DE1477591A1 - Einstaender-Karussell-Werkzeugmaschine - Google Patents

Einstaender-Karussell-Werkzeugmaschine

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DE1477591A1
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Paul Cueppers
Boettger Dr-Ing Friedrich
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Froriep Maschf GmbH
Maschinenfabrik Froriep GmbH
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    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/48Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
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Description

Eins tänder-Karus se!!-Werkzeugmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einständer-Karus-S011-Werkzeugaaschine.
Bei den bekannten Werkzeugmaschinen dieser Art werden die Querführungen für die Sehlitteneinheiten durch einen Querbalken gebildet, dor gewöhnlich in senkrechter Eichtung verstellbar ist und dabei an einen oder zwei Ständern gleitet. In jeden Falle sind die Schlittenführungen im wesentlichen in einer vertikalen Ebene angeordnet, d.h. sie stehen übereinander.
Es hat sich nun erwiesen, daß diese übliche Ausbildung einer Karussell-Werkzeugmaschine in mehrfacher Hinsicht Eachteile hat und außerdem auch der Erfüllung von Forderungen entgegen steht, wie sie eine neuseitliche Fertigung mit sich bringt. So ergeben sich einmal aus der herkömmlichen Anordnung eines Querbalkens beträchtliche Schwierigkeiten für die genaue Herstellung und die Genauerhaltung der Führungsbahnen dieser Maschinen. Es sind jeweils besondere Ilaßaahnen erforderlich, wie z.B. das Bearbeiten der Planschieberführungen nach speziellen Werkstattörfahrungen, um in der Betriebslage eine gute Geradführung der Supporte unter last zu erreichen. Biese Notwendigkeit besteht selbst bei kleineren Einheiten. Bei alledem gibt es für die Art und Ausführung der Führungen kaum eine Wahlmöglichkeit, sondern es kann immer nur die Gleitführung in der altbekannten Form verwendet werden.
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Unterlagen (Art 7 § l Abs. 2 Nr. 1 Satz 3 des Xnderungsges. v. 4.9.1967) ^ _
¥ie bereits angedeutet» kann die übliche Querbalkenanordnung auch aus anderen Gründen in vielen Fällen nicht mehr befriedigen. In ständig steigendem Maße werden von Werkzeugmaschinen Operationen verlangt, die an sich der Grundausbildung der Maschine fremd sind und durch Zusatzeinrichtungen der verschiedensten Art erledigt v/erden müssen. Bei Karusselldrehbänken zählt hierzu beispielsweise die Fertigung von Bohrungen und Gewinden, deren JIi tte außerhalb der Plans ehe ibonmitte liegt, das Schleifen von Innen- und Außendurchmessern sowie da3 Planfräsen, Honen und Feinziehschleifen. Dazu notwendige Spezialeinriehtungen lassen sich vielfach aber nur mit Mühe oder überhaupt nicht einsetzen, \?eil ihre Unterbringung besonders auch bei kleineren Einheiten auf Platzschwierigkeiten stößt, die durch die bisherige Maschinenausbildung bedingt sind.
Aufgabe der. Erfindung ist es nun, hier Abhilfe zu schaffen, die beobachteten Nachteile zu überwinden und mit einer neuen Bauform zugleich auch eine Reihe bisher nicht erreichbarer Vorteile su bieten.
Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Iin3tänder-Karussell-WerkzeugBiaschine vor, bsi der die aa Ständer angeordneten, horizontalen Querführungen für Werkzeugschlitten auf der Oberseite des - gegebenenfalls verbreiterten - Ständers in einer im wesentlichen waagerechten Eben© liegen. Damit sind zunächst einaal die erwähnten Unannehmlichkeiten hinsichtlich der Herstellungs- und Betriebsgenauüreit beseitigt, wie sie bei der bisherigen hängenden Querbalekenanordnung bestanden* Es ergibt sich jetzt ein günstigerer Kraftangriff an der Führungsbahn und es lassen sich nunmehr auch neu-. zeitliche Führungsbahnkonstruktionen verwenden, deren Einsatz bisher nicht möglich war, wie z.B. Wälzführungen verschiedener Art und hydrostatische Führungen.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich bei der erfindungsgemäßen Ausbildung eine vresentlieh geringere Bauhöhe der Maschine ergibt, verbunden mit Gewichtsersparnis und besseren Bearbeitungsmöglichkeiten der Großteile, Bei dieser Anordnung wird daher auch die Herstellung von Ständer und Untersatz aus einem Gußstück wirtschaftlich vertretbar. 909811/0306
Günstig ist ferner, daß sich der Support selbst wesentlich kompakter und starrer ausführen läßt als bisher und in seinem rückwärtigen Teil Platz für Antriebs- und Schaltelemente bietet, so daß Torschub- und Richtungsschaltungen nicht mehr Über lange verdrehweiche Wellenantriebe von einem besonderen Vorschubkasten in den Support geleitet werden müssen.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wied schließlich in außerordentlich vorteilhafter Weise auch die Sperrigkeit der gesamten Maschine erheblich herabgesetzt. Dies ist vpn ausschlaggebender Bedeutung einmal für die Zugänglichkeit und zum zweiten für die Durchführbarkeit sehr unterschiedlicher Bearbeitungsgänge mit Zusatz- oder Hilfseinrichtungen. Die Ausbildung der Maschine läßt sich beispielsweise ohne Schwierigkeiten so treffen, daß die Vorderkante» der Supportführung von der Drehmitte in einem Abstand liegt, der dem größten Umlaufhalbmesser entspricht. Eine solche Bauform bietet in bisher nicht bekannter Weise freie vertikale Zugänglichkeit der Planscheibe für den Werkstückwechsel und das Hebezeug. Durch die erzielten günstigen PlatzVerhältnisse lassen sich nun Schlitteneinheiten oder entsprechende Zusatzgeräte vorsehen, mit denen auch besondere Anforderungen hinsichtlich der Art der Bearbeitung und der Anstellung des Werkzeuges erfüllt werden können.
Die der Querführung dienenden Teile können erfindungsgenäß fest mit dem Maschinengestell bzw. Ständer verbunden sein, wodurch sich eine stabile und starre Ausführung ergibt.
Hinsichtlich der Ausbildung der Schlitteneinheiten bestehen verschiedene Möglichkeiten. So sieht die Erfindung gemäß einem weiteren Merkmal* vor, daß wenigstens eine längs der Querführungen bewegbare Schlitteneinheit einen zusätzlich zu dieser Bewegungsmöglichkeit in einer horizontalen Ebene verstellbaren Teil aufweist. Dabei kann es weiterhin im einzelnen so sein, daß der zusätzlich verstellbare Teil geradlinig verschiebbar ist, z.B. als Schlitten od-er auch als Pinole, oder daß der zusätzlich verstellbare Teil in der
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horizontalen Ebene schwenk- bzw. drehbar ist, so nach Art eines Drehteils od.dgl.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist wenigstens eine längs der Querführungen bewegbare Schlitteneinheit einen in einer vertikalen Ebene verstellbaren Teil auf. Eine besondere zweckmäßige Ausführung besteht dabei darin, daß der in einer vertikalen Ebene verstellbare Teil an einem anderen Teil angeordnet ist, der seinerseits zusätzlich zu der Querführungsbewegung in horizontaler Ebene verstellbar ist. In jedem Falle kann es im einzelnen dabei wiederum so sein, daß der in vertikaler Ebene verstellbare Teil geradlinig tk verschiebbar ist, sei es als Schlitten, als Pinole oder in einer anderen zweckentsprechenden Form, oder daß es sich um einen sohwenk- bzw. drehbar angebrachten Teil handelt.
• Die Ebene, in der der verstellbare Teil schwenkbar oder drehbar ist, kann in an sich bekannter Weise parallel zu der Sichtung der Querführung verlaufen. Pur manche Bearbeitungsfälle ist es Jedoch auch vorteilhaft, die Schwenkebene des verstellbaren Teiles so anzuordnen, daß sie einen Winkel mit der Richtung der Querführungen bildet, wobei dieser Winkel ein reohter Winkel sein oder auch eine andere Größe haben kann.
In der Grundausbildung kann die Masohine gemäß der Erfindung " bei ihrer einfachsten Ausführung beispielsweise einen längs der Querführungen verstellbaren Support aufweisen, so einen Support zum Drehen, und entspricht dann hinsichtlich Arbeitsbereich und Leistungsvermögen einer normalen Karusselldrehbank, d.h. die Maschine bietet alles, was eine Maschine herkömmlicher Bauart mit am Ständer geführtem Querbalken auch ermöglicht, jedooh unterscheidet ei· sich von einer solchen in vorteilhafter Weise u.a. dadurch, daß sie insgesamt einen einfacheren, stabileren Aufbau aufweist und sich durch eine wesentlich bessere Gebrauchsgenauigkeit auszeichnet.
Anstelle eines normalen Drehsupports oder insbesondere aber zusätzlich zu einem solchen lassen sich.nun in sehr zweck-
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dienlicher Weise ohne jegliche Schwierigkeiten eine oder mehrere weitere Schlitteneinheiten vorsehen, mit deren Hilfe nun auch besondere oder zusätzliche Arbeitsgänge durchgeführt werden können, die sich bisher auf einer solchen Maschine entweder nicht oder nur mit großen Schwierigkeiten bewerkstelligen ließen. Die Erfindung bietet dabei außerdem die Möglichkeit, den Aufbau der Maschine entsprechend dem jeweiligen Bedarfsfall oder nach im Laufe der Zeit umfang- , reicher und verschiedenartiger werdenden Aufgaben zu erweitern.
So sieht die Erfindung ein am Maschinengestell oder Ständer anzubringendes Ansatzstück vor, um die bei der Grundausführung der Maschine vorgesehenen Querführungen um einen bestimmten Betrag zu verlängern. Die Größe dieser Verlängerung ist zweckmäßig so, daß sie wenigstens zur Aufnahme einer Schlitteneinheit ausreicht. Ein solcher Schlitten oder Support läßt sich dann besonders vorteilhaft mit Einrichtungen für die Zusatzbearbeitung versehen. So kann insbesondere eine bereits erwähnte weitere Verstellbarkeit in Richtung auf die Planscheibe zu vorhanden sein. Diese und andere zuvor bereits beschriebenen Ausführungsformen sind nur durch die erfindungsgemäße Maßnahme der horizontalen Querführungen möglich gemacht worden. Bisher war dies' ausgeschlossen, weil der dazu erforderliche Raum insbesondere nach hinten durch den vorhandenen Querbalken und den bzw. die Ständer in Anspruch genommen war.
Die zusätzliche Verstellmöglichkeit,in Richtung auf die Drehachse bringt eine solche Erweiterung der Arbeitsmöglichkeiten mit sich, daß ein derart ausgestatteter Support für praktisch alle vorkommenden Zusatzarbeiten in universeller Weise verwendbar ist. Neben Bohr- und Präsarbeiten zur Herstellung von Durchgangs- und Gewindebohrungen, Nuten, Schlitzen, sämtlichen Anflächungen, Augen zum Ansatz von Querbohrungen, schrägen Bohrungen mit Hilfe des Drehteils gehören hierzu auch Arbeitsgänge wie das Rundfräsen komplizierter Profile, das Unrund- bzw. Kopierfräsen nach Schablonen oder
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mit Hilfe kinematischer Abhängigkeiten, das Gewindefräsen und das Plankopieren im Fräsvorgang. Pur die genannten Arbeiten kann eine Bohr- oder Prässpindel in vertikaler oder geneigter Lage verwendet werden.
Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung weist wenigstens eine zu solchen Arbeiten vorgesehene Schlitteneinheit einen von der Planscheibendrehung unabhängigen Vorschubantrieb für eine oder mehrere Bewegungsrichtungen auf.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß eine oder mehrere Schlitteneinheiten einen Winkelbohrkopf, Winkelfräskopf od. dgl. aufweisen bzw. zur Anbringung eines solchen eingerichtet sind. Damit ist es dann möglich, auch Bohrungen und hintersetztliegende 3?räsflächen senkrecht oder in sonstiger Lage zur Drehachse zu erzeugen. Wie bereits erwähnt, kann eine vertikale Einstell- oder Vorschubbewegung eines solchen Supports durch eine Pinole oder auch durch eine Schlittenverschiebung zwischen der Einheit und dem Schwenkteil bewerkstelligt werden.
Je nach der Art der auszuführenden Arbeit ist es zweckmäßig bzw. erforderlich, daß die Planscheibe eine hinreichend langsame Drehung auszuführen vermag,"die sich als Präsvorschub eignet, und daß sie ferner über eine Winkelmeß- oder -teileinrichtung entsprechender Genauigkeit verfügt, um z.B. einen bestimmten Arbeitsbereich einer Bohrspindel durch Planscheibendrehung mit verschiedenen Bereichen der Werkstückoberfläche zur Deckung bringen zu können.
Außerdem ist es möglich, eine Schlitteneinheit, insbesondere eine für Zusatzbearbeitungen vorgesehene, mit einer Schleifeinrichtung für die Bearbeitung von Innen- und Außendurchmessern sowie Planflächen oder mit einer Stoßeinrichtung sum Erzeugen von Muten und Durchbrüchen verschiedener Art oder mit Einrichtungen zur Peinbearbeitung von Bohrungen auszurüsten. Die Erfindung bietet die Möglichkeit, die Maschine so auszubilden, daß alle derartigen Elemente und Aggregate im Bedarfsfall angebracht werden können. Sie gestattet es
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in einfacher Weise, Supporte mit Sonderantrieben oder Schaltgeräten unterschiedlicher Art auszustatten oder die Maschine in verschiedenen Stufen zu einem automatischen Arbeiteablauf einzurichten. Hierzu gehört beispielsweise die Anbringung von Ansohlagdreheinrichtungen, von Nockenleisten für Nockensteuerungen sämtlicher Bewegungsrichtungen und von Meßsyetemen für numerisohe Wegmeßeinrichtungen oder numerische Steuerungseinrichtungen der verschiedensten Art«
Sie Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Pig. 1 eine erste Ausführung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Maschine in Seitenansicht,
Pig. 2 die Vorderansicht der Maschine nach Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere Ausführung der erfindungsgemäßen Masohine in Vorderansicht,
Fig. 4 eine Draufsicht zu Fig. 3 und Fig. 5 eine Teilseitenansicht mit einer Schlitteneinheit.
Die Einständer-Karusselldrehbank nach den Figuren 1 und 2 weist einen Untersatz 1 mit einer darin gelagerten Planscheibe 2 sowie einen Ständer 3 auf. Letzterer ist mit dem Untersatz 1 fest verbunden oder bildet zusammen mit diesem ein einziges Gußstüok, wie es die Erfindung in wirtschaftlicher Weise ermöglicht. An der Rückseite des Ständers befindet sich ein Schaltschrank 4 für die elektrische Ausrüstung.
Die Querführungen 5 für eine als Drehsupport dienende Schlitteneinheit 6 sind gemäß der Erfindung in waagerechter Lage nebeneinander angeordnet, wodurch sich die im voraufgehenden Teil der Beschreibung bereits erläuterten Vorteile ergeben. Bei dem gezeigten Beispiel befinden sich die Querführungen 5 unmittelbar am Ständer 3.
Der auf. den Querführungen 5 verschiebbare Teil 7 der Schlitteneinheit 6 bietet Raum zur Unterbringung von Getriebe- und Schaltelementen, insbesondere auch für einen Vorschubantrieb. An dem Schlitten 7 ist in an sich bekannter Weise
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ein um eine waagerechte Achse 8 drehbarer Teil 9 angebracht, der seinerseits einen geradlinig verstellbaren Schieber 10 führt. Dieser ist mit einem Werkzeughalter 11 zur Einspannung von Drehmeißeln od.dgl. versehen. Eine hochgefahrene Stellung dieses Schiebers 10 ist strichpunktiert angedeutet. Anstelle eines solchen Schiebers läßt sich z.B. auch ein Achtkantstößel od.dgl. vorsehen, d.h. es bestehen alle Möglichkeiten wie bei bisher üblichen Karusselldrehbänken. Eine solche gemäß der Erfindung ausgebildete Maschine zeichnet sich dabei durch einfachen, stabilen Aufbau, geringe Bauhöhe, erleichterte und genaue Fertigungsmöglichkeit so-
_ wie durch zuverlässiges und genaues Arbeiten über lange
™ Zeit aus.
In den Figuren 3 bis 5 ist eine abgewandelte Ausführung der erfindungsgemäßen Maschine dargestellt, wobei ein weiterer Vorteil der Erfindung besonders deutlich wird, der in der guten Zugänglichkeit zum Planscheibenbereich mit dem Werkstück und in dem Vorhandensein von genügend freiem Raum zur Durchführung von zusätzlichen Bearbeitungsoperationen besteht.
Die Maschine nach den Figuren 3 bis 5 weist ebenso wie die in den Figuren 1 und 2 gezeigte einen Untersatz 1 mit Planscheibe 2 und einen Ständer 3 mit waagerecht angeordneten h Querführungen 5 auf. Auf den letzteren ruht eine Schlitteneinheit 6 mit Werkzeugschieber 10. Während diese Schlitteneinheit 6 vornehmlich als Drehsupport dient, ist für zusätzliche oder Sonderarbeitsgänge eine weitere Schlitteneinheit 12 vorgesehen, die je nach dem Bedarfsfall gestaltet sein kann.
Bei der hier als Beispiel wiedergegebenen Ausführung ist auf einem längs der Querführungen 5 verstellbaren Schlittenunterteil 13 ein quer dazu in waagerechter Richtung versohiebbarer Schlitten 14 angeordnet, an dem sich ein um eine waagerechte Achse schwenkbares Drehteil 15 befindet. Dsssen Sohwenkebene kann anstatt parallel zu den Querführungan 5 zu verlaufen auch im rechten oder einem anderen Winkel dazu
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angeordnet werden, wenn dies für die Durchführung der betreffenden Aufgabe zweckmäßig oder erforderlich ist.
Das Drehteil 15 trägt ein Gehäuse 16 mit einer Arbeitsspindel 17, die durch einen Motor 18 antreibbar ist und Pinolenverstellung aufweist. In den Figuren 3 und 5 ist durch strichpunktierte linien eine mögliche ausgefahrene Stellung der Spindel 17 angedeutet, wobei außerdem in Fig. 3 einige durch Verstellen des Drehteiles erzielbare geneigte Lagen der Spindel eingezeichnet sind. Zusätzliche zu diesen Möglichkeiten besteht durch den oberen waagerechten Schieber H eine Verstellbarkeit in Richtung auf die Planscheibe zu bzw. von dieser weg. Die Spindelachse und damit das eingespannte Werkzeug kann so z.B. einen Bereich überstreichen, wie er in Pig. 4 durch Schraffur angedeutet ist. Durch entsprechende Drehung der Planscheibe 2 kann jede Stelle des aufgespannten Werkstückes in diesen Arbeitsbereich gebracht werden. Vorteilhaft wird für die Planscheibe eine Winkolneß- oder -teileinrichtung vorgesehen, so daß z.B. mittels einos in die Arbeitsspindel 17 eingesetzten Bohrwerkzeuges genaue Bohrungen an den jeweils gewünschten Punkten hergestellt werden können.
Mit der Arbeitsspindel läßt sich auch eine Präsbearbeitung vornehmen. Der Präsvorschub kann durch die Planscheibe ausgeführt werden, wozu eine oder zweckmäßig mehrere hinreichend langsame Drehzahlen beim Planscheibenantrieb vorgesehen werden.
Anstelle von Bohr- und Präswerkzeugen bzw. zusätzlich zu solchen können an einer Schlitteneinheit der in der Zeichnung wiedergegebenen oder ähnlichen Art ferner Schleifoder sonstige Peinbearbeitungswerkzeuge vorgesehen sein, es läßt sich eine Stoßeinrichtung anbringen usw. Insbesondere ist auch die Verwendung eines Winkelarbeitskopfes nö'slich.
Eine Maschine mit zwei Supporten kann einmal so ausgebildet sein, daß die Querführungen genügend lang sind, um beide
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Supporte ohne gegenseitige Behinderung aufzunehmen. Eine andere Möglichkeit besteht, wie in der Zeichnung dargestellt, darin, daß eine in der Grundausführung zum Arbeiten mit einem Support eingerichtete Maschine durch Verlängern der Querführungen 5 mittels eines Ansatzstückes erweitert wird. Dies ist bei der Maschine nach den Figuren 3 bis 5 der Pail. Hier ist an der.einen Seite des Ständers ein Ansatzstück 19 befestigt, welches die Querführungen 5 fortsetzt und die Aufnahme der zweiten Schlitteneinheit 12 gestattet. Diese Kann bei Nichtgebrauch vollständig zur Seite geschoben werden.
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Claims (12)

Patentansprüche
1. Einständer-Karussell-Werkzeugiaaechine, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ständer (3) angeordneten, horizontalen QuerfUhrungen (5) für V/erksaugechlitten (6, 12) auf der Oberseite des - gegobenenfalle verbreiterten - Ständers in einer im wesentlichen waagerechten Ebene ließen.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querführungeu (5) fest mit dem Ständer (3) verbunden sind.
3. Werkzeugmaschine nach einen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daü wenigstens ein längs der Querführungen (5) bewegbarer Werkzeugschlitten (12) einen zusätzlich dazu in einer horizontalen Ebene verstellbaren Teil (H) aufweist.
4. Vforkzeus^iaschitio nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzlich verateilbare Teil (H) geradlinig verschiebbar ist.
5· Werkzeugmaschine nach einen der Ansprüche 3 und 4» daduroh gekennzeichnet, daß der zusätzlich verstellbare Teil in der horizontalen Ebene schwenk- bsv. drehbar ist.
6. V'erkzeugnaachinc nach eine-i der Ansprüche 3 bi3 5, dadurch gekennzeichnet, du3 ein in oinor vertikalen Ebeno verstellbarer Teil (15, 17) eino3 UerkzeuGCchlittens (12) an einem zusätzlich zu der Quoriü.hrur.£3bev;e£ung in horizontaler Ebeno verstellbaren Teil (H) angeordnet ist.
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7. Verkseusnaschi.no nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der in vertikaler Ebene verstellbare Seil (17) geradlinig verstellbar ist.
8«' Verkzeugimschiiie nach einen der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in vertikaler Ebene verstellbare Teil (15) schwenk- bzw. drehbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkebene des verstellbaren Seiles, ia V/inkel su den Querführungen (5) steht«
10» Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß von zwei oder nehr Werkzeugschlitten (6, 12) einer sun 2)i*ehen und ein anderer zur !Durchführung von anderen Arbeitssiingen wie Schleifen, Stoßen, Honen u. dsl. eingerichtet ist.
11. Y/orkzeugnaschine nach einen der Ansprüohe 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß veni^atens ein Werkzeugschlitten einen von der Planscheibondrehung unabhängigen Vorschubantrieb f(ir einä oder aelirero Lov/s/iunitsrichtunson
12. \>erl:zeugnaachine nach einea der Anspräche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder sichrere '»'erkseugachlitten einen Vinkslbohrkopf, Winkelfräslropf od.d^l. aufv.-ii-sen bau. zur Anbringung eines oolchen einßerichtot cind.
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