Ratgeber

Lademagazin am Langdrehautomaten

Am Langdrehautomaten bewegt sich nicht das Werkzeug zum Material, sondern das Material zum Werkzeug. Diese Umkehrung ist der Grund, warum die Zuführung hier anders aussehen muss.

Die Besonderheit des Langdrehautomaten ist nicht die Genauigkeit und nicht die Werkstückgröße, sondern die Kinematik: Der Spindelstock verfährt in Z-Richtung und schiebt das Material an einer feststehenden Führungsbüchse vorbei, unmittelbar vor der das Werkzeug steht. Für das Lademagazin bedeutet das eine Anforderung, die es am Kurzdreher nicht gibt.

Die Kinematik in einem Satz

Beim Kurzdreher steht die Spindel fest, das Werkzeug fährt. Beim Langdreher fährt die Spindel, das Werkzeug steht. Alles Weitere folgt aus diesem Unterschied.

Langdreher: der Spindelstock fährtZ-BewegungFührungsbüchseZerspanung dicht an der Führung, kurze freie LängeKurzdreher: das Werkzeug fährtSpannzangeZ-BewegungStange steht fest gespannt, freie Länge wächst mit dem Überstand
Links der Langdreher: Der Spindelstock fährt an einer feststehenden Führungsbüchse vorbei. Rechts der Kurzdreher mit fester Spindel.

Die Führungsbüchse sitzt dicht vor der Zerspanstelle und stützt die Materialstange dort ab, wo das Werkzeug angreift. Der frei stehende Abschnitt zwischen Abstützung und Werkzeug bleibt dadurch sehr kurz und – das ist der entscheidende Punkt – über die gesamte Bearbeitung konstant. Genau deshalb sind am Langdreher schlanke Teile mit hohem Längen-Durchmesser-Verhältnis überhaupt herstellbar.

Was sich für die Zuführung ändert

Weil der Spindelstock verfährt, ändert sich der Abstand zwischen dem Ende des Führungskanals und dem Spindeleintritt während der Bearbeitung. Beim Kurzdreher ist diese Strecke eine feste Konstruktionsgröße; hier ist sie variabel.

Auf dieser Strecke ist die rotierende Materialstange am wenigsten geführt. Sie ist kurz, aber sie liegt genau zwischen zwei Bereichen, in denen die Stange sauber geführt wird – und ein ungeführter Abschnitt zwischen zwei geführten ist mechanisch ungünstiger als ein ungeführtes Ende.

Je größer der Hub des Spindelstocks, desto größer wird diese Lücke im ungünstigsten Zustand. Bei langen Werkstücken ist der Hub groß – also genau dort, wo die Maschine ihre Stärke ausspielt, wird die Anforderung an die Zuführung am höchsten.

Das mitfahrende Führungsmodul

Die konstruktive Antwort darauf ist ein Führungsmodul, das sich mit dem Spindelstock bewegt. Es schließt unmittelbar an die Spindel an und behält diesen Anschluss über den gesamten Hub bei. Die Materialstange bleibt damit über ihre gesamte Länge durchgehend geführt – vom Magazin bis in die Spindel.

Bei der Baureihe turbo RS von FMB ist dieses Prinzip dokumentiert: ein mitfahrendes, ölgeflutetes Führungsmodul, das unmittelbar an die Spindel anschließt und sich mit ihr bewegt.

Querschnitt FührungskanalKanalgehäuseFührungsschale, wechselbarÖlspaltMaterialstange
Auch im mitfahrenden Modul gilt dasselbe Prinzip: enger Spalt, Ölfilm, wechselbare Führungsschale.

Wichtig für die Planung: Das mitfahrende Modul braucht Bewegungsraum. Die Aufstellung ist deshalb enger mit der Maschine abzustimmen als bei einem Magazin an einem Kurzdreher, und die Ausrichtung auf die Spindelachse hat eine höhere Bedeutung, weil sich der Anschluss über den Hub nicht verschlechtern darf.

Kleine Durchmesser als Normalfall

Langdrehautomaten arbeiten typischerweise im kleinen und mittleren Durchmesserbereich. Das ist keine Nebensache, sondern verändert die Anforderung an die Zuführung an zwei Stellen.

Vereinzelung
Dünnes Material neigt dazu, sich zu verhaken oder übereinanderzuschieben. Für sehr kleine Durchmesser gibt es Vereinzelungen, die das Material schrittweise statt in einer Bewegung freigeben.
Führungsspalt
Je kleiner der Durchmesser, desto kleiner die zulässige Abweichung. Ein Spalt, der bei 40 mm Durchmesser unauffällig wäre, ist bei 4 mm relativ betrachtet ein Vielfaches.
Materialgeradheit
Dünne Stangen sind biegeweicher. Sie nehmen Krümmungen aus Transport und Lagerung leichter an und geben sie im Kanal als Unwucht weiter.
VereinzelungsorganFührungskanalDas Magazin gibt genau eine Stange frei.
Genau eine Stange freigeben – bei dünnem Material die anspruchsvollere Aufgabe.

Bei den Magazinen micromag und minimag von FMB ist der kleine Durchmesserbereich an Langdrehautomaten der dokumentierte Einsatzfall; der Vorschub arbeitet dort einstufig, was die Zeit für den Stangenwechsel kurz hält.

Warum die Materialqualität hier stärker durchschlägt

Der Langdreher ist die Maschine, an der Materialfehler am schnellsten sichtbar werden. Das hat zwei Gründe, die sich addieren: die kleinen Durchmesser und die hohen Drehzahlen, die bei kleinen Durchmessern gefahren werden.

Eine Abweichung in der Geradheit erzeugt eine Unwucht, deren Wirkung mit der Drehzahl überproportional wächst. Der Führungskanal dämpft diese Bewegung, richten kann er sie nicht. Wer am Langdreher mit Rattermarken kämpft, prüft deshalb das Material früher als an anderen Maschinen. Siehe Materialstangen richtig führen.

Die Führungsbüchse ist nicht das Magazin

Eine Verwechslung, die regelmäßig zu falscher Fehlersuche führt: Die Führungsbüchse gehört zur Maschine, der Führungskanal zum Magazin. Beide führen die Materialstange, aber an unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlicher Aufgabe.

Zwei getrennte Baugruppen mit ähnlichem Namen und unterschiedlicher Zuständigkeit.
MerkmalFührungsbüchseFührungskanal des Magazins
Gehört zuder Drehmaschinedem Lademagazin
Liegtunmittelbar vor der Zerspanstellehinter der Spindel
AufgabeAbstützung im SchnittFührung der rotierenden Länge
EinstellungSpiel zur Stange, maschinenseitigFührungseinsatz zum Durchmesser
Symptom bei FehleinstellungMaßabweichung, Rattern im SchnittGeräusch und Schwingung auch ohne Schnitt

Für die Fehlersuche folgt daraus ein einfacher Test: Wenn das Geräusch schon beim Hochdrehen der Spindel ohne Zerspanung auftritt, liegt die Ursache auf der Magazinseite. Tritt es nur im Schnitt auf, ist die Maschine gefragt. Siehe Vibrationen beim Stangendrehen vermeiden.

Betrieb mit und ohne Führungsbüchse

Manche Langdrehautomaten lassen sich auch ohne Führungsbüchse betreiben, wenn kurze Werkstücke gefertigt werden. Das verändert die Bearbeitung erheblich – und es verändert auch das, was das Magazin sieht.

Ohne Büchse entfällt die Abstützung dicht vor dem Werkzeug; die freie Länge im Arbeitsraum wächst. Ob das vertretbar ist, entscheidet die Maschine und das Werkstück, nicht das Magazin. Das Magazin führt in beiden Fällen unverändert weiter – seine Aufgabe endet am Spindeleintritt.

Ob und wie ein Betrieb ohne Führungsbüchse an einer konkreten Maschine vorgesehen ist, steht in deren Dokumentation. Diese Umstellung ist ein Eingriff in den Bearbeitungsprozess und mit dem Maschinenhersteller abzustimmen.

Worauf bei der Auswahl zu achten ist

  1. Hub des Spindelstocks: Er bestimmt, wie groß die zu schließende Lücke im ungünstigsten Zustand wird.
  2. Ist eine Bauart mit mitfahrendem Führungsmodul vorgesehen, und ist der dafür nötige Bewegungsraum vorhanden?
  3. Deckt der Durchmesserbereich das Spektrum ab – vor allem nach unten? Die Vereinzelung ist bei dünnem Material die kritische Baugruppe.
  4. Welche Drehzahl soll tatsächlich gefahren werden? Sie bestimmt die Anforderung an die Dämpfung im Kanal.
  5. Wie wird das Magazin auf die Spindelachse ausgerichtet, und wie wird diese Ausrichtung überprüft?
  6. Passt die Stangenlänge zum Platz – und was bedeutet sie für den Reststückanteil?

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

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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