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Die Erfindung betrifft eine ortsfest verankerte Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Werkzeugmaschinen, insbesondere Vertikal-Drehmaschinen, finden Verwendung, um groß dimensionierte Werkstücke zu bearbeiten. Beispielhaft sei die Bearbeitung von Bauteilen von Windkraftanlagen genannt, vor allem von Rotoren, die einen Durchmesser von mehreren Metern aufweisen können.
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Eine solche Werkzeugmaschine ist in der
EP 2 266 747 B1 offenbart, wobei diese Werkzeugmaschine als Vertikal-Drehmaschine einen um eine vertikale Achse drehbaren Arbeitstisch aufweist, der auf einem starren Untertisch gehalten ist.
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Dieser Untertisch ist im Sinne eines Gehäuses gestaltet und mit einem Fundamentmaterial, üblicherweise Beton, ausgefüllt. Dabei steht das Gehäuse auf einem bauseitigen Fundament auf, ohne jedoch eine innige Verbindung damit einzugehen.
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Allerdings ergeben sich durch diese Verankerung der Werkzeugmaschine hinsichtlich deren Funktionsfähigkeit Probleme, insbesondere hinsichtlich einer dynamischen Regelsteifigkeit. Naturgemäß hat dies Auswirkungen auf die Fertigungsgenauigkeit, d.h. ein konturgenaues Bearbeiten.
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Die nicht ausreichend steife Verbindung mit dem Fundament erfordert zur Abstützung des Antriebsmomentes bzw. zum Erreichen einer ausreichenden dynamischen Regelsteifigkeit des Tischantriebs eine mit hohen Kosten verbundene große, schwere und gegebenenfalls mehrteilig ausgeführte Konstruktion des Untertisches. Überdies ist für eine übliche zur Tischoberseite ebenerdige Aufstellung einer solchen Maschine ein entsprechend tiefer Fundamentaushub erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihre Herstellungs- bzw. Montagekosten verringert und ihre Fertigungsgenauigkeit verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber einer Werkzeugmaschine nach dem Stand der Technik.
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Insbesondere ist hervorzuheben, dass durch den Ringkörper, den der Untertisch der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung aufweist, dieser Untertisch quasi in das Fundament eingegossen werden kann bzw. in montierter Stellung eingegossen ist. Dadurch wird eine hochsteife Verbindung zwischen dem Untertisch und dem bei diesem Maschinentyp erforderlichen Maschinenfundament hergestellt, mit der Folge, dass sich die dem Antriebsmoment des Arbeitstisches entgegenwirkende und als Abstützung dienende Masse erheblich erhöht.
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Daraus ergibt sich eine deutlich bessere dynamische Regelsteifigkeit des Antriebs, einhergehend mit einer schnelleren Positionierung des Tisches sowie ein konturgenaueres Bearbeiten des Werkstücks.
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Die genannten Vorteile betreffen insbesondere die Qualitätsverbesserung der zu bearbeitenden Werkstücke. Daneben ergeben sich durch die Erfindung durchaus bemerkenswerte Vorteile bezüglich der Maschinenherstellung selbst wie auch deren Montage.
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So sind die Kosten für den Untertisch, sowohl hinsichtlich seiner Herstellung wie auch seiner Montage, gegenüber der bekannten Werkzeugmaschine deutlich reduziert. Dies insbesondere deshalb, da der Untertisch, einschließlich der zum Einsatz kommenden Einzelkomponenten, wesentlich kleiner dimensioniert sein kann als bisher.
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Gerade bei einer Werkzeugmaschine, mit der äußerst groß dimensionierte Werkstücke bearbeitet werden, kommt den kleineren Bauteilen des Untertisches eine besondere Bedeutung zu, da nicht nur der Materialaufwand reduziert wird, sondern diese Bauteile leichter zu handhaben bzw. auch zu transportieren sind.
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Bauseits ergibt sich durch die Erfindung eine geringere Fundamenttiefe, vor allem da die Höhe des bisherigen, einteiligen Untertischs im Wesentlichen reduziert ist. Dabei ist der für die Genauigkeit und Steifigkeit der Werkzeugmaschine erforderliche Fundamentquerschnitt gegenüber der bisherigen Konstruktion unverändert.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der in das Fundament eingegossene, aus Segmenten gebildete Ringkörper Stützfüße auf, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind und die mit Durchbrechungen versehen sind, die vom Fundamentmaterial, beispielsweise Beton, durchdrungen sind.
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Dabei sind diese Stützfüße, abhängig von der Maschinengröße unterschiedlich ausgebildet, mit einem unterseitigen Flansch, der ein Auflager bildet, wobei jeder Stützfuß höhenverstellbar ist, um den Ringkörper insgesamt in Waage zu bringen.
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Bevorzugt ist der Ringkörper als Kreisring ausgebildet und fungiert als Widerlager, beispielsweise für Statoren eines Wanderfeldmotors, mit dem der Arbeitstisch verdrehbar ist.
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Zur Lagerung des Arbeitstisches ist zumindest ein konzentrischer Stützring vorgesehen, der innerhalb des durch den Ringkörper gebildeten Raumes angeordnet ist und der ein Axiallager trägt, auf dem sich der Arbeitstisch abstützt. Dabei ist dieser Stützring im Fundament verankert, beispielsweise mittels Ankerschrauben.
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Bei entsprechender Dimensionierung des Arbeitstisches, d.h. bei einem großen Durchmesser, kann ein inneres Stützelement vorgesehen sein, das konzentrisch zum Stützring verläuft und das ebenfalls ein Axiallager trägt zur Abstützung des Arbeitstisches. Bevorzugt ist dieses Stützelement topfartig ausgebildet und beispielsweise mit Fundamentmaterial ausgegossen.
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Dabei dient das Stützelement der Aufnahme eines Radiallagers zur leichteren Verdrehbarkeit des Arbeitstisches. Im Übrigen ist auch das Stützelement, ebenso wie der Stützring mittels Verstellelementen, beispielsweise Schrauben oder dergleichen, einstellbar, um eine exakte Nivellierung zu erreichen.
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Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1 einen Teil einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vor einer Endbefestigung in einer geschnittenen Seitenansicht
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der Werkzeugmaschine gemäß der Kennzeichnung „A“ in der 1
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3 den Teil der Werkzeugmaschine nach 1 nach einer Endbefestigung, gleichfalls in einer geschnittenen Seitenansicht
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4 einen vergrößerten Ausschnitt gemäß der Linie „B“ in 3
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5 eine Draufsicht auf den Teil der Werkzeugmaschine nach 1.
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In den Figuren ist ein Teil einer ortsfest verankerten Werkzeugmaschine, insbesondere einer Vertikal-Drehmaschine dargestellt, mit einem Arbeitstisch 2, der auf einem Untertisch 1 um eine vertikale Achse bewegbar gelagert ist.
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Dieser Untertisch 1 ist an einem bauseitigen Fundament 3 befestigt, das sich zunächst, entsprechend der 1, als Sockel mit einer Aufstellfläche darstellt, auf der der Untertisch 1 aufliegt.
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Gemäß der Erfindung weist der Untertisch 1 einen Ringkörper 4 auf, der im Beispiel als Kreisring ausgebildet ist und der nach einer Befestigung an dem Sockel des Fundamentes 3 eingegossen ist, entsprechend der Abbildung in 3.
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Dieser Ringkörper 4 besteht, insbesondere zur leichteren Handhabung bei der Montage, aus mehreren Ringsegmenten, im Beispiel, entsprechend der 5, aus drei Ringsegmenten, die an Verbindungsstellen 18 miteinander verbunden sind, so dass sich ein Kreisring ergibt.
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Ein umlaufender Ringkanal 19 dient der Führung von Versorgungsleitungen, beispielsweise Kabeln oder dergleichen, die über Zuleitungen 12 (2) einführbar sind und die an einen Antrieb für den Arbeitstisch 2 angeschlossen sind, wobei dieser Antrieb aus einem Wanderfeldmotor bestehen kann, dessen Stator 10 auf dem Ringkörper 4 aufliegt.
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Mit dem Ringkanal 19 sind Stützfüße 5 verbunden, die endseitig jeweils einen Flansch 11 tragen, die mit dem Fundament 3 verschraubt sind und die so ausgebildet sind, dass eine Höhenverstellung der Stützfüße 5 möglich ist.
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In den 1 und 2 ist der Untertisch 1 als mit dem Fundament 3 verschraubt abgebildet, jedoch noch nicht mit dem Fundament 3 vergossen, wie dies in der 3 erkennbar ist.
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Konzentrisch zum Ringkörper 4 ist ein Stützring 6 angeordnet, der über Anker 16 mit dem Fundament 3 verbunden ist, wobei diese Anker 16 gleichfalls höhenverstellbar sind. Dabei befindet sich der Stützring 6 innerhalb des durch den Ringkörper 4 umschlossenen Raumes, ebenso wie ein Stützelement 7, das gleichfalls konzentrisch angeordnet ist und von dem Stützring 6 umfänglich umschlossen ist, wobei das topfartige Stützelement 7 mit Abstand zum Stützring 6 angeordnet ist, ebenso wie dieser zum Ringkörper 4.
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Das Stützelement 7 sowie der Stützring 6 dienen der Lagerung des Arbeitstisches 2, wobei jeweils hierzu Axiallager 8, 14 vorgesehen sind.
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Das Stützelement 7 ist mittels Ankern 17 höhenverstellbar am Fundament 3 befestigt, wobei das Stützelement 7 einen geschlossenen Boden aufweist, der bspw. mit Fundamentmaterial, insbesondere Beton, ausgegossen ist und der eine Abstützung für ein Radiallager 9 bildet, das zwischen dem Stützelement 7 und dem Arbeitstisch 2 angeordnet ist.
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In den 3 und 4 ist der Untertisch 1 und zwar erfindungsgemäß dessen Ringkörper 4 als in das Fundament 3 eingegossen dargestellt.
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Um eine innige Verbindung des Ringkörpers 4 mit dem Fundament 3 zu erreichen, sind in den Stützfüßen 5 Durchbrechungen 13 vorgesehen, die beim Gießen des Fundaments 3 von dem Fundamentmaterial, insbesondere Beton, durchdrungen werden.
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Zur Montage erfolgt zunächst die Vorbereitung des Maschinenfundaments, danach das Aufstellen und auf Höhe ausrichten des Ringkörpers 4, dessen Vergießen sowie Aufstellen und Ausrichten des Stützrings 6 und des Stützelementes 7.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Untertisch
- 2
- Arbeitstisch
- 3
- Fundament
- 4
- Ringkörper
- 5
- Stützfuß
- 6
- Stützring
- 7
- Stützelement
- 8
- Axiallager
- 9
- Radiallager
- 10
- Stator
- 11
- Flansch
- 12
- Zuleitung
- 13
- Durchbrechung
- 14
- Axiallager
- 16
- Anker
- 17
- Anker
- 18
- Verbindungsstelle
- 19
- Ringkanal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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