Ratgeber

Lademagazin am Kurzdrehautomaten

Am Kurzdrehautomaten steht die Spindel fest. Die Größe, die über Laufruhe und mögliche Drehzahl entscheidet, ist deshalb nicht der Führungskanal, sondern der freie Überstand vor der Spannzange.

Der Kurzdreher ist der Normalfall der Stangenbearbeitung: feste Spindel, bewegtes Werkzeug, kein Führungsbüchsenbetrieb. Für die Zuführung ist er die einfachere Maschine – mit einer Ausnahme, die dafür umso stärker durchschlägt.

Zwei Bereiche, zwei Zuständigkeiten

Die Materialstange rotiert in zwei getrennten Bereichen. Hinter der Spannzange liegt sie im Führungskanal des Magazins; dort ist sie über die gesamte Länge geführt. Vor der Spannzange steht sie frei in den Arbeitsraum hinein – und dort führt sie niemand.

rotiert mit SpindeldrehzahlÖlspalt im Führungskanalgeführt vom LademagazinSpindelbohrungfreier ÜberstandMagazinsteuerungMaschinensteuerungVorschub anfordernMaterial steht · Stangenende1234567891011121Stangenmagazin2Vereinzelung3Vorschubstange4Führungskanal5Ölkreislauf6Hauptspindel7Spannzange8Lünette (Maschine)9Werkzeug10Magazinsteuerung11Maschinensteuerung12Signalaustausch
Hinter der Spannzange führt der Kanal, davor steht die Stange frei. Beide Bereiche verhalten sich unterschiedlich.

Diese Trennung ist der Schlüssel zum Verständnis fast aller Laufprobleme am Kurzdreher. Das Magazin ist für den Bereich hinter der Spannzange zuständig und dort auch beeinflussbar. Der Bereich davor gehört zur Maschine und zum Bearbeitungsprozess – dort ändert kein Magazin etwas.

Der freie Überstand als bestimmende Größe

Anders als beim Langdreher, wo die Führungsbüchse dicht vor dem Werkzeug abstützt, wächst der frei stehende Abschnitt am Kurzdreher mit der Werkstücklänge. Für ein kurzes Teil ist er klein, für ein längeres wird er groß – und mit ihm die Neigung zur Schwingung.

Der Zusammenhang ist qualitativ eindeutig: Je länger der freie Abschnitt bei gegebenem Durchmesser, desto empfindlicher reagiert er auf Anregung, und desto niedriger liegt die Drehzahl, bei der er unruhig wird. Wo diese Grenze genau liegt, hängt von Durchmesser, freier Länge, Werkstoff und Einspannung ab – eine allgemeingültige Zahl gibt es nicht.

Wo das Magazin tatsächlich Einfluss hat

Der Bereich hinter der Spannzange ist der, in dem sich mit dem Magazin etwas erreichen lässt. Dort gilt dasselbe wie bei jeder anderen Bauart, aber es fällt am Kurzdreher stärker auf, weil hier häufig hohe Drehzahlen gefahren werden:

  • Der Führungseinsatz muss zum tatsächlichen Stangendurchmesser passen. Ein zu großer Spalt lässt die Stange umlaufen statt geführt rotieren.
  • Bei ölgefluteten Kanälen dämpft der Ölfilm die seitliche Bewegung. Ohne funktionierende Ölzufuhr bleibt bei höheren Drehzahlen nur, die Drehzahl zu senken.
  • Die Ausrichtung des Magazins auf die Spindelachse muss stimmen, sonst wird die Stange am Spindeleintritt dauerhaft ausgelenkt.
  • Die Vorschubstange gehört zur Durchmesserklasse dazu – sie läuft im selben Kanal.
Spalt passend zum DurchmesserStange läuft geführt und ruhigSpalt zu großStange schlägt, Drehzahl muss zurück
Links ein passender Spalt, rechts ein zu großer: die Stange läuft im Kanal um.

Die vollständige Prüfreihenfolge, mit der sich beide Bereiche auseinanderhalten lassen, steht unter Vibrationen beim Stangendrehen vermeiden.

Der Test, der den Suchraum halbiert

Bei einem Laufproblem lohnt zuerst ein Test, der eine Minute dauert: die Spindel ohne Zerspanung hochdrehen.

Es ist laut, sobald die Spindel dreht
Die Ursache liegt hinter der Spannzange – Führungseinsatz, Ölversorgung, Material, Ausrichtung. Das Magazin ist zuständig.
Es ist leise, wird aber im Schnitt laut
Die Ursache liegt vor der Spannzange – Überstand, Schnittwerte, Werkzeug, Spannung. Die Maschine ist zuständig.
Es tritt nur in einem schmalen Drehzahlfenster auf
Deutlicher Hinweis auf einen Resonanzeffekt. Siehe Optimale Drehzahl beim Stangenmaterial.

Drehzahl und Durchmesserbereich

Kurzdreher decken einen breiteren Durchmesserbereich ab als Langdrehautomaten – von wenigen Millimetern bis in den Bereich um hundert Millimeter. Mit dem Durchmesser wächst die rotierende Masse im Kanal, und damit die Anforderung an die Dämpfung.

Das ist der Grund, warum Magazine für den mittleren und großen Durchmesserbereich regelmäßig ölgeflutet ausgeführt sind: Der Ölfilm im Spalt wandelt Bewegungsenergie in Wärme um, statt sie als Schwingung weiterzugeben. Siehe Ölflutung bei Lademagazinen.

Umgekehrt gilt: Wer die Drehzahl nicht ausreizt, stellt geringere Anforderungen an die Führung. Die tatsächlich vorgesehene Drehzahl gehört deshalb in jede Anfrage – sie ist die Größe, an der sich die Auslegung der Führung entscheidet.

Kurze Werkstücke, hohe Wechselzahl

Am Kurzdreher werden häufig kurze Teile in hoher Stückzahl gefertigt. Das verändert das Gewicht der einzelnen Zeitanteile: Die Zustellung fällt je Werkstück an, der Stangenwechsel je Stange, der Durchmesserwechsel je Auftrag.

Bei kurzen Takten wiegt die Signalverzögerung der Zustellung schwerer als alles andere.
ZeitanteilFällt anWas ihn bestimmt
Zustellungje WerkstückVorschubgeschwindigkeit, Zustelllänge, Signalverzögerung
Stangenwechselje StangeRückfahrzeit, Vereinzelung, Ausschleusen des Reststücks
Durchmesserwechselje AuftragWechsel von Führungseinsatz und Vorschubstange

Bei sehr kurzen Takten wird die Zustellzeit zum bestimmenden Faktor – und mit ihr das Zeitverhalten der Schnittstelle zwischen Maschine und Magazin. Siehe Lademagazin und Drehmaschine synchronisieren.

Worauf bei der Auswahl zu achten ist

  1. Freier Querschnitt der Spindel mit eingebautem Spannmittel – die harte Obergrenze des Durchmessers.
  2. Durchmesserbereich des Spektrums, oben und unten. Der kleinste Durchmesser entscheidet über die Vereinzelung.
  3. Tatsächlich vorgesehene Drehzahl – sie bestimmt die Anforderung an die Führung und damit an die Ölflutung.
  4. Stangenlänge im Verhältnis zum Platz hinter der Maschine und zum Reststückanteil.
  5. Wechselhäufigkeit des Durchmessers; bei kleinen Losen zählt der Rüstkomfort.
  6. Zeitverhalten der Schnittstelle, wenn die Taktzeit kurz ist.

Die vollständige Auswahlreihenfolge steht unter Welches Lademagazin passt zu meiner CNC-Drehmaschine?, die Magazinseite unter Lademagazin für Kurzdreher.

Späne, Kühlung und der Übergang zur Maschine

Am Kurzdreher fallen je Zeiteinheit mehr Späne an als am Langdreher, weil größere Querschnitte zerspant werden. Für das Magazin ist dabei eine Stelle relevant: der Übergang zwischen Spindel und Führungskanal.

Ist die Abdichtung an dieser Stelle nicht dicht, gelangen Späne und Kühlschmierstoff in den Kanal. Beides wirkt im Führungsspalt als Schleifmittel und beschleunigt den Verschleiß der Führungsschalen erheblich – erkennbar an einem Öl, das ungewöhnlich schnell dunkel wird.

Die Prüfung ist einfach und gehört in den Wartungsrhythmus: Zustand des Öls sichten, Kanal auf Späneeintrag prüfen, bei Auffälligkeit die Abdichtung kontrollieren. Siehe Wartung eines Stangenladers.

Wechsel zwischen Futter- und Stangenbetrieb

Viele Kurzdreher werden wechselweise mit Stangenmaterial und mit gespannten Rohteilen betrieben. Der Wechsel ist möglich, aber er ist ein Rüstvorgang mit eigener Zeit – und er berührt mehrere Baugruppen gleichzeitig.

  1. Spannmittel: Spannzange und Spannrohr für den Stangenbetrieb, Futter für den Rohteilbetrieb.
  2. Stangenrohr oder Reduzierrohr: im Stangenbetrieb nötig, im Futterbetrieb hinderlich.
  3. Magazinanbindung: Ist das Magazin abzukoppeln oder bleibt es angebaut?
  4. Steuerung: Die Betriebsart muss auf beiden Seiten übereinstimmen, sonst wartet eine Seite auf die andere.

Wird häufig gewechselt, gehört dieser Aufwand in die Wirtschaftlichkeitsrechnung. Wird selten gewechselt, ist er nachrangig. Die Einordnung steht unter Materialzuführung an der Drehmaschine.

Die Reichweite einer Magazinfüllung

Am Kurzdreher werden häufig kurze Teile in hoher Stückzahl gefertigt. Das bedeutet: Material wird schnell verbraucht, und die Frage nach der mannlosen Laufzeit stellt sich schärfer als bei langen Taktzeiten.

Die Reichweite ergibt sich aus der Anzahl der bevorrateten Stangen, der nutzbaren Länge je Stange und dem Materialverbrauch je Werkstück einschließlich Abstechzugabe. Bei sehr kurzen Teilen dominiert die Abstechzugabe den Verbrauch stärker, als die Werkstücklänge vermuten lässt.

Was neben dem Material sonst noch die mannlose Laufzeit begrenzt, steht unter Der Weg zur mannlosen Schicht.

Häufige Fragen

Woraus besteht ein Lademagazin?

Aus der Stangenbevorratung, einer Vereinzelung, dem Führungskanal mit wechselbaren Führungseinsätzen, der Vorschubstange mit Mitnehmer- oder Spannzangenkopf, dem Antrieb, der Steuerung und der Schnittstelle zur Drehmaschine. Der Aufbau ist im Detail beschrieben.

Wie viele Stangen fasst ein Lademagazin?

Das hängt von Baugröße, Stangendurchmesser und Stangenlänge ab. Die Kapazität wird meist als Breite der Magazinauflage angegeben; wie viele Stangen darauf liegen, ergibt sich aus deren Durchmesser. Belastbare Werte nennt nur das Datenblatt der jeweiligen Baugröße.

Braucht ein Lademagazin eine eigene Steuerung?

Es bringt eine eigene Steuerung mit, arbeitet aber im Verbund mit der Drehmaschine. Ausgetauscht werden Signale wie Freigabe zum Vorschub, Stangenende, Materialende und Störung. Wie diese Kopplung aussieht, hängt von Maschinensteuerung und Baujahr ab.

Wofür ist die Ölflutung im Führungskanal gut?

Der Ölfilm zwischen Führungsschale und rotierender Stange dämpft, schmiert und führt Wärme ab. Das reduziert Geräusch und Schwingung und ist die Voraussetzung dafür, dass höhere Drehzahlen überhaupt sinnvoll fahrbar sind. Mehr unter Ölflutung bei Lademagazinen.

Quellen und Prüfstand

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