DE20311730U1

DE20311730U1 - Ram-Konfiguration für Großbearbeitungszentren

Info

Publication number: DE20311730U1
Application number: DE20311730U
Authority: DE
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess De GmbH
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2013-07-31

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Ram-Konfiguration für senkrechte und waagerechte Großbearbeitungszentren zur spanenden Bearbeitung von Freiformflächen an Modellen und von komplizierten prismatischen Bauteilen, wie beispielsweise von Turbinengehäusen.

Aus dem Stand der Technik ist bereits durch DE 203 01 661 Ul eine derartige Ram-Konfiguration bekannt. Sie hat den Vorteil, dass die C-Achse nicht Bestandteil des Werkzeugträgers ist und alle Bauteile in einer hydrostatisch geführten, gedämpften Hülse konzentrisch angeordnet sind, wodurch ein optimales Trägheitsmoment und eine optimale Zerspanungsleistung bei minimiertem Eintauchdurchmesser und großem Ausschub realisiert und somit auch höhere Bearbeiungsgenauigkeiten erreichbar sein sollen. Für diese Ram-Konf iguration ist kennzeichnend, dass in einer Hülse nacheinander zwei Spindelantriebsmotoren mittels einer Steckkupplung verbunden sind und in Richtung Werkzeug nacheinander ein C-Achsantriebsmotor, ein Doppelgetriebe, eine C-Achshohlwelle, die eine C-Achskopfaufnahme mit einem Werkzeugträger, wie z. B. einen NC-Kopf, hat, angeordnet sind. Das Doppelgetriebe treibt zusätzlich eine Kupplungswelle an, an der der Spindelantrieb des Werkzeugträgers angekoppelt ist. Zwischen den Spindelantriebsmotoren und dem Doppelgetriebe liegt eine Spindelantriebswelle und zwischen dem C-Achsantriebsmotor und dem Doppelgetriebe ist eine Spindelantriebswelle angeordnet.
Ein Kühlmittelrohr ist ebenfalls zentrisch in der Spindelantriebswelle bis zur Kupplungswelle angeordnet. Das Kühlmittel wird maschinenseitig durch eine Kühlmittel-/Drehdurchführung dem Kühlmittelrohr zugeführt. Die Spindelantriebsmotoren werden über ein separates Spindelantriebsmess-Sytem und der C-Achsenantriebsmotor wird über ein C-Achsantriebsmotormess-System geregelt. Für die Spindel-

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Orientierung ist weiterhin ein separates Spindelrichtmess-System vorhanden. Die direkte Messung der Bewegungen der C-Achskopfaufnähme erfolgt über ein C-Achsmess-System. Kennzeichnend ist auch, dass vier hydrostatische Tragtasehen im werkzeugseitigen Bereich und vier hydrostatische Tragtaschen im maschinenseitigen Bereich eines Führungsteiles an der Hülse angeordnet sind. Die Dämpfungstaschen liegen längsseitig gesehen zwischen den hydrostatischen Tragtaschen. Zur Realisierung der Linearachsenbewegung Z ist an der Hülse eine Zahnstange befestigt und im Führungsteil ist ein Antriebsritzel fest angeordnet. Außerdem ist die Hülse in den hydrostatischen Tragtaschen und in den hydrostatischen Dämpfungstaschen in Längsrichtung bewegbar gehalten. Zur Bearbeitung von V-Motor-Gehäusen sind fünf interpolierende Maschinenachsen erforderlich. Die Achsen Z, C und A werden von der Ram-Konfiguration realisiert, wobei vom Antriebsritzel über eine Zahnstange die Linearachsenbewegung Z ermöglicht wird. Die zirkuläre C-Achsenbewegung wird vom C-Achsantriebsmotor über die C-Antriebswelle zum Doppelgetriebe und dann über die C-Achshohlwelle zur C-Achskopfaufnahme gekoppelt.

Die in DE 203 01 661 Ul dargestellte Ram-Konfiguration hat aber den Nachteil, dass keine großen Zerspanungsleistungen der Werkzeugspindel bis ca. 150 kW möglich sind. Deshalb besteht das Problem der Erfindung darin, eine Ram-Konfiguration für senkrechte und waagerechte Großbearbeitungszentren zur spanenden Bearbeitung von Freiformflächen an Modellen und von komplizierten prismatischen Bauteilen, wie beispielsweise von Turbinengehäusen, zu schaffen, die Zerspanungsleistungen der Werkzeugspindel bis 150 kW garantiert. Erreicht wird dies dadurch, dass jetzt lediglich ein Spindelantriebsmotor durch den C-Achsantriebsmotor mit einem Doppelplanetengetriebe verbunden ist, und außen an der Hülse zwei Spindelmuttern zur Aufnahme der Z-Antriebsspindein angeordnet sind. Vorteilhafterweise hat diese Ram-

Konfiguration durch die erreichbaren Zerspanungsleistungen von bis zu 150 kW die Voraussetzungen dafür geschaffen, dass die Großbearbeitungszentren jetzt das Leistungsvermögen moderner Schneidstoffe nutzen können. Durch den Einsatz eines Doppelplanetengetriebes wird gegenüber bisherigen Fräsantrieben die Laufruhe verbessert und im Vergleich zu bekannten leistungsgleichen mechanischen Getrieben verringert sich der Platzbedarf. Kennzeichnend ist weiterhin, dass in den Führungsteilen und am Außenmantel der Hülse im werkzeugseitigen Bereich 2x8 hydrostatische Tragtaschen symmetrisch liegend und im maschinenseitigen Bereich 4 hydrostatische Tragtaschen angeordnet sind und die Hülse bewegbar halten. Insbesondere durch die parallele Anordnung der beiden Z-Antriebsspindeln erhöht sich die Steifigkeit der Antriebssysteme, wodurch die Dämpfungstaschen nicht mehr erforderlich sind.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in 20

Figur 1: die Ram-Konfiguration im Längsschnitt und Figur 2: die Anordnung der hydrostatischen Tragtaschen im Schnitt A-A von Figur 1.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Ram-Konfiguration im Längsschnitt. Erkennbar ist, dass in einer Hülse 1 zentrisch, in Richtung Werkzeug nacheinander ein Spindelantriebsmotor 2, ein C-Achsantriebsmotor 4, ein Doppelplanetengetriebe 5, eine C-Achshohlwelle 12, die eine C-Achskopfaufnähme 6 mit einem Werkzeugträger 7, wie z. B. einen NC-Kopf hat, angeordnet sind. Das Doppelplanetengetriebe 5 treibt zusätzlich eine Kupplungswelle 10 an, an der der Spindelantrieb des Werkzeugträgers angekoppelt ist. Zwischen dem Spindelantriebsmotor 2 und dem Doppelplanetengetriebe 5 liegt eine Spindelantriebswelle 9 und zwischen

dem C-Achsantriebsmotor 4 und dem Doppelplanetengetriebe ist eine C-Achsantriebswelle 11 angeordnet, die die Spindelantriebswelle 9 umschließt. Ebenfalls ist ein Kühlmittelrohr 13 zentrisch in der Spindelantriebswelle 9 bis zur Kupplungswelle 10 angeordnet. Die Zuführung des Kühlmittels erfolgt maschinenseitig durch eine Kühlmittel-/Drehdurchführung 14. Vorteilhafterweise hat die Ram-Konfiguration diverse Mess-Systeme. Der Spindelantriebsmotor 2 wird über ein Spindelantriebsmess-System 8 und der C-Achsantriebsmotor 4 wird über ein C-Achsantriebsmotormess-System 15 geregelt. Für die Spindelorientierung ist weiterhin ein separates Spindelrichtmess-System 16 angeordnet. Die direkte Messung der Bewegungen der C-Achskopfaufnähme 6 wird vom C-Achsmess-System 17 vorgenommen.

In Figur 2 ist die Anordnung der hydrostatischen Tragtaschen im Schnitt A-A von Figur 1 dargestellt. Sie zeigt, dass im werkzeugseitigen Bereich in einem Führungsteil und am Außenmantel der Hülse 1 acht hydrostatische Tragtaschen symmetrisch angordnet sind. Weiterhin sind an der Hülse 1 zwei Spindelmuttern 26;27 befestigt, die die Z-Antriebsspindeln 24; 25 aufnehmen.

Zur Bearbeitung von Turbinengehäusen mit der erfindungsgemäßen Ram-Konfiguration sind fünf interpolierende Maschinenachsen erforderlich. Die Ram-Konfiguration realisiert die Achsen Z, C und A. Die Maschinenlinearachsen X und Y sind nicht dargestellt. Von den Antriebsspindeln 24;25 wird die Linearachsenbewegung Z durchgeführt. Die zikulare C-Achsenbewegung wird vom C-Achsantriebsmotor 4 über die C-Antriebswelle 11 zum Doppelplanetengetriebe 5 und dann über die C-Achshohlwelle 12 zur C-Achskopfaufnahme 6 gekoppelt.

Claims

1. Ram-Konfiguration für senkrechte und waagerechte Großbearbeitungszentren zur spanenden Bearbeitung von Freiformflächen an Modellen oder von komplizierten prismatischen Bauteilen, wie beispielsweise von Turbinengehäusen, bestehend aus einer Hülse (1) mit zwei innenliegenden, zentrisch angeordneten Spindelantriebsmotoren, einem C-Achsantriebsmotor (4), einem Doppelgetriebe (5) und einer C-Achshohlwelle (12), die eine C-Achskopfaufnahme (6) mit einem Werkzeugträger (7), wie z. B. einen NC-Kopf, hat, wobei das Doppelgetriebe (5) zusätzlich eine Kupplungswelle (10), die mit dem Spindelantrieb des Werkzeugträgers (7) befestigt ist, antreibt, und an der Hülse (1) zur Linearachsenbewegung Z eine Zahnstange befestigt ist und im Führungsteil ein Antriebsritzel fest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich ein Spindelantriebsmotor (2) durch den C-Achsantriebsmotor (4) mit dem Doppelgetriebe (5) verbunden ist und an der Hülse (1) zwei Spindelmuttern (26; 27) zur Aufnahme der Z-Antriebsspindeln (24; 25) parallel angeordnet sind.

2. Ram-Konfiguration für senkrechte und waagerechte Großbearbeitungszentren zur spanenden Bearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Doppelgetriebe (5) ein Doppelplanetengetriebe ist.

3. Ram-Konfiguration für senkrechte und waagerechte Großbearbeitungszentren zur spanenden Bearbeitung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Führungsteilen (21) und am Außenmantel der Hülse (1) im werkzeugseitigen Bereich mehrere hydrostatische Tragtaschen (18), vozugsweise zwei mal acht Tragtaschen symmetrisch liegend, und im maschinenseitigen Bereich vier hydrostatische Tragtaschen (19) angeordnet sind und die Hülse (1) bewegbar halten.