DE1938072A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

• Werkzeugmaschine Es ist eine Werkzeugmaschine der Portalbauart mit vier vertikalen Ständern, einem diese verbindenden Querhaupt und wenigstens einem an den Ständern auf und nieder fahrbaren Querbalken zur Aufnahme eines in Längsrichtung des Querbalkens verschiebbaren Werkzeugschlittens bekannt (britische Patentschrift 994 587).
• Bei dieser bekannten Maschine bestanden das Querhaupt und der Querbalken jeweils aus einer einstückigen Platte. Wenn an einer solchen einsttickigen Platte ein Werkzeugschlitten angeordnet wird, muß dieser zwangsläufig unsymmetriseh zur Mittellinie des Querbalkens liegen, eo daß einerseits das Gewicht des Werkzeugschlittens mit einer oder mehreren daran befindllchen Werkzeugeinheiten und anderer.,elts die an der Werkzeugeinheit angreifenden Kräfte unsymmetrisch zur Mittellinie des Querbalkens angreifen und damit zu elastischen Verformungen Anlaß geben, die jeweils von der Lage des Werkzeugschlittens abhängen und deshalb praktisch nicht erfaßbar- sind.
• Bei der bekannten Maschine handelt es sich um eine--Hobel= maschine, und das Problem des unsymmetrischen Angriffs der Kräfte am Werkzeug ist bei dieser bekannten Maschine~ weitgehend dadurch beseitigt worden, daß das Hobelwerkzeug unter der Querbalkenplatte etwa in dessen Mittelebene angeordnet wurde.
• Bei Werkzeugmaschinen mit anderen als relativ zum Werkzeugschli~tten feststehenden Werkzeugen, also beispielsweise bei Fräsmaschinen und Bohrmaschinen, ist es nicht: möglich, das' Werkzeug wie bei der bekannten Maschine unter einer Querbalkenplatte anzuordnen, ganz einfach weil der Abstand von der Werkzeugspitze zur Plattenebene viel zu groß Wurde, so daß die am Werkzeug angreifenden Kräfte in ziemlicher Entfernung von der neutralen Achse der Platte angreifen mtßten, so daß gegenüber einer Anordnung des Werkzeugschlittens an einer Seite der Querbalkenplatte praktisch kein Vorteil erzielt wäre.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art verfUgbar zu machen, bei der Werkzeuge beliebiger Art in möglichst geringem Abstand zur neutralen Achse des Querbalkens angeordnet werden können, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Querhaupt und der Querbalken die Form eines Doppelbalkens mit mittig liegendem Zwischenraun haben. in dem der Werkzeugschlitten und wenigstens eine daran befindliche Werkzeugeinheit angeordnet sind. Bolopielaweise bei einer Fräsmaschine kann dann der Antriebsiotor oberhalb des Querbalkens liegen, die Spindel kann in dci in Zwischenraum~des Doppelbalkens befindlichen Teil des Schlittens gelagert sein und der Fräser kann gerade ausreichend weit aus dem Querbalken-Zwischenraum nach unten hervorstehen, um eine einwandfreie Bearbeitung zu ermöglichen, mit anderen Worten, er kann so nahe wie möglich an der neutralen Achse des Querbalkens liegen.
• Bei Werkseugmaschinen der Portalbauart handelt es sich in der Regel um Werkzeugmaschinen für die Grosstückfertigung, und bei solchen Maschinen treten durch unterschiedliche Erwärmung der einzelnen Maschinenteile gewisse Probleme auf.
• Bei Präzisionsmaschinen ist es üblich, diese in speziell klimatisierten Räumen unterzubringen, um den Einfluss unterschiedlicher Erwärmung auf die Maschine zu beseiteigen, dieses Vorgehen ist Jedoch bei Grossmaschinen untunlich. Ausgehend von der Erkenntnis, daß es wenigstens ro lange, wie Werkstück und Werkseugmaschine ii großen und ganzen aus Werkstoffen bestehen, die wenigstens eingermaßen gleiche thermische Dehnungskoeffizienten haben, nioht so sehr darauf ankolit, die temperatur der Maschine konstant zu halten, sondern mehr darauf, daß die verschiedenen Maschienenteile nicht unterschiedliche Temperatur annehmen, um ein wärieb.dingtes Verziehen der Maschine zu vermeiden, wird gemäse einer speziellen Weiterbildung der Erfindung eine relativ wärmeunempfindliche Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dadurch verfügbar gemacht, daß die Ständer, der Querbalken und das Querhaupt auf ihren ton beweglichen Teilen weg weisenden Seiten mit einer Wärmeisolierung versehen sind. Zweckmässigerweise wird man natürlich die Wärmeisolierung bis in die Nähe der Jeweiligen Führungen gehen lassen; die Führungen selbst zu isolieren, dürfte normalerweise untunlioh sein.
• Vorsugsweise besteht die Wärmeisolierung aus einer Isolierstoffplatte, die in Abstand von den Aussenflächen an diesen befestigt ist. Dadurch brauchen einmal die Aussenflächen nur an dem Befestigungsstellen sauber bearbeitet zu werden, zum anderen ergibt sich die Möglichkeit, in dem Zwischenraum zwischen der Aussenfläche und der Isolierstoffplatte jeweils ein Strömungsmittel zirkulieren zu lassen, das zusätzlich daftir sorgt, daß alle Teile der Maschine gleiche Temperatur annehmen bzw. behalten.
• In der Fertigung tritt neigt der Wunsch auf, alle Bearbeitungen eines Werkstückes, insbesondere Fräsen und Bohren, in einer Aufspannung durchzuführen. Da ist einmal auf den Wunsch zurückzuführen, die zweimalige Spannerbeit einsusparen, vor allen aber darauf, daß in einer Aufapannung mit wesentlich kleinerem Auf, wand eine sehr gute Präzision erreicht werden kann als das bei mehrmaligem Aufspannen dem Werdstückes überhaupt möglich ist.
• Grundsätzlieh lassen sioh zwar beispielsweise Fräsen und Bohren mit der Hauptspindel einer erfindungegemässen Maschine durchführen, bei Maschinen für Grosstückfertigung ist du aber praktisch nicht durchführbar, weil die Hauptspindel für beim Bohren übliche Werkzeuge und Drehzahlen nicht geeignet ist, und eine Bewegung des Querbalkens einer Fräsmachine für den Vorschub beim Bohren einen unwirtschaftlich hohen Aufwand darstellt.
• Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung trägt deshalb der Werdzeugschlitten eine mittig angeordnete Hauptspindel und wenigstens einen in vertikaler Richtung getrennt verschiebbaren Schieber, der am unteren Ende mit einer Bearbeitungseinrichtung ausgestattet ist. Mit dieser Bearbeitungseinrichtung lassen sich leichtere Bearbeitungs ausfUhren, beispielsweise Löcher bohren, für die Bohrer in die Hauptspindel gar nicht eingespannt werden können, weil sie zu klein sind. Ein einzeln verschiebbarer Schieber, der am unteren Ende mit einer Bearbeitungseinrichtung ausgestattet ist, ist als, Werkzeugeinheit bereits bekannt (US-Patentschritt 3 212 364).
• Um in schneller Folge unterschiedliche Werkzeuge 2um Einsatz su bringen, wird der Schieber zweckmäßigerweise am unteren Ende mit einem Revolverkopf ausgestattet, dessen Achse unter 45° zur Vertikalen liegt und der Revolverkopf ißt um seine Achse und um die Vertikale drehbar. Es ist dann möglich, außer der Oberseite sowohl die Stirnseiten als auch die Seitenwände eines Werkstückes zu bearbeiten.
• Ein besonderes Problem gerade bei der GroßstUckfertigung stellt die Herstellung von Gewinden dar. Gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung wird ein Gewindefräsen unter Verwendung des Schiebers dadurch ermöglicht, daß die Bearbeitungseinrichtung am Schieber eine Spindel aufweist, die in ihrer Ruhelage koaxial zur Antriebsspindelachse in deren Verlängerung liegt und exzentrisch aus dieser Achse heraus parallel bewegbar ist, und daß die ganze Einheit um die Antriebsspindelachse drehbar und synchronisiert mit dieser Drehung vorechiebbar ist. Zur Herstellung eines Gewindes wird ein in üblicher Weise in die Spindel der Bearbeitungseinrichtung eingesetzter Gewindefräser in das Gewindeloch eingefahren, und dann wird die Spindel so weit exzentrisch aus der Achse der Antriebsgplndel herausgefahren,.daß der Fräser um die Gewindetiefe in das Werkstueck eindringt. Die ganze Einheit wird dann um die Antriebssplndelachae gedreht und synchron dazu vorgeschoben, und zwar in der Weise, daß bei einer Umdrehung der Einheit um die Antriebsepindelachse diese um die Hohe eines Gewindeganges vorgeschoben worden ist.
• Konstruktiv am einfachsten läßt sich eine solche Bearbeitungseinrichtung in der Weise aufbauen, daß diese um eine parallel und exzentrisch zur Spindelachse liegende Achse verschwenkbar ist und in dieser Schwenkachse eine Zwischenspindel liegt, die antriebsmäßig mit der Antriebsspindel und der Arbeitsspindel der Einheit gekuppelt ist.
• >ei Werkzeugmaschinen fir Grcssttickfertigung haben auch die Werkzeuge in der Regel soche Abmessungen und Gewichte, daß ohne eine mechanische Hilfe das Einsetzen eines Werkzeuges oder das Auswechseln eines Werkzeuges gegen ein anderes nicht möglich ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird bei einer erfindungsgemässen Werkzeugmaschine der Portalbauart deshalb auf wenigstens einer Seite aussen an eines Ständerpaar ein Abstellplatz für Werkzeugwagen rorgesehen, dabei führt von diesem Abstellplatz eine Fahrbahn zwischen den beiden Ständern durch zu einem Ladeplatz, an dem cii auf dem Wagen angeordnetes Werkzeug in eine Werkzeugeinheit einsetzbar bzw. ein in einer Werkzeugeinheit befindliches Werkzeug in den Wagen verbringbar ist. Zur weiteren Erleichterung des Werkzeugeinsetzens bzw. -auswechselns ist zweckmässigerweise der Wserkzeughalter des Wagens auf die Werkzeugaufnahme der Spindel zu bzw. von dieser wog in vertikaler Richtuag verschiebbar. Da bedingt natürlich, daß der Werkzeugwagen vertikal unter die betreffende Einheit gefahren werden kann oder die Werkzeugeinkeit über den auf einem bestimmten Ladeplatz befindlichen Wagen fahren kann.
• Um die Auswechslung von Werkzeugen so weit wie möglich zu beschleunigen, weist zweckmäßigerweise der Abstellplatz wenigstens eine parallel zur Längsrichtung des Maschinenbettes verlaufende Wagenbahn und eine Drehscheibe auf, mit der ein Werkzeugwagen aus der Laufrichtung der Wagenbahn in die Laufrichtung zur Werkzeugeinheit verdrehbar ist. Ein auf dem AbstEllplatz befindlicher Werkseugwagen wird in diesem Falle auf die Drehscheibe gebracht, dann wird der Wagen mit Hilfe der Drehscheibe in die Laufrichtung zur Werkzeugeinheit verdreht und in die Ladestellung gebracht. Jaoh Beendigung des Arbeitaganges mit dem betreffenden Werkzeug wird das Werkzeug in den immer noch oder wieder in der Ladestellung befindlichen Wagen verbracht, dann wird dieser wieder auf die Drehscheibe surückgefahren, mit deren Hilfe auf die Wagenbahn gebracht und ein. dort inzwischen bereitgestellter Wagen mit dem nächsten Werkzeug auf die Drehscheibe gebracht; anschliessend wiederholen sich die bereits beschriebenen Vorgänge.
• Bei Werkzeugulchinen der Portalbauart für Großstückfertigung ist es bekannt, einen in der Llngzmitte teilbaren Werkstücktisch vorzusehen (US-Patentschrift 2 837 975). Das hat einmal den Vorteil, daß der Werkstücktisch aus zwei Teilen hergestellt werden kann, was fertigungstechnisch wesentlich günstiger ist, hat aber darüber hinaus noch den Vorteil, daß es bei der Bearbeitung kleinerer Werkstücke möglich ist, ein Werkstück auf einen Teiltisch auf zuspannen, während das andere gerade bearbeitet wird, so daß die Maschine während des Aufspannens nicht stillzustehen braucht. Es hat sich nun gezeigt, daß Werkstucke, die in der Großstückfertigung anfallen, in der Länge häufig über die Länge eines in der Längsmitte unterteilten Tisches hinausgehen, aber wesentlich schmaler sind als die maximale Portalöffnung. Um das bekannte Vorgehen auch bei solchen Werkstücken zu ermöglichen, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der Werkstücktisch auch in der Quermitte teilbar ausgeführt, so daß insgesamt vier Teiltische vorhanden sind, die beliebig kuppelbar sind.
• Es wurde bereits erwähnt, daß es häufig erwünscht ist, alle Bearbeitungen an einem Werkstück in einer einzigen Aufspannung durchzuführen.' Dazu gehören auch beispielsweise Sehleifarbeiten und Fräsarbeiten in zwei zueinander senkrechten Richtungen. In solchen Fällen kann das Werkzeug nicht einfacht in die Hauptspindel eingesetzt werden sondern es müssen noch weitet Teile vorhanden sein, die relativ zum Schlitten feststehen; beim Fräsen in zur Achse der Hauptspindel senkrechter Richtung muß ein Umlenkgetrieb vorgesehen werden, beim Schleifen ist es praktisch gar nicht möglich, mit Hilfe der Hauptspindel zu arbeiten, es muß vielmehr ein getrennter Antriebsmotor fUr die Schleifscheibe vorgesehen werden. In beiden Fällen ist also erforderlich, daß neben dem Werkzeug noch in Ruhe befindliche Teile vorhanden sind, an denen beispielsweise der Schlei£scheibenmotor oder die Umlenkeinrichtung zum Antrieb des Fräskopfes mit der Hauptspindel vorhanden sind, diese letztere wird allgemein als Winkelfräskopf brzeichnet. Um solche Werkzeuge, die ruhende, d.h. relativ zum Schlitten feststehende Teile aufweisen, bei einer erfindung.geiäßen Maschine verwenden zu können, werden zweckmäßigerweise auf der Unterseite des Schlittens symmetrisch um die Hauptspindel verteilt Spannvorrichtungen für solche Werkzeuge vorgesehen, die relativ zum Schlitten feststehende Teile aufweisen. Die Art der Spannvorrichtungen ist an sich beliebig, im Sinne einer weitgehenden Vereinfachung und Automatisierung des Ein- und Ausspannvorganges bestehen die Spanneinheiten gemäß einer seziellen Ausbildung der Erfindung zweckmäßig aus IIydra\1ikmotoren, die Spannschrauben antreiben, welche in Gewindebohrungen im Werkzeug eingreifen können und koaxial irs Paßbohrungen angeordnet sind, in die Paßstifte am Werkzeug passen, die mit den Gewindebohrungen versehen sind.
• Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; Fig. 2 eine Aufsicht auf die Werkzeugmaschine nach Fig. 1; Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Werkzeugeinheiten; Fig. 4 einen teilweise schematischen Schnitt durch das Querhaupt, den Querbalken und die Werkzeugeinheiten; Fig. 5 einen Schnitt durch den Revolverkopf an einer Werkzeugeinheit; Fig. 6 schematisch die mechanische Werkzeugwechselvorrichtung; Fig. 7 einen Werkseugwagen mit einem Schleifkopf; und Fig. 8 einen Schnitt durch eine Gewindefräseinheit.
• In Fig. 1 und 2 ist eine Werkzeugmasehine der Portal bauart dargestellt, die aus einem Maschinenbett 11 und einem Portal 12 besteht. Das Masehinenbett 11 weist bekannte und deshalb nicht näher dargestellte Führungen fur einen Werkstücktisch 13 auf, der aus vier Teiltischen 13a, 13b, 13c und 13d besteht. Diese vier Teiltische sind beliebig kuppelbar, 80 daß ein WerkstUcktisch 13 in voller Größe, wie in Fig. 2 dargestellt ist, oder ein Werkatucktisch mit voller Breite, aber nur halber Länge aus den Teiltischen 13a und 13c bzw. 13b und 13d, oder zwei Werkstücktische voller Länge, aber halber Breite aus den Teiltischen 13a und 13b bzw. 13c und 13d gebildet werden können. An die nicht zur Kupplung mit anderen der Werkstücktische benötigten Sohialseiten der Teiltische sind Teleskopbleche 14, 15, 16 und 17 angeschlossen, so daß die Tischführungen immer abgedeckt sind. Zu beiden Seiten der Tischfuhrungen sind ebenfalls bekannte und deshalb nicht näher dargestellte Späneförderer 18 und 19 vorgesehen.
• Das Portal 12 besteht aus vier Ständern 20, 21, 22 und 23, von denen Je zwei auf einer Seite des Werkstücktisches angeordnet sind, und einen Querhaupt 24 in Form eines Doppelbalkens aus zwei Kastenträgern 24a und 24b, die jeweils zwei Ständer 20 und 22 bzw. 21 und 23 miteinander verblinden. Die beiden Ständer 20 und 21 bzw. 22 und 23 auf jeder Seite sind mit einer Platte 25 bzw. 26 jeweils zu einer Doppelständer verbunden.
• Im Portal ist ein Querbalken27 in Form eines Doppel balkens aus zwei Kastenbalken 27a und 27b (Fig. 4) geführt. In diesem Querbalken 27 sitzen bei der dargestellten Ausführungeforn drei gemeinsam quer verfahrbare Werkzeugeinheiten 28, 29 und 30. Wie besonders aus Fig. 1 ersichtlich ist. ragen die Werkzeugeinheiten zum Teil erheblich über den Querbalken 27 nach oben hervor, diese nach oben hervorstehenden Teile ragen durch den Zwischenraum zwischen den beiden Teilen 24a und 24b des Querhauptes 24 nach oben hervor.
• Die drei Werkzeugeinhiten 28, 29 und 30 sind in einen gemeinsamen Schlitten 31 montiert, der in Richtung des Doppelpfeils 32 hin und her verfahrbar ist. Ein Schnitt durch den Schlitten 31 ist in Fig. 4 näher dargestellt, der besseren eberalchttichkelt halber sind die Werkzeugeinheiten dort nicht dzrgestellt. Die Führungen fUr den Schlitten sind Jedem Fachmann geläufig, ebenso wie der Antrieb ftir diesen, so daß nähere Erläuterungen hierzu überflüssig sein dürften. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der Schlitten 31 mit zwei Entlastungszylindern 32 und 33 ausgestattet, die allerdings der Ubersichtlichkeit halber in den übrigen Figuren nicht gezeigt sind.
• An beiden Seiten des Schlittens 31 und einen die Entlastungakräfte aufnehmenden Schlittens 3. sind in der gleichen Weise wie an den Werkstücktisch 13 Teleskopbleche angesetzt, so daß die zugehörigen Führungen geschützt sind. - Zum Durchtritt der Werkzeugcinheiten 28, 29 und 30 ist der Schlitten 38 mit einer Öffnung 41 versehen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.
• Wie aus Fig. 4 ferner ersichtlich ist, sind das Querhaupt, der Querbalken und die Ständer 20, 21 mit einer Wärmeisolierung in Form von aufgesetzten Isolierstoffplatten 42 versehen, die im Abstand von den Außenflächen ihrer von beweglichen Teilen freien Seiten auf dort in geeigneten Abständen vorgesehenen Rippen befestigt sind. Je nach den Betriebsbedingungen kann in diesen Zwischenraum zwischen den Isolierplatten 42 und den Maschineiteilen gewünschtenfalls ein Kühl- oder Wärmemittel eingepumpt werden, so daß gewährleistet ist, daß alle Masehinenteile im wesentlichen gleiche Temperatur haben.
• Der Schlitten 31 mit den drei Werkzeugeinhciten 28, 29 und 30 ist in Fig'. 3 näher dargestellt. Die Werkzeugeinheit 30 weist eine kräftige Hauptspindel 50 auf, in die große Werkzeugt, beispielsweise ein schwerer Messerkopf 51, eingesetzt werden können. Das Einspannen eines solchen Werkzeuges ist den Fachmann bekannt und im übrigen aus der Zeichnung ersichtlich, so daß eine nähere Erläuterung hier nicht erforderlich sein dürfte. Die Hauptspindel 50 wird über ein Schneckenrad 52 von einem Motor 53 aus angetrieben; die Kraftübertragung zwischen Motor55 und Schneckenrad 52 ist bekannt und braucht deshalb hier nicht näher erläutert zu werden. Neben der Hauptspindel 50 ist eine Ritzelwelle 54 angeordnet, mit der die Verschiebebewegung des Schlittens 31 im Sinne des Doppelpfeiles 32 (Fig. 1) bewirkt wird.
• Die beiden Bearbeitungseinrichtungen 28 und 29 sind getrennt vertikal verschiebbare Schieber; die Konstruktion ist nur für den Schieber 29 dargestellt, die des Schieber 28 ist gleichartig. Der Schieber besteht aus Führungestücken 55, die in entsprechenden Führungen im Schlitten 31 laufen, und einer mit einen Hydraulikiotor 56 wnKetrlebenen Hubspindel 57, deren unteres Ende in einem Entlastungszylinder 58 läuft. Mit Hilfe des Hydraulikmotor 56 kann der Schieber in Richtung des Doppelpfeils 59 auf und ab bewegt werden.
• Am oberen Ende trägt der Schieber einen Antriebsmotor 60 und am unteren Ende einen Revolverkopf 61, der in Fig. 5 näher veranschaulicht ist. Der Revolverkopf 61 ist unter 450 zur Schieberlängsrichtung an einen Support 62 angesetzt, der seinerseits um die vertikale Achse um volle 3600 im Sinne des Doppelpfeils 63 hin und her verdrehbar tut. Z + tzlich kann der Revolverkopf 61 um seine unter 45° liegende Achse im Sinne des Doppelpfeils 64 verdreht werden, so daß Jedes in ihn eingesetzte Werkzeug in senkrechter und in beliebiger waagerechter Richtung zum Einsatz gebracht werden kann.
• Wie aus Fig. 5 eroichtlich ist, ist dazu der Revolverkopf in üblicher Weise mittels eines Ritzels 65 und Zahnkranzes 66 verdrehbar und kann beispielsweise mittels einer Hirth -verzahnung 67, die mit wenigstens einer Hubspindel 68 in und außer Eingriff gebracht werden kann, in jeder gewünschten Stellung präzise festgelegt werden, Mit einer mit dem Motor 60 (Fig. 3) in bekannter Weise gekuppelten Antriebsspindel 69 kann wahlweise ein horizontal angeordnetes Werkzeug, wie 70, oder ein vertikal angeordnetes Werkzeug, wie 71, angetrieben werden, in Fig. 5 ist der Fall dargestellt, daß das vertikale Werkzeug 71 angetrieben wird. Zu diesem Zweck ist die Spindel 69 am unteren Ende mit einer Kupplungsauffe 72 ausgestattet, die im Sinne des Doppelpfeils 73 hin und her bewegbar ist und Je nach Stellung die Antriebsspindel 69 mit der Werkzeugspindel 74 kuppelt oder nicht; in Fig. 5 ist die Kupplungsstellung dargestellt.
• Ferner ist die Spindel 69 mit einem Kegel zahnrad 75 versehen, das mit einem um eine waagerechte Achse drehbaren Kegelrad 76 kämmt und auf einer Welle sitzt, die am freien Ende ebenfalls eine Kupplungsmuffe 77 trägt, die im Sinne des Doppelpfeils 78 hin- und herverschiebbar ist, so daß wahlweise eine Kupplung mit der waagerechten Werkzeugepindel 1. hergestellt werden kann.
• Statt des Revolverkopfes 61 kann an den Support 62 auch ein Gewindefräskopf angesetzt werden, wie er in Fig. 9 dargestellt ist. Dieser besteht aus einem an den Support 62 ansetzbaren Gehäuse 80, in dem eine mit einer Antriebsspindel, beispielsweise 69, kuppelbare Welle 81 gelagert ist. Die Welle 81 trägt ein Zahnrad 82, das mit einem Zahnrad 83 kämmt, welches auf einer Zwischenwelle 84 sitzt, die exzentrisch zur Welle 81 im Gehäuse 80 gelagert ist. Diese Welle 84 ist außerdem in einem Innengehäuse 85 gelagert, das seinerseits um die Achse der Welle 84 achwenkbar im Gehäuse 80 gelagert ist, beispielsweise mit Nadellagern 86 und 86.In diesem Innengehäuse 85 ist eine Werkzeugspindel 87 gelagert, die am unteren Ende eine Uebliche Werkzeugeinspannung aufweist, die hier nicht näher erläutert werden soll. Die Welle 84 trägt ein zweites Zahnrad 88, das mit eines Zahnrad 89 auf der Werkzeugspindel 87 kämmt.
• Die Werkzeugspindel 87 liegt in der Ruhestellung in der Verlängerung der Achse der Antriebswelle 81. Das Gehäuse 85 weist am der Welle 84 fernen Ende einen Stift 90 auf, an dem in beliebiger, hier nicht dargestellter Weise ein Zugband, eine Sehubstange oder ein anderer Antrieb angreifen können, um das Innengehäuse 85 um die Achse der Welle 84 zu verschwenken. Bei diesem Verschwenken wird die Werkzeugspindel 87 gegen die Antriebswelle 81 exzentrisch versetzt, so daß ein - unteren Ende in die Werkzeugspindel 87 eingesetztes Gewindefräser 91 beispielsweise um die Gewindetiefe in den Mantel einer Bohrung 92 im Werkstück 93 eindringen kann. Wird Jetzt der Support ii Sinne des Pfeils 63 (Fig. 3) gedreht und gleichzeitig in Richtung des Pfeiles 94 in der Weise vorgeschoben, daß er im Laufe einer vollen Umdrehung um einen Gewindegang nach unten gewandert ist, so wird ein Gewinde in die Bohrung 92 eingeschnitten. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Antriebswelle 81 in der Achse liegt, um die auch der Support 62 dreht, so daß die durch die Verschwenkung les Innengehäuses 85 erzielte Exzentrizität der Werkzeugspindel 87 gegenüber der Antriebswelle 81 auch gegenüber der Drehachse des Supports 62 beibehalten wird.
• Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, sind beidseits des Portals 12 Laufschienen 100 für Werkzeugwagen 101 angeordnet, die beide auf Höhe des Portals 12 je eine Drehscheibe 102 enthalten. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist auf Höhe der Drehscheibe 102 in der Seitenwand 26 eine Öffnung, die mit einer Falttür 104 verschließbar ist. Innerhalb des Portals im Anschluß an die mit der Tür 104 verschließbare Öffnung befindet sich eine fUr die Werkzeugwagen 101 passende Schiene 105, die in Richtung des Pfeiles 106 in die Portal-Offnung eingeschoben werden kann; dazu ist die Schiene 105 beispielsweise auf einer bekannten Teleskopführung gelagert.
• Zum Einsetzen eines Werkzeuges, beispielsweise eines Messerkopfes 107 wird der betreffende Werkzeugtagen 101 vom Gleis 100 auf die Drehscheibe 102 gefahren, die Drehscheibe 102 wird um 900 gedreht, so daß die Drehseheibengleise mit den Gleisen 105 fluchten, und dann wird der Wagen 101 in das Portal eingefahren, bis der Messerkopf 107 unter der Hauptspindel 50 der Werkzeugeinheit 30 steht. Der Mewserkopf 107 ist mit einer Bohrung 108, die am oberen Ende mit Befestigungsgewinde versehen ist, auf einen Zapfen 109 einer Kolbenstange 110 aufgesetzt, die in einem Preßluftzylinder 111 des Hubwagens 101 läuft. Wenn die vorgesehene Auswechselstellung erreicht ist, wird Preßluft auf die Unterseite des Kolbens der Kolbenstange 110 gegeben, so daß der Messerkopf 107 angehoben wird, bis er die strichpunktiert dargestellte Stellung unter der Hauptspindel 50 der Werkzeugeinheit 30 erreicht hat. Dort wird er in üblicher Weise gespannt, dann wird die Preßluft auf der Unterseite des Kolbens 110 weggenommen und gegebenenfalls auf die Oberseite gegeben, so daß der Kolben 11Q zurückgezogen wird und der Wagen 101 wieder auf die Drehscheibe zurückgefahren werden kann. Wenn der Messerkopf 107 wieder von der Spindel 50 abgenommen werden soll, wird der leere Wagen 101 wieder eingefahren und die geschilderten Vorgänge spielen sich in umgekehrter Reihenfclge ab.
• Wenn statt eines schweren Einzelwerkseuges, wie des Messerkopfes 107, kleinere und leichtere Werkzeuge eingesetzt bzw. ausgewechselt werden sollen, insbesondere Werkzeuge für einen Revolverkopf 61, kann auf einen Werkzeugwagen ein Teller aufgesetzt werden, der mehrere Werkzeuge trägt.
• Diese Werkzeuge können von Hand gewechselt werden, es ist j doch ebensogut möglich, sie mechanisch zu wechseln.
• Spezialwerkzeuge, wie beispielsweise ein Schleifkopf 115 gemäß Fig. 7 kann ebenfalls auf einen Werkzeugwagen 101b aufgesetzt werden, für diesen ist allerdings eine besondere Befestigung an der Werkzeugeinheit 30 vorgesehen.
• Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist auf beiden Seiten der Spindel 50 je ein Hydraulikmotor 116 vorgesehen, der über ein Schneckenrad 117 eine Schraubspindel 118 antreibt, Diese Schraubepindeln liegen in koaxialen Paßbohrungen 119, und der Schleifkopf 115 weist an seinem oberen Ende zwei zu diesen Paßbohrungen 119 passende Paßstifte 120 auf, die mit Innengewinde 121 entsprechend dem Außengewinde der Schraubspindeln 118 versehen sind. Wird dieser Schleifkopf 115 wie in Verbindung mit dem Messerkopf 107 beschrieben angehoben, bis die Paßstifte 120 in die Paßbohrungen 119 eingreifen, so wird durch Betätigen der Hydraulikmotoren 116 der Sehleifkopf an die Werkzeugeinheit 30 angeschraubt. Der Schle,ifkopf ist mit einem getrennten Antriebsmotor 122 versehen, weil diese Möglichkeit praktisch einfacher ist als ein Antrieb von der Spindel 50.
• In höhe der Drehscheiben 102 ist auf jeder Seite des Portals an den Doppelständern 20/21 und 22/23 eine begehbare Bühne 125 vorgesehen, die ebenso wie die Schienen 105 in Richtung zur Portalmitte, und im Falle der Bühne 125 sogar bis zur Portalmitte, vorschiebbar sind. Auf diesen Bilhnen sind zweckmäßigerweise auch Bedienungspulte für die Maschine angeordnet, so daß diese von dort aus gesteuert werden kann. Die eigentliche Maschinensteuerung ist selbstverständlich hiervon getrennt, dort kgno noch ein zusätzliches zentrales Bedienungspult vorgesehen sein. Diese Bedienungsbühnen 125 umgreifen den jeweiligen Doppelständer von drei Seiten, wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich ist, wobei die jeweilige Außenseite, auf der die Schienen 100 und die Drehscheibe 102 angeordnet sind, freibleiben.
• Die BedienungsbUhssn 125 sind auch in vertikaler Richtung an den Doppelsttndern auf und nieder fahrbar; erforderlichenfalle können auch die Schienen 105 und unter Umständen auch die Drehscheiben 102 auf und nieder fahrbar sein. Die Schienen 100 ebenso einzurichten, dürfte untunlich sein.

Claims (13)

PatentansprUche

1. Werkzeugmaschine der Portalbauart mit vier vertikalen Ständern, einem diese vertindenden querhaupt und wenigstens einem an den Ständern auf und nieder fahrbaren Querbalken zur Aufnahme eines in Längsrichtung des Quertalkens verschiebbaren Werkzeugschiit tens, dadurch gekennzeichnet, dass das Querhaupt und der Querbalken die Form eines Doppelbalkens mit mittig liegEndem Zwischenraui haben, in dem der Werkzeugschlitten und wenigstens eine daran befindllthe Werkzeugeinheit angeordnet sind.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, flass die Ständer, der Querbalken und das querhaupt auf ihren von beweglichen Teilen wegweisenden Seiten mit einer Wärmeisolierung versehen sind.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeisolierung aus einer Isolierskofrplette besteht, die im Abstand von den Aussenflächen auf diesen befestigt ist.

4. Werkzeugsaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschlitten eine mittig angeordnete Hauptspindel und wenigstens einen in vertikaler Richtung getrennt verschiebbaren Schieber trägt, der am unteren Ende mit einer Bearbeitungseinrichtung ausgestattet ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber am unteren Ende mit einem Revolverkopf ausgestattet ist, dessin Achse unter 450 zur Vertikalen liegt und der um seine Achse und um die Vertikale drehbar ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Besrbeitungseinrichtung am Schieber eine Spindel aufweist, die in ihrer Ruhelage koaxial zur Antriebsspindelachse in deren Verlängerung liegt und exzentrisch aus dieser Achse heraus parallel bewegbar ist, und dass die ganze Einheit um die Antriebsspindelachse drehbar und synchronisiert mit dieser Drehung vorschiebbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung um eine parallel und exzentrisch zur Spindelachse liegende Achse verschwenkbar ist und in dieser Schwenkachse eine Zwischenspindel liegt, die antriebemässlg mit der Antriebsspindel und der Arbeitsspindel der Einheit gekuppelt ist.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass auf wenigstens einer Seite aussen an einem Ständerpaar ein Abstellplatz für Werkzeugwagen vorgesehen ist, und dass von diesen Abstellplatz eine Fahrbahn zwischen den beiden Ständern hindurch zu einem Ladeplatz führt, an dem ein auf dem Wagen angeordnetes Werkzeug in eine Werkzeugeinheit einsetzbar bzw. ein in einer Werkzeugeinheit befindliches Werkzeug in den Wagen verbringbar ist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeughalter des Wagens auf die Werkzeugaufnahme der Spindel zu bzw. von dieser weg in vertikaler Richtung verschiebbar ist.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstellplatz wenigstens eine parallel zur Längsrichtung des Maschinenbetts verlaufende Wagenbahn und eine Drehscheibe aufweist, mit der ein Werkzeugwagen aus der Laufrichtung der Wagenbahn in die Laufrichtung zur Werkzeugeinheit verdrehbar ist,

11. Werkzeugnschine nach einem der Anspruche 1 - 10, mit einen in der Längemitte teilbaren Werkstücktisch, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstücktisch auch in der Queriiitte teilbar ist, so dass vier Teiltische vorhanden sind, die beliebig kuppelbar sind.

12. Werkzeugmaschine nach einem der AnsprUche 1 I II, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Unterseite des Schlittens symmetrisch um die Hauptspindel verteilt Spennvorrichtungen für Werkzeuge vorgesehen sind, die relativ zum Schlitten feststehende Teile aufweisen.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanneinheiten aus Hydraulikmotoren bestehen, die Spannschrauben antreiben, welche in Gewindebohrungen im Werkzeug e ngreifen können und koaxial in Faasbohrungen angeordnet sind, in die Passtifte am Werkzeug passen, die mit den Gewindèbohrunzen versehen sind.

L e e r s e i t e