedienseite durch eine Schiebetüre 39 ermöglicht ist.

Die Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Anordnung am Beispiel einer Horizontal-Honmaschine. Dabei ist die in den Fig. 1 und 2 beschriebene Baueinheit mit ihrem Rahmen 3 direkt auf einem Maschinenbett 40 montiert. Die Spindeleinheit 6 ist dabei mittels des Servoantriebs 7 horizontal verschiebbar. Ebenso ist die Arbeitsspindel und die Achse des Honwerkzeugs 33 horizontal ausgerichtet, so daß das Honwerkzeug

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koaxial zu einer Bohrung in dem zu bearbeitenden Werkstück 34 verläuft. Das Werkstück 34 ist in einer Vorrichtung 32
aufgenommen, welche ebenfalls auf dem Maschinenbett 40
montiert ist. Die gesamte Honmaschine ist mit einer Verkleidung
38 versehen, wobei an der Vorderseite eine Schiebetüre 39 vorgesehen ist, die den freien Zugang zu der Bedienseite ermöglicht.

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Claims

• · · SI Patentanwalt Dip! -!ng. W. Jackisch Menzelstr.40 ■ 70192 Stuttgart Maschinenfabrik A 40 270/keie Gehring GmbH & Co. Gehringstraße 28 1 B. Jan. 1395 73760 Ostfildern Ansprüche

1. Honmaschine zur Bearbeitung von Werkstückbohrungen, die einen bezüglich der Hublänge verstellbaren Schlitten mit einer darin gelagerten Arbeitsspindel (8) zur Aufnahme eines Honwerkzeuges (33) umfaßt und mit einer Zustelleinrichtung (11),

dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten als an mindestens einer Spindelwelle (2) längsverschieblich gelagerte Spindeleinheit (6) ausgeführt und die Spindelwelle (2) drehbar in einem Rahmen (3) aufgenommen ist, und daß die Zustelleinrichtung (11) in der Spindeleinheit (6) angeordnet ist und über die Spindelwelle (2) mit einem Antriebsmotor (20) für die Zustelleinrichtung (11) in Wirkverbindung steht.

2. Honmaschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite die Spindeleinheit (6) führende Spindelwelle (1) vorgesehen ist, die sich parallel zur ersten Spindelwelle (2) erstreckt und mit der Arbeitsspindel (8) sowie mit einem Antriebsmotor (17) in Wirkverbindung steht.

3. Honmaschine nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) C-förmig ist und die Spindelwellen (1, 2) in den endseitigen Abschnitten (3', 3") des Rahmens (3) gelagert sind.

4. Honmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeleinheit (6) ein

Gehäuse (25) aufweist, durch das sich die Spindelwellen (1, 2) erstrecken und in dem die Arbeitsspindel (8) gelagert ist.

5. Honmaschine nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindel (8) zu beiden Spindelwellen (1, 2) den gleichen Abstand besitzt .

6. Honmaschine nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß an entfernt liegenden Seiten des Gehäuses (25) je ein Lager (9, 10) für die Arbeitsspindel (8) vorgesehen ist.

7. Honmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (25) mit einem Servoantrieb (7) gekoppelt ist, durch den die Spindeleinheit (6) in Längsrichtung der Arbeitsspindel (8) verschiebbar ist.

8. Honmaschine nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Servoantrieb (7) ein hydraulischer Zylinder ist.

9. Honmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (17) für die Arbeitsspindel (8), der Antriebsmotor (20) für die Zustelleinrichtung (11) und gegebenenfalls der Servoantrieb (7) an einem Abschnitt (3¹) des C-förmigen Rahmens (3) befestigt sind.

10. Honmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelwellen (1, 2) als Keilwellen ausgeführt sind, auf denen Keilwellen-

büchsen {13, 14) in drehmomentübertragender Verbindung gelagert sind.

11. Honmaschine nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die auf der ersten Spindelwelle (2) gelagerte Keilwellenbuchse (14) mit einem Zahnkranz (23) zum Eingriff in eine Zahnanordung (11^!) der Zustelleinrichtung (11) versehen ist.

12. Honmaschine nach Anspruch 10 oder 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die auf der zweiten Spindelwelle (1) gelagerte Keilwellenbuchse (13) einen Zahnkranz (13') besitzt, der mit einem Zahnrad (19) der Arbeitsspindel (8) gekoppelt ist.

13. Honmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilwellenbuchse (13, 14) mit einer sich an diese anschließenden Führungsbuchse (15, 16) versehen ist.

14. Honmaschine nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zustelleinrichtung (11) mit einer koaxial in der Arbeitsspindel (8) geführten Zustellstange (24) verbunden ist.

15. Honmaschine nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellstange (24) hohl ist und sich konzentrisch in dieser eine zweite Zustellstange (26) befindet.

16. Honmaschine nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zustellstange (26) mit einer zweiten Zustelleinrichtung (12) gekop-

pelt ist, die unabhängig von der ersten Zustelleinrichtung (11) einstellbar ist.

17. Honmaschine nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zustellvorrichtung (12) ein in zwei Richtungen kraftbeaufschlagbarer Hydraulikzylinder ist, der mit flexiblen Anschlußleitungen (27) versehen ist.

18. Honmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (17) für die Arbeitsspindel (8) und die zweite Spindelwelle (1) mit Kettenrädern (18', 18") oder Riemenscheiben versehen sind und der Antrieb mittels einer Kette (18), eines Zahnriemens oder dergleichen erfolgt.

19. Honmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (20) für die Zustelleinrichtung (11) und die erste Spindelwelle (2) eine gemeinsame Rotationsachse besitzen und zwischen Antriebsmotor (20) und Spindelwelle (2) eine nicht schaltbare Kupplung (21) angeordnet ist.

20. Honmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Antriebsmotor (20) für die Zustelleinrichtung (11) ein Wegmeßsystem (22) angeordnet ist.

21. Honmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (28) zur Verschleißüberwachung vorgesehen ist.