DE19613641C1 - Werkzeugmaschine mit abgetrennten Arbeitsbereichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer zwi­ schen zwei Arbeitsbereichen entlang eines Maschinenständers längs verfahrbaren Fräs- und Bohreinheit und mit einer Querwand zur Abtrennung der beiden Arbeitsbereiche, die ei­ nen feststehenden Wandteil und einen beweglichen Wandteil aufweist.

Eine derartige aus der EP 0 642 883 A1 bekannte Werk­ zeugmaschine weist einen langgestreckten Werkstücktisch mit zwei voneinander beanstandeten Arbeitsbereichen und eine an einer Längsseite der Tischkonstruktion längs verfahrbare Bearbeitungseinheit in Form eines Spindelgehäuses mit ver­ tikalem Fräskopf auf. Zur Abtrennung der beiden Arbeitsbe­ reiche ist eine als Spritzschutzwand dienende Querwand auf dem Werkstücktisch zwischen den beiden Arbeitsbereichen an­ geordnet, die aus einem feststehenden ersten Wandteil und einem quer verschiebbaren zweiten Wandteil besteht. Für den querverschiebbaren Wandteil sind Führungen erforderlich, die insbesondere durch die bei der Bearbeitung anfallenden Späne leicht verschmutzen und ausreichend schnelle Ver­ schiebungen dieses Wandteils beeinträchtigen können.

Aus der DE 33 29 266 A1 ist eine von einem Roboter bediente Werkzeugmaschine mit einer beweglichen- Schutzabdeckung zur Ermöglichung eines Zutritts der Bedienperson in den Bear­ beitungsbereich der Werkzeugmaschine bekannt. Die Schutzab­ deckung weist eine gesonderte Zugangsöffnung für einen Ar­ beitsarm des Roboters auf, die mit einer beweglichen Tür versehen ist. Die Türe wird von einer Steuereinrichtung ge­ öffnet, sobald der Roboter einen Werkstückwechsel vornimmt. Über eine Sicherheitsschaltung in der Steuereinrichtung wird gewährleistet, daß die Tür nur dann geöffnet werden kann, wenn die Schutzabdeckung sich in der geschlossenen Stellung befindet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Werkzeug­ maschine mit einer konstruktiv einfachen und kostengünsti­ gen Trennwand zu schaffen, die eine betriebssichere Abtren­ nung der beiden Arbeitsbereiche ermöglicht und Kollisionen der verfahrbaren Fräs- und Bohreinheit zuverlässig verhin­ dert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bewegliche Wandteil eine seitlich verschwenkbare Klappe zum Durchführen der Fräs- und Bohreinheit ist, deren Schwenkme­ chanismus mit einer Überfahrsperre für die Fräs- und Bohr­ einheit gekoppelt ist.

Da bei der Erfindung keine aufwendigen Schiebeführungen er­ forderlich sind, wird die Funktion der Trennwand nicht durch dort abgelagerte Späne oder sonstige Bearbeitungs­ rückstände beeinträchtigt, wodurch neben den Kosten auch die Störungsanfälligkeit der Werkzeugmaschine verringert wird. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Klappe lediglich zum Durchführen des vorstehenden Teils der Fräs- und Bohreinheit ausgelegt sein muß und daher re­ lativ geringe Abmessungen und eine dementsprechend geringe Masse aufweisen kann. Eine Betätigung der Klappe ist daher mit hoher Geschwindigkeit und geringem Aufwand möglich. Durch die Kopplung der Klappe mit einer Überfahrsperre wer­ den Kollisionen der Fräs- und Bohreinheit mit der geschlos­ senen Klappe verhindert. Dadurch wird auch sichergestellt, daß die Fräs- und Bohreinheit, z. B. infolge eines Bedie­ nungsfehlers, nicht in den abgetrennten Arbeitsbereich hin­ einfährt und dort eine Bedienperson gefährdet oder mit ei­ nem gerade gespannten Werkstück kollidiert.

Neben den steuerungstechnischen Möglichkeiten einer Über­ fahrsperre, wie z. B. durch eine von der Maschinensteuerung vorgegebene, mit dem Schwenkmechanismus der Klappe gekoppelte Beschränkung des Verfahrweges der Fräs- und Bohreinheit bei geschlossener Klappe, ist bei einer zweck­ mäßigen Ausführung ein mechanischer Sicherheitsanschlag vorge­ sehen, der bei geschlossener Klappe aktiviert ist und die Verfahrbewegung der Fräs- und Bohreinheit vor einer Kolli­ sion mit der Klappe mechanisch stoppt. Dadurch wird selbst bei Ausfall einer steuerungstechnischen Sperre ein Überfah­ ren der Fräs- und Bohreinheit bei geschlossener Klappe si­ cher verhindert.

Ein besonders kompakter Schwenkmechanismus umfaßt einen an der Klappe befestigten Schwenkhebel, der durch einen Druck­ mittelzylinder über ein Gestänge betätigbar ist. Auf diese Weise läßt sich die gesamte erforderliche Verschwenkung der Klappe durch einen Druckmittelzylinder mit relativ geringem Hub realisieren.

Eine einfache funktionelle Verbindung von Klappe und Si­ cherheitsanschlag läßt sich dadurch erreichen, daß der An­ schlag durch einen mit dem Gestänge gekoppelten Rollenstö­ ßel betätigbar ist. Dadurch ist eine automatische Aktivie­ rung des Sicherheitsanschlags beim Verschließen der Klappe möglich.

Der Rollenstößel ist bei einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung über Gleitrollen in einer schrägen Ausnehmung ei­ ner durch den Druckmittelzylinder betätigbaren Schub/Zug­ stange des Gestänges geführt. Auf diese Weise kann die Ver­ schiebung des Gestänges bei der Betätigung der Klappe ohne zusätzliche Stellelemente in eine dazu senkrechte Verlagerung des Rollenstößels für die Betätigung des An­ schlags umgewandelt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung enthält der Anschlag zwei in Verfahrrichtung der Bearbeitungseinheit gegenüber dem Ständer gemeinsam verschwenkbare Anschlagarme, die in ihrer nach oben geklappten Stellung ein Überfahren der Bearbei­ tungseinheit zwischen beiden Arbeitsbereichen verhindern, indem an ihnen beispielsweise ein auf dem Ständer verfahr­ barer Schlitten zur Anlage gelangt, bevor die am Schlitten angeordnete Bearbeitungseinheit mit der Klappe kollidiert.

Zur zusätzlichen Absicherung kann an der Schubstange ein Nocken zur Betätigung mindestens eines Schalters für die Überwachung der Klappenstellung angeordnet sein.

Die Erfindung wird mit der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer erfin­ dungsgemäßen Werkzeugmaschine mit Trennwand;

Fig. 2 einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Werkzeugmaschine mit Schwenkklappe und deren Schwenkmechanismus in Seitenansicht;

Fig. 3 eine Draufsicht des in Fig. 2 dargestellten Schwenk­ mechanismus;

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer mit dem Schwenk­ mechanismus gekoppelten Überfahrsperre im Schnitt; und

Fig. 5 eine Detailansicht der in Fig. 4 gezeigten Überfahr­ sperre in Seitenansicht.

Die in Fig. 1 in einer Perspektive schematisch dargestellte Werkzeugmaschine umfaßt einen ortsfesten und formsteifen Ma­ schinenständer 1, auf dessen Oberseite ein Längsschlitten 2 mittels paralleler Führungsschienen 3 in Längsrichtung des Maschinenständers 1 verfahrbar angeordnet ist. Der Längs­ schlitten 2 enthält zwei durch ein Mittelteil verbundene Seitenwangen 4, zwischen denen ein Querschlitten 5 senkrecht zur Verfahrrichtung des Längsschlittens 2 horizontal ver­ fahrbar angeordnet ist. An der vorderen Stirnseite des Quer­ schlittens 5 ist ein vertikaler Fräs- und Bohrkopf 6 mit einer Arbeitsspindel 7 zur Aufnahme eines Bearbeitungswerk­ zeugs 8 motorisch verschiebbar geführt. In dem Bohr- und Fräskopf 6 ist ein nicht gezeigter Antriebsmotor für die Arbeitsspindel 7 angeordnet. Der Längs- und Querschlitten 2 und 5 sowie der Fräs- und Bohrkopf 6 sind durch nicht dar­ gestellte Stellantriebe über Antriebsspindeln in den jewei­ ligen Achsen verfahrbar.

An der vorderen Stirnseite des Maschinenständers 1 sind zwei voneinander beabstandete Arbeitstische 9a, 9b über je eine Konsole 10a, 10b verschwenkbar angeordnet. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung haben die Konsolen 10a, 10b jeweils einen kreisrunden Fuß 11, über den die Konsolen auf je einem unter 45° zur Horizontalen geneigten Auflager 12 an der vorderen Stirnseite des Maschinenständers 1 durch - nicht dargestellte - Antriebsaggregate verdrehbar abgestützt sind. An einem mit dem Fuß 11 einstückig ausgebildeten Tragansatz 13 der jeweiligen Konsole 10a, 10b ist eine unter einem Winkel von 45° zu deren Schwenkachse verlaufende parallele Auflagefläche vorgesehen, auf der bei der dargestellten Aus­ führung jeweils ein starrer Arbeitstisch 9a, 9b montiert ist. Als Arbeitstisch können jedoch auch drehangetriebene Rundtische vorgesehen werden.

Zur betriebssicheren Unterteilung der Werkzeugmaschine in einen Arbeits- und Spannbereich ist zwischen den beiden Ar­ beitstischen 9a, 9b eine Querwand 15 vorgesehen, die aus einem am Maschinenständer 1 montierten feststehenden Wand­ teil 16 mit einer Aussparung 17 im oberen Eckbereich und einer seitlich verschwenkbaren Klappe 18 zum Öffnen bzw. Verschließen der Aussparung 17 besteht. Die Aussparung 17 und die Klappe 18 sind so dimensioniert, daß der in die Querwand 15 ragende Teil des Fräs- und Bohrkopfs 6 mit der Arbeitsspindel 7 zum Verfahren zwischen den Arbeitsbereichen bei geöffneter Klappe 18 durchpaßt. Nach vorne und zu den Seiten ist die Werkzeugmaschine durch eine - nicht darge­ stellte - Schutzkabine mit entsprechenden Türen abgeschlos­ sen.

Bei der dargestellten Werkzeugmaschine kann in einem Ar­ beitsbereich eine Bearbeitung durchgeführt werden, während im anderen Arbeitsbereich gleichzeitig ein fertig bearbei­ tetes Werkstück vom Arbeitstisch 9a, 9b abgenommen bzw. ein neu zu bearbeitendes Werkstück aufgespannt wird. Wenn die Bearbeitung in einem der beiden Arbeitsbereiche beendet ist, wird die Klappe 18 geöffnet und der Längsschlitten 2 ver­ fährt entlang des Maschinenständers 1 zum anderen Arbeits­ bereich. Nach dem Schließen der Klappe 18 kann dort die Bearbeitung eines neuen Werkstücks unmittelbar fortgesetzt werden. Dadurch wird bei einem stabilen Maschinenaufbau eine rationelle Fertigung mit Haupt zeit paralleler Be- und Entla­ dung ermöglicht.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, ist die Klappe 18 in ihrer geschlossenen Stellung durch eine an ihrer hinteren vertikalen Endkante angeordnete Gummi- oder Bürstenleiste 19 zum Längsschlitten 2 hin abgedichtet. Um eine an der anderen Endkante der Klappe 18 angeordnete und in dem feststehenden Wandteil 16 drehbar gelagerte vertikale Achse 20 ist die Klappe 18 verschwenkbar. An einem unteren freien Ende der Achse 20 ist ein Schwenkhebel 21 drehfest fixiert, der rechtwinklig zur Achse 20 und unter einem Winkel von etwa 450 zur Seitenwand der Klappe 18 verläuft. An dem freien Ende des Schwenkhebels 21 ist das eine Endteil einer längen­ verstellbaren Zwischenstange 22 angelenkt, deren anderes Endteil mit dem vorderen freien Ende einer im Maschinenstän­ der 1 verschiebbar geführten Schub-/Zugstange 23 gelenkig verbunden ist. Das hintere Ende der Schub-/Zugstange 23 ist an der Kolbenstange eines Druckmittelzylinders 24 befestigt. Neben diesem sind zwei seitlich der Schub-/Zugstange 23 an­ geordnete Kippschalter 25 zur Überwachung der Klappenstel­ lung vorgesehen, die durch einen auf der Schub-/Zugstange 23 montierten Nocken 26 betätigbar sind.

Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, befinden sich im mittleren Bereich der Schub-/Zugstange 23 obere und untere schräg verlaufende Aussparungen 27, in denen zwei an einem vertikal verschiebbaren Rollenstößel 28 seitlich angeordnete Gleitrollen 29 laufen. Der Rollenstößel 28 ist in einer Ver­ tikalbohrung eines am Maschinenständer 1 angeordneten Füh­ rungsteils 30 gelagert. Gemäß der Fig. 4 und 5 wird über den Rollenstößel 28 ein Anschlag 31 betätigt, der zwei in Ver­ fahrrichtung des Längsschlittens 2 zwischen einer horizon­ talen Überfahrstellung und einer nach oben geklappten Sperr­ stellung verschwenkbare Anschlagarme 32a, 32b umfaßt. Die Anschlagarme 32a, 32b sind um je einen Bolzen 33a, 33b ge­ geneinander verschwenkbar am Führungsteil 30 angeordnet und jeweils mit dem Rollenstößel 28 seitlich über Langlöcher 34 gelenkig verbunden, in die ein Querstift 35 am Rollenstößel 28 eingreift. Auf diese Weise können die Anschlagarme 32a, 32b durch Vertikalbewegung des Rollenstößels 28 zwischen einer in Fig. 5 gestrichelt dargestellten horizontalen Über­ fahrstellung und einer in durchgezogenen Linien gezeigten nach oben geklappten Sperrstellung bewegt werden. In der nach oben geklappten Sperrstellung bieten die Anschlagarme 32a, 32b an ihren äußeren Enden jeweils eine Anschlagfläche 36a, 36b, an denen gemäß Fig. 2 ein am Längsschlitten vor­ gesehener Vorsprung 37 zur Anlage gelangen kann, bevor eine Kollision bewegter Maschinenteile mit der Klappe 18 erfolgen kann.

Der Schwenkmechanismus der Klappe 18 mit dem integrierten Sicherheitsanschlag funktioniert wie folgt:
In der in Fig. 2 gezeigten Schließstellung der Klappe 18 be­ findet sich der über die Gleitrollen 29 in den Aussparungen 27 der Schub-/Zugstange 23 geführte Rollenstößel 28 in sei­ ner untersten Stellung, in der die Anschlagarme 32a, 32b nach oben geklappt sind. In dieser Stellung können die An­ schlagarme 32a, 32b durch ihre jeweiligen Anschlagflächen 36a, 36b die Verfahrbewegung des Längsschlittens 2 bei ge­ schlossener Klappe 18 von beiden Seiten her blockieren, be­ vor der Fräskopf 6 bzw. das Bearbeitungswerkzeug 8 mit der Klappe 18 kollidiert. In dieser Stellung wird ein Überfahren des Längsschlittens 2 mit dem daran angeordneten Fräskopf 6 vom einen in den anderen Arbeitsbereich mechanisch blockiert.

Zum Öffnen der Klappe 18 wird die Schub-/Zugstange 23 durch den Druckmittelzylinder 24 gemäß Fig. 2 und 3 nach links verschoben und verschwenkt dabei die Klappe 18 über die Zwi­ schenstange 22 und den Schwenkhebel 21 aus der in Fig. 3 mit durchgezogenen Linien dargestellten Schließstellung in die gestrichelt dargestellte Offenstellung. Gleichzeitig wird der Rollenstößel 28 durch die Zwangsführung der Gleitrollen 29 in den schräg verlaufenden Ausnehmungen 27 der Schub-/ Zugstange 23 nach oben bewegt, wobei die Anschlagarme 32a, 32b aus der in Fig. 4 mit durchgezogenen Linien gezeigten Sperrstellung in die gestrichelt dargestellte horizontale Überfahrstellung verschwenkt werden. In dieser Stellung kann der Längsschlitten 2 die Anschlagarme 32a, 32b überfahren und kann ungehindert zwischen beiden Arbeitsbereichen bewegt werden. Beim erneuten Schließen der Klappe 18 wird dann der Sicherheitsanschlag wieder automatisch aktiviert.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbei­ spiel beschränkt. So kann beispielsweise die Klappe 18 an­ stelle der Anlenkung am feststehenden Wandteil 16 auch am Maschinenständer 1 verschwenkbar angeordnet sein. Darüber hinaus kann die Werkzeugmaschine anstelle der beiden ge­ trennten Arbeitstische 9a, 9b einen durchgehenden starren Längstisch aufweisen, der durch die Querwand in die Ar­ beitsbereiche unterteilt wird.

Claims (10)

1. Werkzeugmaschine
mit einer zwischen zwei Arbeitsbereichen entlang eines Maschinenständers (1) längs verfahrbaren Fräs- und Boh­ reinheit (6, 7) und
mit einer Querwand (10) zur Abtrennung der beiden Ar­ beitsbereiche, die einen feststehenden Wandteil (16) und einen beweglichen Wandteil (18) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Wandteil (18) eine seitlich verschwenk­ bare Klappe zum Durchführen der Fräs- und Bohreinheit (6, 7) ist, deren Schwenkmechanismus (21 bis 24) mit einer Überfahrsperre (31) für die Fräs- und Bohreinheit (6, 7) gekoppelt ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, das die Überfahrsperre ein am Ständer (1) angeord­ neter und vom Schwenkmechanismus (21 bis 24) betätigba­ rer mechanischer Anschlag (31) ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwenkmechanismus (21 bis 24) einen an der Klappe (18) befestigten und durch einen Druckmittelzylinder (24) über ein Gestänge (22, 23) be­ tätigbaren kurzen Schwenkhebel (21) umfaßt.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Überfahrsperre (31) durch einen mit dem Gestänge (22, 23) gekoppelten Rollenstößel (28) betä­ tigbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Gestänge (22, 23) eine mit dem Druckmittelzylinder (24) verbundene Schub-/Zugstange (23) und eine mit dem Schwenkhebel (21) und der Schub-/Zugstange (23) gelenkig verbundene Zwischenstange (22) umfaßt.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rollenstößel (28) über Gleitrollen (29) in einer schrägen Ausnehmung (27) der Schub-/Zugstange (23) geführt ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anschlag (31) zwei seit­ lich verschwenkbare Anschlagarme (32a, 32b) umfaßt.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Anschlagarme (32a, 32b) um je einen Bolzen (33a, 33b) gegeneinander verschwenkbar am Ma­ schinenständer (1) angeordnet und über eine Langloch­ verbindung (34, 35) mit dem Rollenstößel (28) gelenkig verbunden sind.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Schub-/Zugstange (23) ein Nocken (26) zur Betätigung mindestens eines Schal­ ters (25) für die Überwachung der Klappenstellung ange­ ordnet ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Arbeitsbe­ reich jeweils ein Arbeitstisch (9a, 9b) über je eine Konsole (10a, 10b) auf einem um 45° geneigten Auflager (12) an der vorderen Stirnseite des Maschinenständers (1) verschwenkbar angeordnet ist und daß der ortsfeste Wandteil (16) der Querwand (15) zwischen den beiden Konsolen (10a, 10b) am Maschinenständer (1) befestigt ist.