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Schwere Senkrechtdrehmaschine
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Die Erfindung betrifft eine schwere Senkrechtdrehmaschine mit zwei
am Querbalken verschiebbaren Werkzeugschlitten mit Meißelschiebern und Werkzeugträgern,
insbesondere zur Bearbeitung von Eisenbahnradern.
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Senkrechtdrehmaschinen in Karussell-Bauart mit waagerecht gelagerter
Planscheibe und einem Ständer mit höhenverstellbarem Querbalken und einem oder zwei
horizontal verstellbaren Werkzeugschlitten mit den Meißelschieberführungen sind
in verschiedenen Ausführungen bekannt. Sie können für viele Anwendungsbereiche mit
nur einem Werkzeugschlitten ausgeführt werden, da die derzeit verfügbaren Schneidstoffe
eine so hohe Schnittleistung ermöglichen, so daß bei auch nur einem Drehmeißel eine
wirtschaftlich günstige Relation zwischen Maschinenkosten und Schnittleistung erreichbar
ist. Außerdem ergeben die bekannten und üblichen Drehmaschinen-NC-Steuerungen für
die
Versorgung einer Bearbeitungseinheit mit zwei Achsen hinsichtlich
des Steuerungsaufwandes eine günstige wirtschaftliche Lösung.
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Für besondere Anwendungsbereiche, beispielsweise bei Senkrechtdrehmaschinen
für die Eisenbahnrad-Bearbeitung, werden häufig zwei #uerbalken-Werkzeugschlitten
angewendet (Prospekt "Hegenscheidt -Senkrecht-Räderdrehmaschinen für Eisenbahnräder").
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Dadurch kann das Spanvolumen pro Zeiteinheit wesentlich gesteigert
werden, weil zwei Operationen gleichzeitig ausgeführt werden können. Eine weitere
Verbesserung dieser Maschinen hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit wird auch noch
dadurch erreichbar, wenn auf derselben Maschine Vor- und Fertigbearbeitung also
Schwer-Zerspanung und Genauigkeitsarbeit aufeinanderfolgend ausgeführt werden können.
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Bei dieser universellen Anwendbarkeit werden jedoch an die Führungssysteme
für die Querbalken-Werkzeugschlitten höchste Anforderungen gestellt. Die Schlitten-Führungssysteme
wurden im Laufe der letzten Jahre in ihrer Genauigkeit und Lebensdauer wesentlich
verbessert. An die Stelle der früher üblichen e nfachen Gleitführungen sind vielfach
verschleißarme Führungs-Systeme getreten. Vorzugsweise werden vorgespannte Rollenführungen
angewandt, zum Teil auch kombiniert mit Gleitführungen.
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Für schwere und schwerste Senkrechtdrehmaschinen mit nur einem Querbalkensupport
werden überwiegend vorgespannte hydrostatische Führungen angewandt, die völlig verschleißfrei
sind und damit höchste Dauergenauigkeit
aufweisen. Führungen dieser
Art, insbesondere die Werkzeugschlittenführungen auf dem Querbalken, erfordern dicht
abschließende Führungsbahnabdeckungen.
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Das aus den Schlittenführungen austretende Hydrostatiköl läuft über
die Führungsbahnen zu Sammelbehältern, von wo es dem Kreislauf wieder zugeführt
wird. Das öl muß zuverlässig gegen die Umgebung wegen der Gefahr des Verschmutzens
und Eindringens von Fremdkörpern abgedichtet werden.
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Aus diesem Grunde sind dicht abschließende Führungsbahnabdeckungen
bei derartigen Führungssystemen unverzichtbar erforderlich. Gut bewährt haben sich
für diesen Zweck Teleskop-Stahlblechabdeckungen. Bei einer Senkrechtdrehmaschine
mit nur einem Werkzeugschlitten ist für die Anbringung eines solchen Abdeckungssystems
ausreichender Anbauraum vorhanden.
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Bei derartigen Maschinen mit zwei Meißelschieberführungen am Querbalken
muß die Möglichkeit bestehen, die beiden Drehmeißel möglichst nahe zusammen zu fahren,
um beide gleichzeitig nutzen zu können. In der Regel werden daher beide Meißelschieberführungen
mit den Meißelschiebern und Werkzeugträgern in ihrer äußeren Gestalt spiegelbildlich
ausgeführt. Der fehlende Abstand zwischen den Werkzeugschlitten beim Zusammenfahren
zum möglichen gleichzeitigen Einsatz beider Drehmeißel läßt die Anbringung einer
Abdeckung der Querbalkenführung zwischen den beiden Werkzeugschlitten
nicht
zu. Dies bedeutet, daß eine wirksame Querbalken-Führungsbahnabdeckung nicht angeordnet
werden kann, so daß auch die Vorteile des vorbeschriebenen modernen Führungssystems
bei den genannten Senkrechtdrehmaschinen mit zwei Werkzeugschlitten dieser Art bisher
nicht genutzt werden konnten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei schweren und schwersten
Senkrechtdrehmaschinen mit zwei am Querbalken verschiebbaren Werkzeugschlitten die
Anwendung moderner hydrostatischer Führungssysteme zu ermöglichen. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meißelschieberführungen (Z-Achsen)
mit ihren Meißelschiebern an den mittels hydrostatischer Führungssysteme am Querbalken
gleitend verschiebbaren Werkzeugschlitten (X-Achse) zur Senkrechten um einen Winkel
(<~ ) zwischen 150 und 400 geneigt starr befestigt sind, so daß deren Werkzeugträger
mit ihren Drehmeißeln in ihrem Arbeitsbereich bis zum gegenseitigen Berühren zusammenfahrbar
sind und zugleich zwischen den Innenkanten der Werkzeugschlitten ein ausreichend
großer Zwischenraum für eine breitenveränderliche Querbalken-Führungsbahnabdeckung
verbleibt, und daß die beiden aus Meißelschieberführung, Meißelschieber und Werkzeugschlitten
bestehenden Bearbeitungs-Einheiten in den X- und Z-Achsen mittels NC-Steuervorrichtungen
gemeinsam oder unabhängig voneinander für beliebige Bewegungsbahnen der Drehmeißel
programmiert steuerbar sind.
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Nach weiteren Merkmalen der Erfindung sind die Werkzeugträger gegenüber
den Z-Achsen der Werkzeugschieber um den gleichgroßen Winkel (Oc ) derart geneigt,
daß der Werkzeugwechsel in horizontaler Übergabe-Richtung erfolgen kann, so daß
es möglich ist, automatische Werkzeugwechselvorrichtungen mit Werkzeugübergabe in
horizontaler Richtung zu benutzen und diese in beiden Außenbereichen des Querbalkens
anzuordnen.
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Die breitenveränderliche Querbalken-Führungsbahnabdeckung kann in
verschiedener Weise ausgebildet sein; vorzugsweise ist sie nach einem weiteren Merkmal
der Erfindung als Teleskop-Abdeckung ausgebildet. Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit
besteht erfindungsgemäß in der Ausbildung als Balgen-Führungsbahnabdeckung.
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Durch die gegensinnige Schrägstellung der beiden Meißelschieber wird
einerseits ein dichtes Zusammenfahren der beiden Drehmeißel möglich, während andererseits
ein ausreichender Einbauraum für eine geeignete Abdeckung zum Schutze der Querbalkenführungen
zwischen beiden Supporten vorhanden ist. Durch die Wahl des Schrägungswinkels und
der erforderlichen Werkzeugschieberausladung können die Platzverhältnisse optimiert
werden. Dadurch wird die Anwendung hydrostatischer Führungssysteme bei wirksam abgedeckten
Querbalkenführungen und minimalen Drehmeißelabstand möglich.
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Somit sind für alle Drehoperationen, bei denen technologisch der Einsatz
von zwei Supporten wirtschaftlich ist, auch beide Supporte ohne Einschränkung einsetzbar.
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Die Schräglage der Z-Achse der Supporte wird über die vorgesehene
NC-Steuerung kompensiert, d.h. bei Drehoperationen, die ein senkrechtes Verfahren
der Meißelschneide erfordern, wird die X-Achse, NC-gesteuert, mitgeführt. Bei der
Bearbeitung von Schrägen oder Radien wird sinngemäß verfahren.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine schwere Zweisupport-Senkrechtdrehmaschine
in Vorderansicht dargestellt. Am Ständer 1 ist der Querbalken 2 mit den beiden horizontal
verstellbaren Schlitten 3 angeordnet. Auf den Schlitten 3 sind die Schlittenoberteile
4 mit der Meißelschieberführung 5 um den Winkel & von der Senkrechten geneigt
angeordnet und fixiert. In den Schlittenoberteilen sind die Meißelschieber 6 geführt,
die an ihren unteren Enden die Werkzeugträger 7 mit den Drehmeißeln 8 aufnehmen.
Die Führungsbahnen 9 des Querbalkens 2 sind durch die Teleskop-Stahlblechabdeckung
10 geschützt, die erfindungsgemäß auch bei dicht zusammengefahrenen Drehmeißeln
zwischen den Querbalkenschiebern 3 noch Platz hat.
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Die schrägliegende Z-Achse 11 der Supporte wird über die vorgesehene
NC-Steuerung 12 kompensiert, d.h.
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bei Drehoperationen, die ein senkrechtes Verfahren der Meißelschneide
erfordern, wird die X-Achse 13 NL-gesteuert mitgeführt. Bei der Bearbeitung von
Schrägen oder Radien wird sinngemäß verfahren.
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Die Werkzeugmagazine 14 sind in der bei schweren Senkrechtdrehmaschinen
üblichen Weise an den Enden des Querbalkens 2 angeordnet und die Werkzeugträger
7 können ohne jede Einschränkung in der 0-Position (Home position) der Querbalkenschlitten
3 in den Werkzeugmagazinen 14 abgelegt bzw. aus diesen entnommen werden.