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Title:
DEEP DRILLING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/013678
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a deep drilling machine (100) comprising a machine bed (102) which supports a linear guide system (104), a tool spindle unit (110) which can travel linearly on the linear guide system (104) and has at least one tool spindle (112) which is rotatable about a spindle axis (115) by means of a spindle drive (114) and has a tool receptacle (116) for receiving a drilling tool, a counter-holding unit (120), which has, on a side facing the tool spindle unit (110), a workpiece receptacle (126) for receiving a first end portion of a workpiece (W), and a workpiece receptacle unit (130) which is arranged between the tool spindle unit (110) and the counter-holding unit (120) and has, on the side facing the counter-holding unit (120), a workpiece receptacle (136) for receiving the second end portion of the workpiece (W) opposite the first end portion, and a passage opening for guiding the drilling tool through. According to the invention, there is a workpiece sliding unit (200) which is arranged between the counter-holding unit (120) and the workpiece receptacle unit (130) and has a transverse slide (210) which is movable back and forth by means of a displacement drive in a displacement direction (215) extending perpendicularly to the spindle axis (115). The transverse slide (210) has, for each tool spindle, a first workpiece pre-centering device and a second workpiece pre-centering device parallel thereto, which are movable back and forth between a first and at least one second position (P2) by displacing the transverse slide (210) parallel to the displacement direction (215). The workpiece pre-centering devices are designed such that a workpiece (150) carried by a workpiece pre-centering device is oriented relative to the spindle axis (115) so as to be substantially ready for drilling when the workpiece pre-centering device is in the first position, and is arranged adjacent to the spindle axis (115) so as to be freely accessible for a loading operation when the workpiece pre-centering device is in the second position.

Inventors:
WOLF JAN (DE)
BUCK JOCHEN (DE)
GÖTZ MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/070107
Publication Date:
January 28, 2021
Filing Date:
July 16, 2020
Export Citation:
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Assignee:
TBT TIEFBOHRTECHNIK GMBH CO (DE)
International Classes:
B23B41/02; B23B39/16; B23Q3/06
Foreign References:
CN104607691A2015-05-13
CN106825676A2017-06-13
DE20010717U12000-09-28
KR101595716B12016-02-24
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE RUFF, WILHELM, BEIER, DAUSTER & PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Tiefbohrmaschine (100) umfassend:

ein Maschinenbett (102), das ein Linearführungssystem (104) trägt;

eine Werkzeugspindeleinheit (110), die auf dem Linearführungssystem (104) linear verfahrbar ist und wenigstens eine Werkzeugspindel (112) aufweist, die mittels eines Spindelantriebs (113) um eine Spindelachse (115) drehbar ist und eine Werkzeugaufnahme (116) zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs aufweist;

eine Gegenhalteeinheit (120), die an einer der Werkzeugspindeleinheit (110) zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme (126) zum Aufnehmen eines ersten Endabschnitts eines Werkstücks (W) aufweist;

eine zwischen der Werkzeugspindeleinheit (110) und der Gegenhalteeinheit (120) angeordnete Werkstückaufnahmeeinheit (130), die an der der Gegenhalteeinheit (120) zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme (136) zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts des Werkstücks (W) sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des Bohrwerkzeugs aufweist;

gekennzeichnet durch

eine Werkstück-Verschiebeeinheit (200), die zwischen der Gegenhalteeinheit (120) und der Werkstückaufnahmeeinheit (130) angeordnet ist und einen Querschlitten (210) aufweist, der mittels eines Verschiebeantriebs (212) in einer senkrecht zu der Spindelachse (115) verlaufenden Verschiebungsrichtung (215) hin - und her bewegbar ist,

wobei der Querschlitten (210) eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung (220-1) und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung (220-2) aufweist, die durch Verschieben des Querschlittens (210) parallel zu der Verschiebungsrichtung (215) zwischen einer ersten Position (P1) und wenigstens einer zweiten Position (P2) hin und her bewegbar sind,

wobei die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen (220-1 , 220-2) derart ausgebildet sind, dass ein durch eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück (W) im Wesentlichen bohrbereit zu der Spindelachse (115) ausgerichtet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der ersten Position (P1) befindet, und für eine Ladeoperation zugänglich neben der Spindelachse (115) angeordnet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten (P2) befindet.

2. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

ein Querhubweg (217) des Querschlittens (210) so ausgelegt ist, dass neben der Spindelachse (115-1 , 115-2) an zwei in Verfahrrichtung (215) gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse jeweils eine zweite Position (P2-1 , P2-2) existiert.

3. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die Werkzeugspindeleinheit wenigstens zwei Werkzeugspindeln aufweist, die um zueinander parallele Spindelachsen (115-1 , 115-2) drehbar sind, welche in einem Spindelabstand (117) zueinander in einer vorzugsweise horizontalen Spindelebene (118) liegen;

die Gegenhalteeinheit (120) für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme (126-1 , 126-2) aufweist,

die Werkstückaufnahmeeinheit (130) für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme (116-1 , 116-2) sowie eine Durchführungsöffnung zum

Hindurchführen eines Bohrwerkzeugs aufweist; und

der Querschlitten (210) mittels des Verschiebeantriebs (212) parallel zu der Spindelebene (118) hin - und her bewegbar ist und für jede der Werkzeugspindeln eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung (220-1) und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung (220-2) aufweist, die jeweils durch Verschieben des Querschlittens in der Verschiebungsrichtung (215) zwischen einer ersten Position und wenigstens einer zweiten Position hin und her bewegbar sind.

4. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Querhubweg (217) des Querschlittens (210) kleiner als der Spindelabstand (117) ist, so dass wenigstens eine zweite Position (P2-2) in einem Zwischenbereich zwischen den Spindelachsen (115-1 , 115-2) liegt.

5. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Gegenhalteeinheit (120) für jede Werkzeugspindel eine achsparallel mit dieser drehbare Werkstückspindel (122-1 , 122-2) aufweist, an der die Werkstückaufnahme (126-1 , 126-2) angebracht ist, wobei eine Drehachse der Werkstückspindel koaxial zur Spindelachse oder parallel versetzt zu dieser angeordnet ist.

6. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass

jeder Werkstückspindel (122-1 , 122-2) ein eigener Spindelantrieb (123-1 , 123-2) zur aktiven Drehung der Werkstückspindel zugeordnet ist. 7. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen (220-1 , 220-2) in Bezug auf ihre Lage am Querschlitten (210) einstellbar sind.

8. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung (220-1 , 220-2) zwei Aufnahmestrukturen (222) aufweist, die axial zueinander versetzt angeordnet sind und jeweils zwei in einem Winkel zueinander ausgerichtete Auflageflächen aufweist derart, dass sich die Aufnahmestrukturen nach oben erweitern.

9. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Werkstück-Verschiebeeinheit (200) einen Basisschlitten (202) aufweist, der auf dem Linearführungssystem (104) linear verfahrbar ist, wobei der Basisschlitten den Querschlitten (210) trägt.

10. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass

der Querschlitten (210) und die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen (220-1 , 220-2) Bestandteile einer Wechseleinheit bilden, die als Baugruppe auswechselbar am Basisschlitten (202) angebracht ist.

11. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

der Querschlitten (210) für jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen (220-1 , 220-2) wenigstens eine Werkstücklünette (260-1 , 260-2) aufweist, wobei vorzugsweise jeder der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zwei axial versetzt angeordnete Werkstücklünetten (260-1 , 260-2) zugeordnet sind.

12. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücklünetten (260-1 , 260-2) als selbstzentrierende Werkstücklünetten ausgestaltet sind, insbesondere mit Abstützrollen, so dass sich das Werkstück während der Bohrbearbeitung in der Werkstücklünette drehen kann. 13. Tiefbohrmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücklünetten (260-1 , 260-2) zwischen einer geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration automatisiert umschaltbar sind, wobei in der geöffneten Konfiguration ein Einlegen eines Werkstücks in die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung oder eine Entnahme daraus möglich ist und beim Übergang von der geöffneten Konfiguration zur geschlossenen Konfiguration die Werkstücklünette das Werkstück übernimmt und in einer zur Spindelachse zentrierten Position unterstützt.

14. Tiefbohrmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine der Tiefbohrmaschine zugeordnete automatische Ladeeinrichtung zum automatisierten Be- und Entladen von in einer zweiten Position befindlichen Werkstück- Vorzentriereinrichtungen, wobei die Ladeeinrichtung vorzugsweise eine Robotereinheit umfasst.

Description:
Tiefbohrmaschine

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft eine Tiefbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Das Tiefbohren - auch Tieflochbohren genannt - ist ein spezielles Bohrverfahren, das vor allem zur Herstellung von Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 1.500 mm bei einer Tiefe von mehr als dem Dreifachen des Durchmessers eingesetzt wird. Mittels Tiefbohren können sehr tiefe Bohrungen mit einem Tiefe/Durchmesser-Verhältnis größer 200 hergestellt werden.

Für das Tiefbohren charakteristisch ist eine kontinuierliche Kühlschmierstoffzufuhr unter Druck und eine stetige Spanabfuhr ohne Ausspanhübe. Dies bedeutet, dass auch tiefe Bohrungen durch das Tiefbohrverfahren in einem Durchgang gefertigt werden können, und der Bohrer nicht zwischendurch zum Beseitigen der Späne aus der Bohrung entfernt werden muss. Ein weiteres Charakteristikum des Tiefbohrens besteht darin, dass sich Tiefbohrwerkzeuge selbst in der Bohrung führen, um zu vermeiden, dass die Bohrung aus der beabsichtigten Richtung der Bohrungsachse verläuft.

Man unterscheidet im wesentlichen drei Tiefbohrverfahren, nämlich das Einlippen-Tiefbohren (ELB-Tiefbohren), das BTA-Tiefbohren, welches auch als STS („Single Tube System“) - Tiefbohren bezeichnet wird, und das Ejektor-Tiefbohren, das auch als Tiefbohren mit Zweirohr- System bekannt ist. Diese Verfahren unterscheiden sich in den verwendeten Tiefbohrwerkzeugen, im Kühlschmierstofffluss sowie im Spänefluss.

Eine Tiefbohrmaschine ist eine speziell für das Tiefbohren ausgelegte Werkzeugmaschine. Eine gattungsgemäße Tiefbohrmaschine hat ein Maschinenbett, welches ein Linearführungssystem trägt. Bei einer Horizontal-Tiefbohrmaschine ist dieses horizontal ausgerichtet. Auf dem Linearführungssystem ist eine Werkzeugspindeleinheit linear verfahrbar geführt. Die Werkzeugspindeleinheit hat wenigstens eine Werkzeugspindel, die mittels eines Spindelantriebs um eine Spindelachse drehbar ist und eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs (z.B. Tiefbohrwerkzeug, Pilotbohrer, Wendelbohrer, Senker) aufweist. Weiterhin ist eine Gegenhalteeinheit vorgesehen, die an einer der Werkzeugspindeleinheit zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme zum Aufnehmen eines ersten Endabschnitts eines Werkstücks aufweist. Weiterhin ist eine zwischen der Werkzeugspindeleinheit und der Gegenhalteeinheit angeordnete Werkstückaufnahmeeinheit angeordnet, die an der der Gegenhalteeinheit zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts des Werkstücks sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des Bohrwerkzeugs aufweist.

Ein Werkstück wird also an zwei gegenüberliegenden Endabschnitten in den Werkstückaufnahmen aufgenommen. Im betriebsfertig eingespannten Zustand ist das Werkstück so angeordnet, dass die vorgesehene Bohrungsachse koaxial zur Spindelachse verläuft. Die Spindelachse kann koaxial zur Werkstückachse oder parallel versetzt zu dieser liegen. Beim Bohren wird dann das Bohrwerkzeug durch kontrollierten Vorschub der Werkzeugspindeleinheit auf dem Linearführungssystem vorgeschoben und erzeugt im beidseitig eingespannten Werkstück die Bohrung.

Häufig ist es gewünscht, die Produktivität durch Einsatz von Automatisierungseinrichtungen für den Wechsel von Werkstücken und/oder Werkzeugen zu erhöhen. Automatisierungseinrichtungen für Tiefbohrmaschinen sind z.B. für den Werkstücktransport bekannt zur Verkettung in automatisch arbeitenden Fertigungslinien oder, um Tiefbohrmaschinen von der Präsenz des Bedienpersonals abzukoppeln. Wenn für die Serienproduktion ein automatischer Werkstückwechsel gewünscht ist, werden Tiefbohrmaschinen heutzutage häufig mit Automatisierungseinrichtungen in Form von Taktbändern ausgerüstet. Hierbei werden die zu bohrenden Werkstücke vor der Tiefbohrmaschine auf das Taktband aufgelegt und die gebohrten Fertigteile werden auf der Maschinenrückseite entnommen. Durch die Speicherfunktion des Taktbandes wird die Maschine von der Präsenz des Bedieners abgekoppelt, sodass z.B. eine Mehrmaschinenbedienung möglich ist. Ebenso wird dadurch die Integration der Maschine in eine Fertigungslinie ermöglicht, wobei die Beladeeinrichtungen noch mit Übersetzern ergänzt werden können zur Verkettung mit vor- oder nachgeschalteten Maschinen oder Anlagen (vgl. z.B. K-J. Conrad (Hrsg.)„Taschenbuch der Werkzeugmaschinen“, Fachbuchverlag Leipzig, 3. Aufl. (2015) Seiten 504, 505).

AUFGABE UND LOSUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Tiefbohrmaschine der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die einen schnellen Werkstückwechsel ermöglicht, so dass die nicht für die Bohrbearbeitung nutzbaren Nebenzeiten reduziert werden können. Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Tiefbohrmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.

Gemäß einer Formulierung der Erfindung ist an der Tiefbohrmaschine eine Werkstück- Verschiebeeinheit vorgesehen, die zwischen der Gegenhalteeinheit und der Werkstückaufnahmeeinheit angeordnet ist. Die integrierte Werkstück-Verschiebeeinheit umfasst einen Querschlitten, der mittels eines Verschiebeantriebs in einer senkrecht zu der Spindelachse verlaufenden Verschiebungsrichtung hin und her bewegbar ist. Der Querschlitten weist eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung auf, die durch Verschieben des Querschlittens parallel zu der Verschiebungsrichtung zwischen einer ersten Position und wenigstens einer zweiten Position hin und her bewegbar sind. Die beiden Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen sind der Spindelachse zugeordnet und für die„Bedienung“ dieser Spindelachse vorgesehen. Jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen ist derart ausgebildet, dass ein durch eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück im Wesentlichen bohrbereit zu der zugeordneten Spindelachse ausgerichtet ist, wenn sich die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung in der ersten Position befindet und dass die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung neben der Spindelachse angeordnet ist, wenn sich die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position befindet.

Da in der ersten Position das Werkstück eingespannt werden kann, kann die erste Position auch als Einspannposition bezeichnet werden. Die zweite Position zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position für eine Ladeoperation zugänglich ist. Daher kann die zweite Position auch als Ladeposition bezeichnet werden. Es gibt Ausführungsformen, bei denen eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung, die sich in der ersten Position befindet, dort auch beladen oder entladen werden kann.

Eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung ermöglicht eine Vorzentrierung des davon aufgenommenen Werkstücks in Bezug auf die Spindelachse. Dies bedeutet, dass das vorzentrierte Werkstück weitgehend richtig zur Spindelachse ausgerichtet ist, wobei eine exakte Positionierung, wie sie für die Bohrbearbeitung benötigt wird, nicht erforderlich ist und in der Regel auch nicht erreicht wird. Während bei der für die Bohrbearbeitung richtigen Position die vorgesehene Bohrlochachse koaxial zur Spindelachse ausgerichtet sein muss, kann bei einem vorzentrierten Werkstück noch ein geringer Achsversatz vorliegen. Die für die Bohroperation benötigte„richtige“ Position des Werkstücks wird dann dadurch erreicht, dass das Werkstück zwischen den zugehörigen Werkstückaufnahmen der Gegenhalteeinheit einerseits und der Werkstückaufnahmeeinheit andererseits eingespannt wird. Die Werkstückaufnahmen können das vorzentrierte Werkstück durch Zusammenfahren von Gegenhalteeinheit und Werkstückaufnahmeeinheit selbsttätig übernehmen und zentrieren.

Durch die lineare translatorische Bewegung der Werkstück-Verschiebeeinheit parallel zur Verschiebungsrichtung ist ein direkter Transfer eines aufgenommenen Werkstücks zwischen einer zweiten Position außerhalb der Spindelachse und der ersten Position (Einspannposition) durch lineares Verschieben des Querschlittens möglich. Weitere Translationsbewegungen in andere Richtungen, wie sie beispielsweise bei Schritthub-Transporteinrichtungen vorgesehen sind, sind nicht erforderlich und auch nicht vorgesehen. Es kann sich somit um ein reines Verschiebesystem handeln. Der Querschlitten benötigt außer der linearen Beweglichkeit in Verschiebungsrichtung keine weiteren Freiheitsgrade in Richtungen senkrecht dazu, so dass sich insoweit eine konstruktiv einfache und einfach automatisierbare Lösung ergibt. Wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position (Ladeposition) befindet, so ist sie für eine manuelle oder maschinelle Beladung und Entladung zugänglich. Dadurch, dass einer Spindelachse wenigstens zwei Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zugeordnet sind, ist ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen möglich, also eine Beladung oder Entladung, die wenigstens phasenweise zeitgleich mit einer laufenden Bohroperation durchgeführt wird. Dadurch können die nicht für die Bohrbearbeitung nutzbaren Nebenzeiten beim Tiefbohren im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden.

Abhängig vom Tiefbohrprozess sind unterschiedliche Ausführungen von Gegenhalteeinheit und Werkstückaufnahmeeinheit möglich. Die Gegenhalteeinheit kann beispielsweise einen koaxial zur Spindelachse angeordneten Reitstock mit einer konischen Spannaufnahme aufweisen, die in eine stirnseitig in das Werkstück eingebrachte Zentrierbohrung oder an einer Außenfase eingreift. Es ist auch möglich, dass die Gegenhalteeinheit für jede Werkzeugspindel eine drehbare Werkstückspindel aufweist, die passiv drehbar oder mithilfe eines eigenen Spindelantriebs drehbar angetrieben werden kann. Die Werkstückspindel kann koaxial zur Werkzeugspindel angeordnet und angetrieben sein, beispielsweise um das Werkstück während der Tiefbohroperation in eine zur Drehung des Tiefbohrwerkzeugs entgegengesetzte Drehrichtung zu versetzen. Die Drehachse der Werkstückspindel kann auch parallel versetzt zur Werkzeugspindelachse liegen, z.B. zum Positionieren von einer Bohrung zur nächsten Bohrung beim Fertigen von mehreren Bohrungen, die auf einem Teilkreis liegen. Auch für die Werkstückaufnahmeeinheit gibt es unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten. Bei vielen Ausführungsformen weist die Werkstückaufnahmeeinheit einen Bohrbuchsenträger auf, der zum Beispiel in Kombination mit Einlippen-Tiefbohrwerkzeugen benutzt werden kann. Manchmal wird anstelle eines Bohrbuchsenträgers ein Bohrölzuführapparat oder eine Werkzeugdurchführungsöffnung vorgesehen.

Einer Spindelachse sind (wenigstens) zwei in Verschiebungsrichtung parallel zueinander versetzt angeordnete Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zugeordnet. Bei entsprechender Auslegung des Querhubweges des Querschlittens kann erreicht werden, dass neben jeder Spindelachse an zwei in Verfahrrichtung gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse jeweils eine Ladeposition existiert. Es können somit pro Spindelachse zwei zweite Positionen (Ladepositionen) an gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse geschaffen werden, die jeweils im Wechsel miteinander genutzt werden können. Dadurch ist ein effizientes Be- und Entladen bei nur kurzen Querhubbewegungen des Querschlittens möglich. Die Be- und Entladevorgänge können zeitgleich bzw. zeitlich überlappend mit der Bohroperation, also hauptzeitparallel, durchgeführt werden.

Bei der Tiefbohrmaschine kann es sich um eine einspindlige Tiefbohrmaschine (mit nur einer einzigen Werkzeugspindel) oder um eine mehrspindlige Tiefbohrmaschine handeln. Manche Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkzeugspindeleinheit wenigstens zwei Werkzeugspindeln aufweist, die um zueinander parallele Spindelachsen drehbar sind, welche in einem Spindelabstand zueinander in einer Spindelebene liegen. Die Spindelebene verläuft vorzugsweise horizontal, so dass es sich um eine Horizontal-Tiefbohrmaschine handelt. Die Gegenhalteeinheit hat dann für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme und die Werkstückaufnahmeeinheit hat für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen eines Bohrwerkzeuges. Der Querschlitten ist bei diesen Ausführungsformen mittels des Verschiebeantriebs parallel zu der Spindelebene hin und her bewegbar und weist für jede der Werkzeugspindeln eine erste Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung und eine dazu parallele zweite Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung auf, die jeweils durch Verschieben des Querschlittens in der Verschiebungsrichtung zwischen einer ersten Position und wenigstens einer zweiten Position hin und her bewegbar sind. Durch Erhöhung der Anzahl von parallel betreibbaren Werkzeugspindeln kann die Produktivität der Tiefbohrmaschine erhöht werden.

Es können mehr als zwei Werkzeugspindeln vorgesehen sein, z.B. drei oder vier. Mehr als zwei Werkzeugspindeln können z.B. dann sinnvoll sein, wenn man bei manueller Beladung die Produktivität erhöhen möchte. Vorzugsweise weist die Werkzeugspindeleinheit genau zwei Werkzeugspindeln auf, wodurch eine erhebliche Steigerung der Produktivität bei begrenztem Zusatzaufwand bei der Konstruktion möglich ist. Die Anzahl der Werkstück- Vorzentrierungseinrichtungen ist vorzugsweise doppelt so groß wie die Anzahl der Werkzeugspindeln, so dass bei bevorzugten Ausführungsformen die Werkstück- Verschiebeeinheit genau vier zueinander parallele Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen aufweist.

Vorzugsweise ist bei einer mehrspindligen Tiefbohrmaschine die Konstruktion so gewählt, dass ein Querhubweg des Querschlittens kleiner als der Spindelabstand zwischen benachbarten Spindelachsen ist, so dass für jede der Spindelachsen eine zweite Position (also eine zum Beladen geeignete Ladeposition) in einem Zwischenbereich zwischen den Spindelachsen liegt. Bei einer mehrspindligen Tiefbohrmaschine kann somit ein schneller Werkstückwechsel mithilfe einer einzigen erforderlichen linearen Bewegung des Querschlittens in Verbindung mit einem direkten Be- und Entladen auf einem Zwischenplatz zwischen den Spindelachsen realisiert werden.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Gegenhalteeinheit für jede Werkzeugspindel eine achsparallel mit dieser drehbare Werkstückspindel auf, an der die Werkstückaufnahme angebracht ist. Die Drehachse der Werkstückspindel kann koaxial zur Spindelachse (Drehachse der Werkzeugspindel) oder parallel versetzt zu dieser angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Werkstückspindel ein eigener Spindelantrieb zur aktiven Drehung der Werkstückspindel zugeordnet. Bei koaxialer Anordnung von Werkzeugspindel und Werkstückspindel kann das Werkstück während der Tiefbohroperation mithilfe dieses Spindelantriebs aktiv gedreht werden, gegebenenfalls gegenläufig mit der Rotation des Tiefbohrwerkzeugs und/oder mit anderer Drehgeschwindigkeit. Bei parallel versetzter Anordnung kann die aktive Drehung der Werkstückspindel z.B. genutzt werden, um auf einem Teilkreis liegende Bohrungen in einem Werkstück nach und nach zur Bearbeitung koaxial zur Spindelachse der Werkzeugspindel zu positionieren.

Gemäß einer Weiterbildung sind die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen in Bezug auf ihre Lage am Querschlitten einstellbar. Beispielsweise kann eine stufenlose Höhenverstellung der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen vorgesehen sein. Hierdurch ist eine einfache Anpassung der Werkstück-Verschiebeeinrichtung an die Aufnahme von Werkstücken unterschiedlicher Dimensionen möglich.

Manche Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung zwei Aufnahmestrukturen aufweist, die axial versetzt zueinander angeordnet sind und jeweils zwei in einem Winkel zueinander ausgerichtete Auflageflächen aufweisen derart, dass sich die Aufnahmestrukturen nach oben erweitern. Insbesondere können prismatisch gestaltete Aufnahmestrukturen vorgesehen sein, zum Beispiel mit einer sich nach oben öffnenden V-Form. Dadurch ist eine stabile Aufnahme von beispielsweise rotationssymmetrischen Werkstücken unterschiedlicher Durchmesser möglich. Diese liegen dann an linienhaften Kontaktstellen an den schrägen Auflageflächen an. Dadurch, dass ein axialer Abstand zwischen den Aufnahmestrukturen existiert, kann der Raum zwischen den Aufnahmestrukturen eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung zum Aufnehmen anderer Elemente genutzt werden, beispielsweise zur Unterbringung des Verschiebeantriebs. Die Aufnahmestrukturen können separat voneinander einstellbar sein.

Die Werkstück-Verschiebeeinheit kann an einer festen Position auf dem Maschinenbett montiert sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist jedoch vorgesehen, dass die Werkstück- Verschiebeeinheit einen Basisschlitten aufweist, der auf dem Linearführungssystem linear verfahrbar ist, wobei der Basisschlitten den Querschlitten trägt. Mithilfe des Basisschlittens ist die axiale Position der Werkstück-Verschiebeeinheit stufenlos verstellbar, so dass beispielsweise für Werkstücke unterschiedlicher Länge die Werkstück-Verschiebeeinheit optimal positioniert werden kann.

Bei manchen Ausführungsformen bilden der Querschlitten und die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtungen Bestandteile einer Wechseleinheit, die als komplette Baugruppe auswechselbar am Basisschlitten angebracht ist. Dadurch ist ein einfaches Umrüsten der Tiefbohrmaschine auf andere Werkstücktypen oder andere Werkstückdimensionen möglich.

Bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Querschlitten für jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen wenigstens eine Werkstücklünette aufweist, wobei vorzugsweise jeder der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zwei axial versetzt zueinander angeordnete Werkstücklünetten zugeordnet sind. Mithilfe einer Werkstücklünette kann ein beidseitig eingespanntes Werkstück im Bereich zwischen seinen Endabschnitten an wenigstens einer Stelle abgestützt werden, so dass eine Durchbiegung des Werkstücks und damit Bohrungsverlaufsfehler wirksam unterbunden werden können. Eine Ausstattung mit einer oder mehreren Werkstücklünetten kann besonders bei der Tiefbohrbearbeitung von relativ langen und/oder relativ dünnen Werkstücken vorteilhaft sein. Die Werkstück-Verschiebeeinheit erhält dadurch eine Doppelfunktion, da einerseits ein schneller Werkstückwechsel unterstützt wird und andererseits im Bohrbetrieb eine zuverlässige Werkstückunterstützung bereitgestellt wird.

Die Werkstücklünetten können als selbstzentrierende Werkstücklünetten ausgestaltet sein, insbesondere mit Abstützrollen, so dass sich das Werkstück während der Bohrbearbeitung drehen kann. Eine Werkstücklünette kann vorzugsweise zwischen einer geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration automatisiert umgeschaltet werden, wobei in der geöffneten Konfiguration ein Einlegen eines Werkstücks in die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung oder eine Entnahme daraus möglich ist, während beim Übergang von der geöffneten Konfiguration zur geschlossenen Konfiguration die Lünette das Werkstück übernimmt und in einer zur Spindelachse zentrierten Position unterstützt.

Die Verwendung einer Werkstück-Verschiebeeinheit an einer Tiefbohrmaschine der hier behandelten Art kann den Werkstückwechsel sowohl bei manueller Be- und Entladung als auch bei automatisierter Be- und Entladung erheblich vereinfachen und beschleunigen. Manche Ausführungsformen sind durch eine der Tiefbohrmaschine zugeordnete automatische Ladeeinrichtung zum automatisierten Be- und Entladen von in einer Ladeposition befindlichen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen gekennzeichnet. Die Ladeeinrichtung kann beispielsweise eine Robotereinheit umfassen, insbesondere in Form eines Gelenkarmroboters. Eine Integration der Ladeeinrichtung mit der Tiefbohrmaschine kann so erfolgen, dass die Ladeeinrichtung aufgrund von Steuersignalen einer Steuereinheit der Tiefbohrmaschine gesteuert wird. Dadurch können die Arbeitsbewegungen der Ladeeinrichtung und der Werkstück-Verschiebeeinrichtung über die Steuereinheit der Tiefbohrmaschine oder alternativ durch Signalaustausch zwischen den Steuerungen von Tiefbohrmaschine und Ladeeinrichtung koordiniert werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

Fig. 1 zeigt eine schrägperspektivische Teilansicht einer Tiefbohrmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Werkstück-Verschiebeeinheit zur

Verwendung an einer zweispindligen Tiefbohrmaschine;

Fig. 3 zeigt in den Fig. 3A bis 3H verschiedene Schritte bei Arbeitsbewegungen einer

Werkstück-Verschiebeeinheit an einer zweispindligen Tiefbohrmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel; und Fig. 4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer

Werkstück-Verschiebeeinheit zur Verwendung bei einer zweispindligen Tiefbohrmaschine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 ist eine schrägperspektivische Teilansicht einer Tiefbohrmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Tiefbohrmaschine 100 ist als zweispindlige Horizontal- Tiefbohrmaschine ausgelegt. Die Tiefbohrmaschine 100 hat ein Maschinenbett 102, welches in Längsrichtung (z-Richtung des Maschinenkoordinatensystems MKS) mehrfach länger ist als in der senkrecht dazu verlaufenden Querrichtung (x-Richtung des Maschinenkoordinatensystems). Auf der Oberseite des Maschinenbetts ist ein Linearführungssystem 104 mit zwei zueinander parallelen Führungsschienen 104-1 , 104-2 befestigt. Das Linearführungssystem trägt eine Werkzeugspindeleinheit 110, die mithilfe eines elektromechanischen Antriebs auf dem Linearführungssystem in Längsrichtung der Tiefbohrmaschine gesteuert verfahrbar ist. Die Werkzeugspindeleinheit 110 weist genau zwei Werkzeugspindeln auf, nämlich eine näher an der dargestellten Bedienseite liegende erste Werkzeugspindel 112-1 und eine zweite Werkzeugspindel 112-2, die jeweils über einen eigenen Spindelantrieb 113-1 , 113-2 um ihre jeweilige Spindelachse (erste Spindelachse 115-1 bzw. zweite Spindelachse 115-2) drehbar sind. Die horizontal verlaufenden Spindelachsen liegen in einer gemeinsamen, horizontalen Spindelebene 118 in einem Spindelabstand 117 zueinander. Jede der Werkzeugspindeln weist an ihrem freien Ende eine Werkzeugaufnahme 116-1 , 116-2 zur Aufnahme jeweils eines Tiefbohrwerkzeugs auf.

Die Tiefbohrmaschine ist dafür ausgelegt, die zu bohrenden Werkstücke jeweils an zwei gegenüberliegenden Endabschnitten so aufzunehmen, dass die mit einer Tieflochbohrung zu versehenden Abschnitte der Werkstücke koaxial zu den Spindelachsen liegen. Hierzu ist mit Abstand vor der Werkzeugspindeleinheit eine Werkstückaufnahmeeinheit 130 in Form eines Bohrbuchsenträgers 130 sowie in weiterem Abstand zur Werkzeugspindeleinheit 110 eine Gegenhalteeinheit 120 vorgesehen. Der Bohrbuchsenträger 130 ist fest auf dem Maschinenbett montiert. Die Gegenhalteeinheit 120 ist auf einem Schlitten angebracht, der linear auf dem Linearführungssystem 104 verfahrbar ist, so dass der Abstand zwischen Werkstückaufnahmeeinheit 130 und Gegenhalteeinheit 120 stufenlos verstellbar ist. Dadurch ist die Tiefbohrmaschine leicht an unterschiedliche Werkstückdimensionen und Werkzeugtypen anpassbar. Die Gegenhalteeinheit 120 weist für jede der Werkzeugspindeln 112-1 , 112-2 eine Werkstückspindel 122-1 , 122-2 auf, die innerhalb eines Spindelkastens koaxial zur zugehörigen Spindelachse drehbar gelagert ist. Jeder der Werkstückspindeln ist mithilfe eines eigenen Spindelantriebs 123-1 , 123-2 um ihre Spindelachse drehbar, wobei die Spindelantriebe hinsichtlich Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung und Position steuerbar sind. Jede der Werkstückspindeln hat an derjenigen Seite, die der Werkzeugspindeleinheit 110 zugewandt ist, eine Werkstückaufnahme 126-1 bzw. 126-2, die jeweils dafür vorgesehen ist, einen werkzeugfernen ersten Endabschnitt eines Werkstücks W aufzunehmen und einzuspannen.

Die Werkstückaufnahmeeinheit 130 bzw. der Bohrbuchsenträger 130 weist an der der Gegenhalteeinheit 120 zugewandten Seite ebenfalls für jede der Werkzeugspindeln eine eigene Werkstückaufnahme 136-1 , 136-2 auf, die jeweils zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden, werkzeugnahen zweiten Endabschnitts des Werkstücks ausgelegt ist. Die Werkstückaufnahmeeinheit 130 hat weiterhin für jede der Spindelachsen eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des jeweils an der Werkzeugspindel aufgenommenen Bohrwerkzeugs. Da Aufbau und Funktion von Bohrbuchsenträgern oder ähnlichen Einrichtungen, wie Bohrölzuführapparaten, dem Fachmann bekannt sind, wird hier auf eine weitergehende Beschreibung verzichtet.

Die Tiefbohrmaschine 100 ist mit Einrichtungen für einen teilautomatisierten oder vollautomatisierten Werkstückwechsel ausgestattet. Ein wesentlicher Bestandteil der Automatisierungseinrichtungen ist eine Werkstück-Verschiebeeinheit 200, die in die Tiefbohrmaschine integriert ist und zwischen der Gegenhalteeinheit 120 und der Werkstückaufnahmeeinheit 130 angeordnet ist. Konstruktive Details und die Arbeitsweise der Werkstück-Verschiebeeinheit 200 werden unter anderem im Zusammenhang mit den Fig. 1 , 2 und 3 näher erläutert. Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Werkstück- Verschiebeeinheit.

Die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 weist einen Basisschlitten 202 auf, der an seiner Unterseite Gleitschuhe aufweist, die auf den Führungsschienen des Linearführungssystems 104 laufen, so dass der Basisschlitten auf dem Linearführungssystem in Längsrichtung des Maschinenkoordinatensystems (z-Richtung) verfahrbar ist. An seiner Oberseite trägt der Basisschlitten 202 einen Querschlitten 210, der auf entsprechend ausgerichteten horizontalen Führungsschienen in einer senkrecht zu den Spindelachsen 115-1 , 115-2 verlaufenden, horizontalen Verschiebungsrichtung 215 hin und her verschiebbar ist. Zur Erzeugung dieser Pendelbewegung bzw. Hin- und Her-Bewegung ist ein in die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 integrierter Verschiebeantrieb 212 vorgesehen. Dieser weist einen horizontal liegenden hydraulisch betätigbaren Zylinder 213 auf, der fest am Querschlitten montiert ist. In dem Zylinder 213 bewegt sich ein Kolben, an dem eine nach außen geführte Kolbenstange 214 befestigt ist, deren freies Ende an einem fest mit dem Basisschlitten 202 verbundenen Lagerelement 203 befestigt ist. Mithilfe des Verschiebeantriebs ist der Querschlitten zwischen zwei definierten Endlagen hin- und her über einen Querhubweg 217 verschiebbar

Der Querschlitten 210 weist eine horizontale Schlittenplatte 230 auf, die an ihrer Oberseite zwei in Querrichtung langgestreckte, vertikal stehende Rahmenelemente 232-1 , 232-2 trägt, die in Längsrichtung (z-Richtung) einen Abstand zueinander aufweisen und durch mehrere in Längsrichtung verlaufende Verbindungsrippen 233 miteinander verbunden sind, so dass sich eine stabile Rahmenkonstruktion ergibt. Der Verschiebeantrieb 212 ist im Bauraum zwischen den beiden Rahmenelementen 232-1 , 232-2 angeordnet.

Der Querschlitten 210 weist insgesamt vier Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen auf, und zwar für jede der beiden Werkzeugspindeln zwei zueinander parallel liegende Werkstück- Vorzentrierungseinrichtungen, nämlich eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2. Jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen kann durch Verschieben des Querschlittens 210 in Verschiebungsrichtung 215 um den Querhubweg 217 zwischen zwei Positionen unterschiedlicher Funktion hin und her bewegt werden, nämlich zwischen einer Einspannposition und wenigstens einer Ladeposition. Wenn sich eine Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung in der Einspannposition befindet, ist ein durch die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück im Wesentlichen bohrbereit zur zugeordneten Spindelachse ausgerichtet. Dies bedeutet, dass sich derjenige Bereich, in dem später die Bohrungsachse der zu erzeugenden Bohrung liegt, bereits in der Nähe der Spindelachse liegt, wobei eine exakt koaxiale Ausrichtung zwar möglich, aber nicht notwendig ist. Der Begriff „Vorzentrierung“ drückt hierbei aus, dass eine Zentrierung schon ungefähr gegeben sein sollte, eine exakte Zentrierung jedoch noch nicht erforderlich ist. Befindet sich dagegen die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in einer Ladeposition, so befindet sie sich neben der zugeordneten Spindelachse in der Weise, dass die Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung, wenn sie leer ist, mit einem noch nicht bearbeitenden Werkstück (Rohteil) beladen werden kann oder, wenn die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung ein bereits gebohrtes Werkstück (Fertigteil) trägt, dieses aus der Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung entnommen bzw. entladen werden kann. Diese Be- und Entladevorgänge können jedenfalls bei vollautomatisierten Tiefbohrmaschinen zeitlich überlappend mit gleichzeitig dazu ablaufenden Bohroperationen an eingespannten Werkstücken stattfinden. Um eine Vorzentrierung mit ausreichender Positionsgenauigkeit sowie ein einfaches Be- und Entladen der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zu erleichtern, hat jede der Werkstück- Vorzentrierungseinrichtungen im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete, jeweils V-förmige Aufnahmestrukturen 222. Durch den in z-Richtung gegebenen axialen Abstand wird sichergestellt, dass eine Verkippung aufgelegter Werkstücke in Längsrichtung vermieden oder wenigstens erschwert wird. Außerdem ergibt sich Bauraum zwischen den Aufnahmestrukturen, der im Beispielsfall unter anderem zur Unterbringung des Verschiebeantriebs 212 genutzt wird. Die sich nach oben öffnende V-Form der Aufnahmestrukturen 222 bietet jeweils zwei im Winkel zueinander ausgerichtete schräge Auflageflächen 223, die z.B. bei rotationssymmetrischen Werkstücken eine automatische Zentrierung beim Einlegen bewirken. Werkstücke mit zylindrischer Außenkontur liegen dabei jeweils nur entlang linienhaft schmaler Kontaktflächen an den Auflageflächen an. Es können mit ein- und derselben Aufnahmestruktur Werkstücke unterschiedlicher Außendurchmesser aufgenommen werden. Um dennoch eine ungefähre Zentrierung aufgenommener Werkstücke in Bezug auf die Spindelachse zu erreichen, sind die Aufnahmestrukturen in Bezug auf die tragenden Strukturen des Querschlittens 210 stufenlos höhenverstellbar. Plattenförmige Elemente, an denen die V-förmigen Aufnahmestrukturen ausgebildet sind, sind darüber hinaus leicht auswechselbar, so dass die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 auf einfache Weise an unterschiedliche Werkstückdimensionen angepasst werden kann.

Eine Besonderheit des Querschlittens 210 gemäß dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Querschlitten für jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Werkstücklünetten 260-1 , 260-2 aufweist. Jede der Werkstücklünetten ist als selbstzentrierende Werkstücklünette ausgelegt und hat zwei verschwenkbare Lünettenhebel, die an ihren freien Enden jeweils eine Abstützrolle tragen. Die Werkstücklünetten können über geeignete Antriebe zwischen der in Fig. 2 dargestellten geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration umgeschaltet werden. In der geöffneten Konfiguration ist der lichte Abstand zwischen den einander zugewandten Seiten der Abstützrollen größer als der Außendurchmesser des einzulegenden Werkstücks, so dass ein Werkstück ohne Kollision mit der Werkstücklünette in eine Werkstück-Vorzentriereinrichtung eingelegt oder aus dieser entnommen werden kann. In der geschlossenen Konfiguration bietet die Werkstücklünette eine exakte Positionierung des aufgenommenen Werkstücks in Bezug auf die zugeordnete Spindelachse sowie eine Abstützung des Werkstücks am Ort der Werkstücklünette, so dass insbesondere bei sehr langen und/oder dünnen Werkstücken eine Durchbiegung des Werkstücks durch die Unterstützung mittels der Werkstücklünette vermieden werden kann. Die Werkstücklünetten sind jeweils an der Außenseite der zugehörigen Rahmenelemente 232- 1 , 232-2 zwischen diesen und den außen liegenden V-förmigen Aufnahmestrukturen der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen eingebaut. Geeignete Werkstücklünetten sind als Zukaufteil verfügbar und werden daher hier nicht näher beschrieben. Eine Werkstück- Verschiebeeinheit, die zusätzlich zu den Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen auch noch Werkstücklünetten aufweist, bietet mehrere für die Tiefbohrbearbeitung wichtige Funktionen, nämlich einerseits die Funktionen im Zusammenhang mit dem Werkstückwechsel und andererseits die Funktionen im Zusammenhang mit der Werkstückabstützung während des Bohrbetriebs.

Sämtliche Antriebe der Tiefbohrmaschine 100 werden durch eine (nicht dargestellte) computernumerische Steuereinheit der Tiefbohrmaschine gesteuert, so dass koordinierte Arbeitsbewegungen möglich sind.

Im Zusammenhang mit den Fig. 3A bis 3H wird nun eine Verwendungsmöglichkeit einer Werkstück-Verschiebeeinheit 200 bei einer zweispindligen Horizontal-Tiefbohrmaschine näher erläutert. Die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 kann identisch oder ähnlich wie die Werkstück- Verschiebeeinheit gemäß Fig. 2 aufgebaut sein. In den Teilfiguren ist jeweils ein senkrechter Schnitt durch den Querschlitten 210 und die damit gehandhabten Werkstücke W senkrecht zu den Spindelachsen 115-1 , 115-2 dargestellt. Ein Werkstück mit schraffierter Schnittebene stellt ein Werkstück in einer ersten Position oder bei der Bearbeitung dar. Die erste Position wird hier auch als Einspannposition bezeichnet. Dabei verläuft die jeweilige Spindelachse bereits durch das Werkstück. Ein Werkstückschnitt ohne Schraffur stellt ein Werkstück in einer zweiten Position dar, die im Beispielsfall eine Ladeposition ist. In dieser Position ist ein Beladen oder Entladen möglich. Das Werkstück ist dann mit Abstand neben einer Spindelachse angeordnet. Der Querschlitten bewegt sich jeweils in seinen Bewegungsphasen (horizontaler Pfeil) parallel zur horizontalen Verschiebungsrichtung 215 um einen Querhubweg 217, der geringer ist als der Spindelabstand 117. Detailliert beschrieben werden jeweils die Vorgänge im Bereich der ersten Werkzeugspindel 115-1 , die näher an der in Fig. 1 vorne sichtbaren Bedienseite liegt. Analoge Vorgänge laufen im Bereich der zweiten Spindelachse ab.

Der dargestellte Zyklus beginnt bei dem in Fig. 3A gezeigten Schritt S1 , bei dem sich der Querschlitten 210 an seinem ersten Endanschlag auf der Bedienseite befindet. Die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 befindet sich im Bereich der ersten Spindelachse 115-1 in einer ersten Position P1 , die bei eingelegtem Werkstück ein Einspannen ermöglichen würde und daher auch als Einspannposition bezeichnet wird. In der dargestellten Situation ist die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung noch leer. Die der Bedienerseite nähere erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 befindet sich in einer ersten Ladeposition P2-1 , in der ein Be- und Entladen (vertikaler Doppelpfeil) möglich ist. Im Beispielsfall wird die erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 mit einem noch nicht bearbeiteten Werkstück beladen.

Dann verfährt der Querschlitten in Verschiebungsrichtung von der Bedienseite weg zu seinem hinteren Endanschlag, so dass sich die Situation in Fig. 3B mit dem Schritt S2 ergibt. Im Schritt S2 befindet sich die erste Werkstück-Vorzentriereinrichtung 220-1 mit dem vorher aufgelegten Werkstück nun in der Einspannposition P1 , bei der das Werkstück in Bezug auf die erste Spindelachse 115-1 vorzentriert ist. Durch diesen Querhub wird die zweite Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung 220-2 von der Einspannposition in eine Ladeposition zweite P2-2 verfahren, die sich im Zwischenbereich zwischen den beiden Spindelachsen 115-1 und 115-2 befindet. Die sichtbare Werkstücklünette 260-2 ist noch geöffnet. Das Werkstück kann nun an beiden Enden in den zugeordneten Werkstückaufnahmen aufgenommen und dadurch zentriert werden.

In einem nachfolgenden Schritt S3 (Fig. 3C) werden dann die Werkstücklünetten an den mit Werkstücken beladenen Werkstück-Vorzentriereinrichtungen geschlossen, so dass das Werkstück nicht nur in Bezug auf die Spindelachse zentriert, sondern auch zwischen den eingespannten Enden noch an zwei Positionen abgestützt ist, sich aber drehen kann.

Bei dem in Fig. 3D gezeigten Schritt S4 wird das an der ersten Spindelachse 115-1 eingespannte und zentrierte Werkstück bearbeitet und dabei durch Antreiben der Werkstückspindel an der Gegenhalteeinrichtung um seine Achse entweder gleichsinnig mit dem Tiefbohrwerkzeug und gegensinnig damit gedreht. Diese Drehbewegung kann bei anderen Verfahren entfallen. Zeitgleich mit dieser Tiefbohrbearbeitung kann nun die zweite Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung 220-2, die sich zwischen den Spindelachsen befindet, mit einem noch nicht bearbeiteten Werkstück beladen werden. Sollte die zweite Werkstück- Vorzentrierungseinrichtung bereits ein fertig bearbeitetes Werkstück getragen haben, so kann dieses im Schritt S4 entladen und durch ein noch nicht bearbeitetes Rohteil ersetzt werden.

Nach Abschluss der Bohrbearbeitung an der ersten Spindelachse 115-1 kann die Werkstückdrehung beendet und die zugehörigen Werkstücklünetten zur Freigabe des Werkstücks können geöffnet werden. Dieser Schritt S5 ist in Fig. 3E gezeigt.

Danach wird der Querschlitten mittels des Verschiebeantriebs um den Querhub 217 in seinen vorderen Endanschlag auf der Bedienseite verfahren (Schritt S6 ist in Fig. 3F), so dass wieder die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 im Bereich der ersten Spindelachse 115-1 liegt. Das zuvor bearbeitete Werkstück liegt dann in der ersten Ladeposition P2-1 an der Bedienerseite.

Im nachfolgenden Schritt S7 (Fig. 3G) werden dann die Werkstücklünetten, die zur zweiten Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 gehören, geschlossen, um eine Werkstückabstützung zwischen den eingespannten Enden zu erreichen.

In Schritt S8 (Fig. 3H) wird das an der ersten Spindelachse 115-1 eingespannte Werkstück dann bearbeitet und dabei gleichzeitig um seine Werkstückachse rotiert. Gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend mit der Bearbeitung kann das bereits bearbeitete Werkstück, das sich nun an der vorderen Ladeposition P2-1 an der Bedienerseite befindet, entladen und durch ein neues, noch nicht bearbeitetes Rohteil ersetzt werden.

Das Be- und Entladen der in Ladeposition befindlichen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen erfolgt bei der soeben beschriebenen Verfahrensvariante automatisiert mithilfe einer nicht dargestellten Robotereinheit. Diese ermöglicht eine Bestückung oder Entladung des Querschlittens 210 zeitgleich mit der Bohrbearbeitung an anderen Positionen ohne Gefährdung eines Bedieners. Ein exemplarischer Ablauf kann so beschrieben werden, dass zu einem gewissen Zeitpunkt die Tiefbohrmaschine zwei Werkstücke synchron bearbeitet. Zeitgleich damit können zwei mit Bohrungen versehene Fertigteile entnommen und danach zwei Rohteile in die dann frei gewordenen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen bestückt werden. Ist die Hauptbearbeitung beendet, werden die gebohrten Werkstücke entspannt und quer zur Hauptspindelrichtung, also quer zur Längsrichtung, mithilfe des Querschlittens verfahren. Dann beginnt die Tiefbohrmaschine mit der Bearbeitung der zuvor bestückten Werkstücke. Zeitgleich damit können zwei Fertigteile entnommen und zwei noch nicht gebohrte Rohteile bestückt werden. Dieser Zyklus kann beliebig oft wiederholt werden. Dadurch kann eine Tiefbohrbearbeitung mit hoher Produktivität bei sehr geringen, für die Be- und Entladung benötigten Nebenzeiten erreicht werden.

Das Konzept mit dem Querschlitten kann auch bei manueller Bestückung genutzt werden, um die Produktivität zu erhöhen. Hierbei ist zu beachten, dass aus Sicherheitsgründen eine manuelle Be- und Entladung nur dann erfolgen sollte, wenn die Tiefbohrmaschine nicht im Bohrbetrieb ist. Die Be- und Entladung sollte also nicht zeitgleich mit der Bohrbearbeitung stattfinden. Bei einer manuellen Bestückung kann der Ablauf wie folgt sein. Zunächst werden in eine leere Werkstück-Verschiebeeinheit mit vier Werkstück-Vorzentriereinrichtungen vier Rohteile in die Maschine bestückt. Dabei kann es sein, dass sich Werkstück- Vorzentriereinrichtungen bereits in einer ersten Position befinden, also in einer Position, die ein Einspannen erlaubt. In dieser Konstellation ist die erste Position gleichzeitig eine Ladeposition.

Sofern sich noch keine Rohteile in einer ersten Position befinden, werden dann zwei der Rohteile in ihre erste Position (Einspannposition) gefahren, eingespannt und die Tiefbohrmaschine bearbeitet dann zwei Werkstücke zeitgleich. Ist die Hauptbearbeitung beendet, werden die Werkstücke entspannt und der Querschlitten wird quer zur Hauptspindelrichtung verfahren. Dadurch werden die zwei noch nicht bearbeiteten Rohteile in ihre Einspannposition gebracht. Diese werden nun beidseitig eingespannt und die Tiefbohrmaschine bearbeitet dann die zwei anderen Werkstücke. Ist auch diese Hauptbearbeitung beendet, werden die Werkstücke wieder entspannt. Die Werkstück- Verschiebeeinheit macht dann einen Querhub in Richtung der Bedienseite, wo ein Bediener die vier fertig gebohrten Werkstücke aus der Maschine entnehmen kann.

Die bisher beschriebene Ausführungsform der Werkstück-Verschiebeeinheit hat dank der integrierten Werkstücklünetten eine Doppelfunktion im Rahmen des Be- und Entladens der Tiefbohrmaschine und im Rahmen der Werkstückunterstützung zwischen den beiden eingespannten Enden. Sofern eine solche Abstützung nicht notwendig oder gewünscht ist, können auch einfacher aufgebaute Werkstück-Verschiebeeinheiten genutzt werden. Die Fig. 4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Werkstück- Verschiebeeinheit 400, die keine integrierten Werkstücklünetten aufweist. Ansonsten ist der Aufbau ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2. Gleiche oder einander entsprechende Baugruppen oder Komponenten haben daher die gleichen Bezugszeichen, erhöht um 200. Abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind hier alle V-förmigen Aufnahmestrukturen, die sich an einer Seite des Querschlittens befinden, an einem gemeinsamen plattenförmigen Bauteil vorgesehen, welches höhenverstellbar an dem Rahmenelement des Querschlittens angebracht ist. Ansonsten kann bezüglich Aufbau und Funktion auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden.

Es gibt auch Ausführungsformen, bei denen für jede Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung nur eine Werkstücklünette vorgesehen ist.

Eine Werkstück-Verschiebeeinheit zur Verwendung bei einer Tiefbohrmaschine besteht in den hier beschriebenen Fällen jeweils im Wesentlichen aus einem Basisschlitten mit einem in Längsrichtung des Maschinenbetts verfahrbaren Führungswagen bzw. Basisschlitten sowie dem davon getragenen Querschlitten, der mittels eines Verschiebeantriebs, z.B. eines Hydraulikzylinders, in einem Querhub zwischen zwei Endlagen hin und her verschoben werden kann. Optional können Werkstücklünetten zur Rotationsstabilisierung langer Werkstücke vorgesehen sein. Bei allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Querschlitten inklusive des Verschiebenantriebs für den Querhub, die einstellbaren Vorzentrierungen zur Werkstückablage (das heißt die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen) und die gegebenenfalls vorhandenen Werkstücklünetten in Summe als Wechseleinheit ausgestaltet sind, die sich durch Lösen weniger Schrauben einfach vom Basisschlitten lösen und durch eine andere Wechseleinheit anderer Bauarten ersetzt werden kann. Somit lässt sich die Tiefbohrmaschine mit integrierter Werkstück-Verschiebeeinheit schnell auf Werkstücke anderer Dimensionen und/oder andere Tiefbauprozesse Umrüsten.

Ausführungsformen der Erfindung können bei unterschiedlichen Bohrverfahren genutzt werden, insbesondere bei Tiefbohrmaschinen, die für das ELB-Tiefbohren oder das BTA-Tiefbohren oder Ejektor-Tiefbohren eingerichtet sind. Beim ELB-Tiefbohren erfolgt die Zufuhr von Kühlschmierstoff durch einen oder mehrere Kühlmittelkanäle im Innern des Bohrers. Die Ableitung des Kühlschmierstoff-Spänegemischs geschieht durch eine Längsnut bzw. Sicke an der Außenseite des Werkzeugschafts. Beim BTA- bzw. STS-Tiefbohren erfolgt die Kühlschmierstoffzufuhr von außen über eine spezielle Kühlschmierstoffzuführeinrichtung. Dabei wird der Kühlschmierstoff unter Druck in einen Ringraum zwischen der Außenseite des Bohrwerkzeugs und der Innenwand der Bohrung gefördert. Die Kühlschmierstoff- und Spänerückführung erfolgt durch einen im Inneren des Tiefbohrwerkzeugs vorgesehen Kühlmittelkanal. Das Ejektor-Tiefbohren ist eine Variante des BTA-Tiefbohrens.