DE102010046952B3

DE102010046952B3 - Werkzeugmaschinentisch

Info

Publication number: DE102010046952B3
Application number: DE201010046952
Authority: DE
Inventors: Michael Franzki
Original assignee: Hohenstein Vorrichtungsbau und Spannsysteme GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2030-09-28

Abstract

Bei Werkzeugmaschinen in vereinfachter Bauweise entfällt zunehmend die unmittelbare maschineninterne Erzeugung und Anwendung von Hydrauliköl. Durch eine ergänzende Ausstattung der als Rundtische ausgebildeten Werkzeugmaschinentische mit Funktionsbaugruppen und die Zufuhr der Leistungsmedien Hydrauliköl, Druckluft, Kühlmittel und Elektroenergie sind Werkstückspannvorrichtungen optimiert zu betreiben, Schnittstellen zu vereinfachen und Maschinenpaletten, mit Drehdurchführungen ausgestattet, hinfällig. Der Rundtisch-Körper (1) des Werkzeugmaschinentisches ist einstückig und zylindrisch ausgebildet. Sein Führungsteil (4) trägt die als Ring (6) ausgebildete Drehdurchführung (7) über die die Leistungsmedien zugeführt werden. In dem Rundtisch-Körper (1) und im stationären Tischteil (9) sind alle Funktionsbaugruppen, insbesondere Hydrauliktank (16), Hydraulikpumpe (17) und elektrischer Pumpenantrieb (18) aufgenommen. Das Anwendungsgebiet sind kostengünstige Werkzeugmaschinen in Kompaktbauweise.

Description

Die Erfindung geht von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten als Rundtisch ausgebildeten Werkzeugmaschinentisch aus.
Spanende Werkzeugmaschinen für das industrielle Fräsen und Bohren metallischer Werkstücke verfügen über Werkzeugmaschinentische, die als eine selbständige Maschinenkomponente strukturiert oder integrierter Maschinenbestandteil sind. So genannte feste oder bewegliche Werkzeugmaschinentische haben bekannterweise die Aufgabe in einer bestimmten Arbeits- oder Bedienhöhe Werkstücke oder Werkstückspannvorrichtung in waagerechter Lage wiederholgenau zu positionieren und fest sowie verstellsicher zu justieren bzw. zu arretieren. Die beweglichen Werkzeugmaschinentische sind in der Regel um eine senkrechte Achse in vorgegebenen Winkelteilungen elektromotorisch angetriebene schwenkbare Rundtische.
Stand der Technik ist, diese Rundtische mit dem nachstehenden Funktionskomponenten auszustatten:

• eine grundsätzliche Zweiteilung in einen genau gelagerten beweglichen Teil, als Planscheibe, Drehteller oder Teilgerät ausgebildet und in einem ortsfesten stationären Teil, als Untersatz, Unterbau, Untertisch oder als Gussgehäuse ausgebildet, z. B. aus DE 202 02 787 U1 bekannt
• ein integrierter elektromotorischer Antrieb, als Getriebemotor oder Torquemotor ausgebildet, um den beweglichen Teil um eine senkrechte Schwenkachse zu verstellen oder zu bewegen, unter anderem in CH 527 669 , DE 202 02 787 U1 und in DE 100 25 208 A1 beschrieben.
• eine Genauindexierung des bewegten Teiles in der benötigten Winkelstellung mittels Indexierelementen und Justierung bzw. Arretierung in dieser Stellung mittels einer Kolben- und Zylindereinheit, unter anderem in DE 91 02 314 U1 , DD 248 306 B1 , DD 288 777 A5 , DD 281 142 A5 , DD 217 165 B1 und in CH 527 669 A beschrieben.
• ein insbesondere bei Bohr- und Fräsbearbeitungszentrum übliche Form des zusätzlichen Aufsatzes von Maschinenpaletten ist beispielhaft nach DIN 55201: 1985–09 genormt und in DE 10 2008 034 728 A1 beschrieben. Über eine Drehdurchführung in Mittenlage werden die je nach Art des Bohr- und Fräsbearbeitungszentrum erzeugten Leistungsmedien über einen Leitungstransfer in die Werkstückspannvorrichtung geleitet. Die in der Regel große Anzahl von Leitungen erfordert eine spezifische Ausbildung der Drehdurchführung mit vielen Leitungsdurchlässen. Die Anordnung einer Drehdurchführung zur Durchleitung von Kühlmittel auf einem als Rundtisch ausgebildeten Werkzeugmaschinentisch ohne ergänzende Maschinenpalette ist beispielhaft in DE 202 02 787 U1 beschrieben.

Nachteilig ist bei diesen hier beschriebenen Stand der Technik, dass die als Rundtisch ausgebildeten Werkzeugmaschinentische

• nur für die unmittelbare Eigenfunktion als Teilkomponente einer Werkzeugmaschine mit elektromotorischem Antrieb, Getriebe, Lager- und Klemmelementen ausgestattet sind
• bei Zuordnung zu einem Bohr- und Fräsbearbeitungszentrum und anderen vergleichbaren Maschinensystemen eine zusätzliche Maschinenpalette mit spezifischer Drehdurchführung erforderlich ist und
• bei Zuordnung zu Werkzeugmaschinen in einfacher Kompakt-Bauweise, bei denen zunehmend keine maschineninterne Erzeugung und Anwendung von Hydrauliköl erfolgt, keine Werkstückspannung auf, mit den Leistungsmedien Hydrauliköl, Druckluft, Kühlmittel und Elektroenergie letzteres für Datenerfassung und Aktorik auch über elektrisch an steuerbare Ventile ausgestatteten Spannvorrichtungen möglich ist.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die als Rundtisch ausgebildeten Werkzeugmaschinentische mit Funktionsbaugruppen ergänzend auszustatten, so dass neben den unmittelbaren Eigenfunktionen, Funktionsbaugruppen für Erzeugung und Zufuhr der Leistungsmedien Hydrauliköl, Druckluft, Kühlmittel und Elektroenergie integriert sind. Damit sind Werkstückspannvorrichtungen optimiert zu betreiben. Die Schnittstellen sind zu vereinfachen. Zusätzliche Maschinenpaletten die mit spezifischen Drehdurchführungen für eine große Anzahl Leitungsdurchlässe ausgestattet sind werden dazu nicht benötigt.
Das Problem wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Der in einem stationären Tischgestell aufgenommene und schwenkbar gelagerte Rundtisch-Körper ist einstückig und zylindrisch ausgebildet. Sein Führungsteil trägt eine als Ring ausgebildete Drehdurchführung, über die die Leistungsmedien Hydrauliköl, Druckluft, Kühlmittel und Elektroenergie in den Rundtisch-Körper und von diesem in die Werkstückspannvorrichtung geleitet werden. Die zusätzlichen Funktionsbaugruppen sind in den drei alternativen Strukturvarianten a), b) und c) wobei in dem Rundtisch-Körper, ein Hydrauliktank, eine Hydraulikpumpe und eine Ventileinheit bei a) und nur eine Ventileinheit bei b) und in dem stationären Tischgestell, ein elektrischer Pumpenantrieb bei a) und b) sowie der Hydrauliktank und die Hydraulikpumpe bei b) und c) aufgenommen und fest verankert sind. In der Werkstückspannvorrichtung ist die Ventileinheit mit Einzelventilen als Strukturvariante c) integriert. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 angegeben. Sie betreffen eine aus mehreren elektrischen ansteuerbaren Ventile bestehende Ventileinheit zur Steuerung der Werkstückspannvorrichtung von der Werkzeugmaschinensteuerung aus und die nur für zwei Hydraulikleitungen gebildete Schnittstelle zwischen dem Rundtisch-Körper des Werkzeugmaschinentisches und der aufliegenden Werkstückspannvorrichtung.
Die Erfindung ist in drei Ausführungsbeispielen in den Fig. als Vorderansicht vereinfacht dargestellt und im folgendem Teil der Beschreibung näher erläutert.
1 eine Strukturvariante a)
2 eine Strukturvariante b) und
3 eine Strukturvariante c)
des Werkzeugmaschinentisches jeweils mit unterschiedlicher Anordnung der für die Betätigung der Werkstückspannvorrichtung benötigten Funktionsbaugruppen.
Der in den 1 bis 3 dargestellte Werkzeugmaschinentisch besteht im Wesentlichen aus dem um eine senkrechte Achse schwenkbeweglichen und in bestimmten Winkelstellungen wiederholgenau indexierbaren Rundtisch-Körper 1, der in dem stationären Tischgestell 9 in genauer leichtgängigen Lagerung aufgenommen ist.
In den Fig. sind der elektromotorische Antrieb, das Getriebe, die Lager- und Klemmelemente sowie die hydraulische Winkellagen-Indexierung des schwenkbeweglichen Rundtisch-Körpers im stationären Tischgestell nicht dargestellt. Diese Funktionsbaugruppen sind kennzeichnend für alle bekannten Ausbildungen von Rundtischen und Teilgeräten, soweit sie als Werkzeugmaschinentisch für die unmittelbare Aufspannung von Werkstücken oder von Werkstückspannvorrichtungen auf spanenden Werkzeugmaschinen zur Anwendung kommen. Eine zwischen Werkstückspannvorrichtung und Werkzeugmaschinentisch, als Adapterteil mit Drehdurchführung für alle Leitungen zu- und abgeführter Leistungsmedien ausgestattete üblicherweise angeordnete Maschinenpalette ist hier nicht vorgesehen.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Werkstückspannvorrichtung 23 ist hydraulisch betätigt. Über die Hydraulikleitung für Spannung 14 wird durch das Flanschteil 2 des Rundtisch-Körpers 1 hindurch, von der im Führungsteil 4 angeordneten Hydraulikpumpe 17 aus, der Werkstückspannvorrichtung 23 Hydrauliköl unter Druck zugeführt. Die Steuerung erfolgt über die aus acht elektrisch ansteuerbaren Ventilen 11 einer Ventileinheit 12. Das Hydrauliköl ist über die Hydraulikleitung für Lösung der Spannung 15 von der Werkstückspannvorrichtung 23 aus, in den Hydrauliktank 16 zurückführbar.
In der in 1 dargestellten Strukturvariante a) sind
Im Führungsteil 4 des Rundtisch-Körpers 1 die Hydraulikpumpe 17, der Hydrauliktank 16 und die Ventileinheit 12 angeordnet. Die Hydraulikpumpe 17 ist von dem elektrischen Pumpenantrieb 18 aus, der fest in dem stationären Tischgestell 9 verankert aufgenommen ist, über die Antriebswelle 19 und die Wellenkupplung 20 durch den elektrischen Pumpenantrieb 18 antreibbar. Auf der Umfang- und Lagerfläche 5 des in die Lagerbohrung 10 im stationären Tischgestell 9 ragenden unteren Führungsteiles 4 des Rundtisch-Körpers ist eine als umlaufender Ring 6 ausgebildete Drehdurchführung 7 angeordnet. Diese bildet gemeinsam mit der Lagerbohrung 10 die Kontaktstellen 8 für die von der Werkzeugmaschine aus, zum Maschinentisch 25 durch- und zugeführten elektrischen Leitungen 13, als Schleifkontakte ausgebildet, hin zu der mit acht elektrisch ansteuerbaren Ventilen ausgestattete Ventileinheit 12, die Druckluftleitung 21 und die Leitung für Reinigungs- und Kühlmittel 22. Diese Leitungen für die Leistungsmedien werden durch den Rundtisch-Körper 1 hindurch geleitet und treffen an der Kontaktstelle von oberer Auflage- und Spannfläche 3 des Flanschteiles 2 und vollflächiger Unterseite 24 der fest und unbeweglich angeordneten Werkstückspannvorrichtung 23 gemeinsam mit den Hydraulikleitungen 14 und 15 in die Werkstückspannvorrichtung 23 ein und werden zu deren Funktionsbaugruppen und Funktionsflächen weitergeleitet.
Die in 2 dargestellte Strukturvariante b) eines Werkzeugmaschinentisches unterscheidet sich von a) durch eine andere Zuordnung der Funktionsbaugruppen zu dem Rundtisch-Körper 1 und zu dem stationären Tischgestell 9. Im Führungsteil 4 des Rundtisch-Körpers 1 ist lediglich die aus ach elektrisch ansteuerbaren Ventilen 11 bestehende Ventileinheit 12 untergebracht. Im Hohlraum des stationären Tischgestells 9 ist auf dessen Boden die aus den funktionsverbundenen Komponenten Hydrauliktank 16, elektrischen Pumpenantrieb 18 und aus Hydraulikpumpe 17 bestehende Hydraulik-Pumpenstation fest angeordnet positioniert. Durch die als Ring 6 ausgebildete Drehdurchführung werden die Hydraulikleitungen für Spannung und für Lösung der Spannung 14 und 15, die elektrischen Leitungen 13, die Druckluftleitung 21 und die Leitung für Reinigungs- und Kühlmittel in den Rundtisch-Körper 1 und in die Werkstückspannvorrichtung 23 durch- und weitergeleitet.
Wesentlicher Inhalt in 3 ist die Darstellung der Werkstückspannvorrichtung 23, in deren Spannkörper, im Unterschied zu 2, die Ventileinheit 12 mit ihren acht elektrisch ansteuerbaren Ventilen 11 integriert ist. Die feste und unbewegliche Anordnung auf dem Rundtisch-Körper 1 ermöglicht an der Kontaktstelle von Auflage- und Spannfläche 3 am Rundtisch-Körper 1 und vollflächiger Unterseite 24 der Werkstückspannvorrichtung 23 auch hier eine dichte unaufwändige Schnittstellenausbildung mit wenig Leitungen.
Bezugszeichenliste

1: Rundtisch-Körper
2: Flanschteil von 1
3: Auflage- und Spannfläche von 2
4: Führungsteil von 1
5: Umfangs- und Lagerfläche von 4
6: Ring auf 5
7: Drehdurchführung in 6
8: Kontaktstellen an 7
9: stationäres Tischgestell
10: Lagerbohrung in 9, für 1
11: elektrisch ansteuerbare Ventile
12: Ventileinheit mit 11
13: elektrische Leitungen
14: Hydraulikleitung für Spannung
15: Hydraulikleitung für Lösung der Spannung
16: Hydrauliktank
17: Hydraulikpumpe
18: elektrischer Pumpenantrieb
19: Antriebswelle von 18, für 17
20: Wellenkupplung an 19
21: Druckluftleitung
22: Leitung für Reinigungs- und Kühlmittel
23: Werkstückspannvorrichtung
24: Unterseite von 23
25: Maschinentisch

Claims

Werkzeugmaschinentisch mit einem integrierten, um eine senkrechte Achse elektromotorisch angetrieben schwenkbaren Rundtisch, auf dessen waagerechter Auflage- und Spannfläche eine mit den Leistungsmedien Hydrauliköl, Druckluft, Kühlmittel und Elektroenergie betriebene Werkstückspannvorrichtung positionsgenau und fest angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rundtisch-Körper (1), einstückig und zylindrisch ausgebildet, aus einem Flanschteil (2), dessen obere Stirnseite die Auflage- und Spannfläche (3) für eine Werkstückspannvorrichtung (23) ist, und einem Führungsteil (4), an dessen Umfangs- und Lagerfläche (5) ein umlaufend angeordneter Ring (6) die Drehdurchführung (7) für über die Kontaktstellen (8) der Lagerbohrung im stationären Tischgestell (9) aus dem Tischgestell zugeführte Leitungen mit Leistungsmedien ist, besteht und dass die zugeführten Leitungen an der Drehdurchführung (7) zwei elektrische Leitungen (13) des Bussystems für die Signale der elektrisch ansteuerbaren Ventile (11), eine Druckluftleitung (21) für ein Werkstückauflagekontrolle mittels Staudruck an der Werkstückspannvorrichtung und für Späneableitung und eine Leitung (22) für Reinigungs- und Kühlmittel sind, womit die im Rundtisch-Körper (1) integrierten Funktionsbaugruppen in den alternativen Strukturvarianten a) ein Hydrauliktank (16), eine Hydraulikpumpe (17) und eine Ventileinheit (12) oder b) eine Ventileinheit (12) oder c) keine dieser Funktionsbaugruppen ausgebildet, zu betätigen sind und weitere nicht im Rundtisch-Körper (1) integrierte Funktionsbaugruppen in den alternativen Strukturvarianten a) ein elektrischer Pumpenantrieb (18) mit Antriebswelle (19) und Wellenkupplung (20) sowie b) und c) ein elektrischer Pumpenantrieb (18) mit Antriebswelle (19) und Wellenkupplung (20), ein Hydrauliktank (16) und eine Hydraulikpumpe (17) in dem stationären Tischgestell (9) aufgenommen und fest verankert sind.
Werkzeugmaschinentisch nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bei den Strukturvarianten a) und b) im Rundtisch-Körper (1) oder c) in der Werkstückspannvorrichtung (23) angeordneten Ventileinheit (12) mit elektrisch ansteuerbaren Ventilen (11), zur Sicherung der Funktion der Werkstückspannvorrichtung, über elektrische Signale des Bussystems, von der Werkzeugmaschinensteuerung aus, betätigbar sind.
Werkzeugmaschinentisch nach Patentanspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen der Auflage- und Spannfläche (3) des Rundtisch-Körpers (1) und der Unterseite (24) einer hydraulisch betätigten Werkstückspannvorrichtung (23) gebildete Schnittstelle der Hydrauliköl-Zufuhr und Ableitung nur aus zwei abgedichteten Hydraulikleitungen für die Spannung (14) und für die Lösung der Spannung (15) besteht.