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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine wie
sie im Oberbegriff des 1. Patentanspruchs definiert ist. Ein Beispiel
einer solchen Werkzeugmaschine wird in der Patentanmeldung
FR 2 727 885 A offenbart.
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Der
nächstliegende
Stand der Technik wird in der französischen Patentanmeldung
FR 2 727 885 A beschrieben,
welche im Namen der Anmelderin eingereicht wurde. Dieses Patent
beschreibt und stellt eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von
Kurbelwellen dar, wobei das Ziel des Arbeitsverfahrens sowie der
Bearbeitungskette einer solchen Werkzeugmaschine darin liegt, die
aufgrund sogenannter Hilfsarbeitsgänge wie etwa Ausspannen, Einspannen,
Laden, Entladen und Positionieren des Teils in der Werkzeugmaschine
entstehenden Leerlaufzeiten zu verringern. Die Werkzeugmaschine,
die insbesondere für
die Bearbeitung von Kurbelwellen für vierzylindrige Motoren durch
Drehen-Nachschneiden auf einer Linie bestimmt ist, umfasst, angeordnet
auf einem Gestell entlang der Übergabeachse
einer Bearbeitungskette der besagten Kurbelwellen und in einer gleichen
horizontalen Ebene, Folgendes:
- – einen
Bearbeitungsplatz, der mit mindestens einer Werkzeugträgerscheibe
ausgerüstet
ist, welche die Arbeitsgänge
des Drehens-Nachschneidens der Kurbelwellen gewährleistet,
- – und
zwei Arbeitsplätze,
die die Drehung von zwei Kurbelwellen veranlassen und die parallel oberhalb
und unterhalb des Bearbeitungsplatzes angeordnet sind und zwar so,
dass die Werkzeugträgerscheibe
des Letzteren, die beweglich entlang der Übergabeachse montiert ist,
gemäß einer
hin- und hergehenden Bewegung von einem Arbeitsplatz zum anderen
schwenken und die Bearbeitung einer Kurbelwelle während der
Hilfsarbeitsgänge,
welche für
das Einrichten einer neuen Kurbelwelle auf dem anderen Arbeitsplatz
erforderlich sind, gewährleisten
kann und umgekehrt. Die koplanare Anordnung der beiden Arbeitsplätze auf
beiden Seiten des Bearbeitungsplatzes zusammen mit der Beweglichkeit
des Letzteren zwischen den beiden Arbeitsplätzen ermöglichen also, während der
für die
Hilfsarbeitsgänge
für eine Kurbelwelle
auf einem Arbeitsplatz benötigten Zeit
die Bearbeitungsvorgänge
für eine
Kurbelwelle auf dem anderen Arbeitsplatz mithilfe der Werkzeugträgerscheibe
desselben Bearbeitungsplatzes. Dadurch wird das Mengenverhältnis verdoppelt
und der Platzbedarf von der gesamten Werkzeugmaschine ist geringer
als jener von zwei Werkzeugmaschinen, ein nicht zu vernachlässigender
Vorteil angesichts der Höhe
des Quadratmeterpreises in Industriezonen. Obwohl die Ansprüche der
Benutzer einer vollständig
automatisierten Herstellungslinie für Kurbelwellen erfüllt werden,
stellte die Anmelderin fest, dass dieser Werkzeugmaschinentyp für manche
Anwendungen eine Schwierigkeit darstellen könnte, da er keine große Zugänglichkeit
zu den verschiedenen Arbeitsplätzen
bietet, insbesondere für
das manuelle Einrichten von zu bearbeitenden Teilen. Die Anordnung
eines Bearbeitungsplatzes zwischen zwei Arbeitsplätzen verringert
nämlich
die Zugangsmöglichkeiten,
was die Konstrukteure dazu zwingt, ein mit einem Greifarm ausgestattetes Portal
vorzusehen, welches die Übergabe
der zu bearbeitenden Teile oder Kurbelwellen von einem ersten Arbeitsplatz
zu einem anderen gewährleistet
oder das Austauschen des oder der Werkzeuge des Bearbeitungsplatzes
ermöglicht.
Darüber hinaus
besteht eine weitere Schwierigkeit der Werkzeugmaschine, so wie
sie bisher geplant wurde, in der Tatsache, dass das Ergreifen der Kurbelwelle,
die das zu bearbeitende Drehteil bildet, mithilfe von zwei Spannfuttern
geschieht, die, an jedem Ende der Kurbelwelle angeordnet, mit ihren
Spannbacken diese Enden umschließen, um die Kurbelwelle beim
Bearbeitungsvorgang anzutreiben und zu drehen. Diese Anordnung verhindert
die Bearbeitung der Enden von Kurbelwellen auf diesen Arbeitsplätzen. Deshalb
ist eine vollständige
Bearbeitung eines Drehteils ausgehend von einer solchen Einrichtung
nicht möglich.
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Der
Stand der Technik präsentiert
ebenfalls Werkzeugmaschinen wie jene, die in der amerikanischen
Patentschrift Nr.
US 4 718 196 beschrieben wird
und zu dem Typ gehört,
der auf einem Gestell in einer gleichen horizontalen Ebene Folgendes
angeordnet hat:
- – zwei Bearbeitungsplätze, die
mit mindestens einem Werkzeug ausgerüstet sind, das die Bearbeitung
von Drehteilen gewährleistet,
und
- – zwei
Arbeitsplätze,
die jeweils ein Werkstück
tragendes Spannfutter aufweisen, welches die Drehung der beiden
Drehteile sicherstellt, und die parallel zueinander angeordnet und
jeweils vor einem Bearbeitungsplatz so platziert sind, dass zwei
Teile gleichzeitig bearbeitet werden können. Dieser Werkzeugmaschinentyp
hat ebenfalls den Nachteil einer mangelnden Zugänglichkeit, da die Bearbeitungsplätze vor
jedem Arbeitsplatz positioniert sind. Darüber hinaus ermöglicht er
keine Durchführung
von Hilfsarbeitsgängen auf
einem Arbeitsplatz während
der Bearbeitung auf dem anderen Arbeitsplatz, da beide Spannfutter
gemeinsam in Bewegung gesetzt werden. Schließlich gestattet das Vorhandensein
von zwei Bearbeitungsplätzen
keinerlei Möglichkeiten
für einen durchgehenden
Betrieb des Werkzeugs.
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Ausgehend
von dieser Tatsachenlage stellte die Anmelderin Untersuchungen an,
mit dem Ziel, die Zugänglichkeit
einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Drehteilen zu verbessern
sowie deren vollständige
Bearbeitung zu gewährleisten.
Diese Untersuchungen mündeten
in der Konzeption einer neuen, vereinfachten Werkzeugmaschine, welche die
oben genannten Schwierigkeiten löst
und gleichzeitig eine Bearbeitung zu besten Bedingungen garantiert.
Diese Werkzeugmaschine hat ebenfalls den Vorteil, sich an mehrere
Bearbeitungsarten anzupassen.
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Die
erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur
Bearbeitung von Drehteilen gehört
also zu dem Maschinentyp, der, angeordnet auf einem Gestell in einer
gleichen horizontalen Ebene, Folgendes umfasst:
- – einen
Bearbeitungsplatz der mit mindestens einem Werkzeug ausgerüstet ist,
das die Bearbeitung von Drehteilen gewährleistet,
- – und
zwei Arbeitsplätze,
die die Drehung von zwei Drehteilen veranlassen und die parallel
oberhalb und unterhalb des Bearbeitungsplatzes angeordnet sind und
zwar so, dass das Werkzeug des Letzteren, das beweglich entlang
der Übergabeachse
montiert ist, gemäß einer
hin- und hergehenden
Bewegung von einem Arbeitsplatz zum anderen schwenken und die Bearbeitung
eines Drehteils auf einem Arbeitsplatz während der Hilfsarbeitsgänge, welche für ein neues
Drehteil auf dem anderen Arbeitsplatz erforderlich sind, gewährleisten
kann,
gekennzeichnet durch die Tatsache, dass jeder Arbeitsplatz
eine einzige Spindel für
den Antrieb der Drehteile mit ihrer Motorisierung umfasst und an
einem Ende mit einem Spannfutter zum Spannen und Zentrieren des
Drehteils im Bereich eines seiner Enden ausgerüstet ist. Das Vorhandensein
einer einzigen Antriebseinheit pro Arbeitsplatz hat den Vorteil, den
Platzbedarf einer solchen Werkzeugmaschine halbieren zu können, indem
auf den Platzbedarf für die
Antriebseinheit, die bei jener Werkzeugmaschine gemäß dem Stand
der Technik vorhanden ist, verzichtet wird. Der Zugang zum Bearbeitungsplatz
oder zu den beiden Arbeitsplätzen
wird somit beträchtlich erleichtert.
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Darüber hinaus
sind die Spindeln jedes Arbeitsplatzes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Werkzeugmaschine so ausgerichtet, dass sie die Spannbacken ihres
jeweiligen Spannfutters jeweils auf der gleichen Seite aufweisen.
Diese besondere Anordnung hat den Vorteil, die beiden Spannfutter
beider Arbeitsplätze
mit ihrer parallelen Achse gleich zu präsentieren. Diese neue Anordnung bietet
daher einem Bediener die Möglichkeit,
die zu bearbeitenden Teile direkt auf der Werkzeugmaschine zu wechseln,
indem eines ihrer Enden in die Spannbacken des Spannfutters jeder
Spindel eingefügt
wird.
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Im
Gegensatz zur als Stand der Technik beschriebenen Werkzeugmaschine
erfordert die Verwendung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine keine
vollständige
Automatisierung.
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Eine
derartige Anordnung ermöglicht
es, neue Arbeitsverfahren in Betracht zu ziehen. So betrifft die
Erfindung mehrere Arbeitsverfahren einer Bearbeitungswerkzeugmaschine,
welche die grundlegenden Konzepte der Erfindung einhält.
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Gemäß einem
besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist ein Arbeitsverfahren
der Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Drehteilen nach Anspruch
1 insofern beachtlich, als es darin besteht, die Bearbeitung eines
ersten Endes eines Drehteils auf einem Arbeitsplatz und die Bearbeitung
des zweiten Endes des besagten Drehteils auf dem zweiten Arbeitsplatz
auszuführen.
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Eine
Werkzeugmaschine, welche zwei Arbeitsplätze mit einer einzigen Antriebsspindel
für jeden
Arbeitsplatz umfasst, hat nämlich
den Vorteil, die vollständige
Bearbeitung eines Drehteils bei gleichzeitiger Gewährleistung
der Hilfsarbeitsgänge
in Nebenzeit zu ermöglichen,
da nur ein Ende in den Spannbacken des Spannfutters eingeklemmt
ist, wodurch das Werkzeug des Bearbeitungsplatzes die Bearbeitung
des freien Endes ausführen
kann. Diese Anordnung ist also insofern besonders vorteilhaft, als eine
einzige Maschine eine vollständige
Bearbeitung von Lagern, Kurbelzapfen und Enden bieten kann, ganz
im Gegensatz zum Arbeitsverfahren der als Stand der Technik beschriebenen
Werkzeugmaschine, die, bestimmt für eine vermehrt industrielle
Fertigung, eine Bearbeitungskette mit mehreren Werkzeugmaschinen
benötigt.
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Gemäß einem
besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung, insbesondere für die Bearbeitung von
langen Drehteilen, umfasst jeder Arbeitsplatz eine Aufnahmelünette, die
die Führung
des freien Endes des langen Werkstücks während der Bearbeitung gewährleistet.
Die Verwendung von Aufnahmelünetten
als Hilfsführungsmittel
erhöht
die Fähigkeiten
einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, indem
sie ihr die Möglichkeit
verleihen, Bearbeitungen von langen Werkstücken wie jenen, die mit der als
Stand der Technik beschriebenen Werkzeugmaschine bearbeitet werden,
vorzunehmen und gleichzeitig die Zugänglichkeit sowie die Möglichkeit
zu sichern, die Enden der besagten langen Drehteile zu bearbeiten.
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Die
soeben vorstehend in einfachster Form erläuterten grundlegenden Konzepte
der Erfindung, weitere Details und Merkmale gehen noch klarer aus der
nachfolgenden Beschreibung hervor, die als nicht erschöpfendes
Beispiel und in Bezug auf die beigefügte Zeichnung eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
darlegt.
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Die
Figur dieser Zeichnung ist eine schematische Gesamtansicht einer
erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
von oben.
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So
wie in der Zeichnung dargestellt gehört die in ihrer Gesamtheit
als M bezeichnete Werkzeugmaschine zu dem Maschinentyp, der, angeordnet
auf einem Gestell B in einer gleichen horizontalen Ebene, Folgendes
umfasst:
- – einen
Bearbeitungsplatz 100 der mit mindestens einem Werkzeug
ausgerüstet
ist, welches hier in einer Werkzeugträgerscheibe 110 besteht,
die die Bearbeitung von Drehteilen gewährleistet,
- – und
zwei Arbeitsplätze 200a und 200b,
die die Drehung von zwei Drehteilen 300a und 300b veranlassen
und die parallel oberhalb und unterhalb des Bearbeitungsplatzes 100 angeordnet
sind und zwar so, dass die Werkzeugträgerscheibe 110 des
Letzteren, die beweglich entlang der Übergabeachse montiert ist,
gemäß einer
hin- und hergehenden Bewegung von einem Arbeitsplatz 200a zum
anderen 200b schwenken und die Bearbeitung eines Drehteils 300a auf
einem Arbeitsplatz 200a während der Hilfsarbeitsgänge, welche
für ein
neues Drehteil 300b auf dem anderen Arbeitsplatz 200b erforderlich
sind, gewährleisten
kann. Gemäß der Erfindung
umfasst jeder Arbeitsplatz 200a und 200b eine
einzige Spindel 210a und 210b für den Antrieb
der Drehteile 300a und 300b, die mit ihrer Motorisierung
und an einem Ende mit einem Spannfutter 211a und 211b zum
Spannen und Zentrieren des Drehteils 300a und 300b im
Bereich eines seiner Enden ausgerüstet ist.
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Wie
in der Zeichnung dargestellt sind die Spindeln 210a und 210b jedes
Arbeitsplatzes 200a und 200b so ausgerichtet,
dass sie die Spannbacken ihres entsprechenden Spannfutters 211a und 211b auf
derselben Seite aufweisen.
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Ein
erstes Arbeitsverfahren einer derartigen Werkzeugmaschine M, in
dem einer der Hauptvorteile der besagten Maschine liegt, besteht
darin, die Bearbeitung eines ersten Endes eines Drehteils 300a auf
einem Arbeitsplatz 200a und die Bearbeitung des zweiten
Endes des besagten Drehteils 300a auf dem zweiten Arbeitsplatz 200b durchzuführen. Mit
diesem Arbeitsverfahren wird die neue Möglichkeit, welche diese Werkzeugmaschine
M bietet, das heißt,
die vollständige
Bearbeitung eines Werkstücks
und insbesondere die Bearbeitung seiner Enden, maximal genutzt.
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Um
einen derartigen Vorgang durchzuführen, insbesondere wenn die
Spindeln 210a und 210b in dieselbe Richtung ausgerichtet
sind, besteht das Arbeitsverfahren der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
M darin, ein Drehteil 300a von einem Arbeitsplatz 200a wegzunehmen
und das besagte Drehteil 300a um 180° zu drehen, ehe es auf dem zweiten
Arbeitsplatz 200b wieder eingerichtet wird.
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Ein
weiteres, speziell auf die Bearbeitung einer Kurbelwelle ausgerichtetes
Arbeitsverfahren einer derartigen Werkzeugmaschine M besteht darin, die
teilweise Bearbeitung von Lager und Kurbelzapfen auf einem Arbeitsplatz 200a und
die restliche Bearbeitung auf dem anderen Arbeitsplatz 300b durchzuführen, nachdem
die besagte Kurbelwelle vorher um 180° gedreht wurde. Dieses Arbeitsverfahren
hat, insbesondere für
Bearbeitungsvorgänge
wie etwa Schnellfräsen,
Drehen-Nachschneiden
oder Feinschleifen, den Vorteil, dass eine Vereinfachung der Bearbeitungsmittel
ermöglicht
wird, indem die Bearbeitung von Lager und Kurbelzapfen von einem Werkzeug
durchgeführt
wird, das lediglich eine teilweise Bearbeitung dieser Teile auf
einem ersten Arbeitsplatz gewährleistet,
und die restliche Bearbeitung auf dem zweiten Arbeitsplatz erfolgt.
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Um
dies umzusetzen, ist, gemäß den bevorzugten
Ausführungsformen
oder Anwendungen einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, Letztere insofern
beachtlich, als das besagte Werkzeug zum Typ der Schleifscheiben
gehört.
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Gemäß einer
weiteren, aber nicht erschöpfenden
Ausführungsform
gehört
das besagte Werkzeug zum Typ der Dreh-Nachschneidwerkzeuge.
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Gemäß einer
weiteren, aber nicht erschöpfenden
Ausführungsform
gehört
das besagte Werkzeug zum Typ der Fräswerkzeuge.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Verwendung eines Werkzeugtyps nicht über die
durchgeführte
Bearbeitung vorentscheiden muss. So können beispielsweise mit einem
Werkzeug des Typs Schleifscheibe unter bestimmten Bedingungen andere
Bearbeitungsvorgänge
als Feinschleifen ausgeführt
werden.
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Es
versteht sich, dass die soeben vorstehend erfolgte Beschreibung
und Darstellung der Bearbeitungswerkzeugmaschine und der Arbeitsverfahren
eher im Hinblick auf eine Verbreitung als auf eine Einschränkung geschah.