DE4108223A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Schleifmaschine, mit wenigstens einem durch einen Stell­ antrieb entlang einer Führungsbahn bewegbaren Maschinenelement und einer beweglichen Schutzabdeckung für die Führungsbahn.

In Werkzeugmaschinen werden die Führungsbahnen der bewegbaren Maschinenelemente und deren Antriebsmittel gewöhnlich mit Ab­ deckungen gegen den Arbeitsraum der Maschine abgedichtet, um eine Verschmutzung der Führungsbahnen und Antriebsmittel durch die vom Werkstück abgetragenen Materialteilchen und durch Kühl- und Schmierflüssigkeit zu verhindern. Zur Abdeckung der Führungsbahnen und Antriebsmittel sind beispielsweise Faltenbälge oder Teleskopschiebebleche bekannt.

Gewöhnlich werden die Abdeckungen von den bewegbaren Maschinen­ elementen mitgeschleppt und beeinflussen dadurch die Positio­ niergenauigkeit und die Geradheit der Bewegung der Maschinen­ elemente, weil die Abdeckungen mit Reibung behaftet sind und teilweise erhebliche Antriebskräfte erfordern, die meistens starken Schwankungen unterliegen (Stick-Slipp-Effekt). Bei modernen Präzisionsmaschinen kann die Mitführung der Abdeckun­ gen durch die bewegbaren Maschinenelemente daher zu Maßunge­ nauigkeiten bei der Bearbeitung der Werkstücke führen, die nicht tolerierbar sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug­ maschine, insbesondere eine Schleifmaschine der eingangs be­ schriebenen Art, derart zu verbessern, daß die Bearbeitungs­ genauigkeit weiter erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schutzabdeckung mit von der Bewegung des Maschinenelementes abgeleiteten Antriebsmitteln versehen ist. Durch Fortfall einer unmittelbaren Kopplung von Schutzabdeckung und Maschi­ nenelement zugunsten von lediglich von der Bewegung des Ma­ schinenelementes abgeleiteten separaten Antriebsmitteln kann das bewegbare Maschinenelement, dessen Bewegung für die Ge­ nauigkeit der Werkstückbearbeitung maßgebend ist, vom Einfluß ungleichmäßiger Reibungseffekte und Kräfteeinwirkungen frei­ gehalten werden.

Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich beim vorstehend beschriebenen Antriebskonzept in Fortführung der Erfindung dadurch, daß die Antriebsmittel der Schutzabdeckung im Bereich einer im wesentlichen parallel zur Bewegungsbahn des Maschi­ nenelementes verlaufenden Wirkungsebene des Stellantriebes angreifend angeordnet sind.

Es ist üblich, bei geschlossenem Arbeitsraum der Maschine die Schutzabdeckung als Bestandteil einer Arbeitsraumschutzhaube auszubilden. Diese Schutzhaube ist gewöhnlich gemeinsam mit dem Support der Maschine in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Um die erfindungsgemäßen Antriebsmittel diesen Gegebenheiten optimal anzupassen, sieht eine Ausgestaltung vor, daß die An­ triebsmittel ein senkrecht zu der sich entlang der Bewegungs­ bahn der Schutzabdeckung erstreckenden Ebene angeordnetes bzw. verschiebbares Längenausgleichsmittel umfassen. Dieses Längen­ ausgleichsmittel weist gemäß einer besonders zweckmäßigen Aus­ gestaltung zwei längsaxial relativ zueinander bewegbare, inein­ andergreifende Zahnwellen auf, die über Endloszugmittel einer­ seits mit dem Maschinenelement und andererseits mit der Schutz­ abdeckung verbunden sind, wobei nach einer weiteren Ausgestal­ tung eine der Zahnwellen, vorzugsweise die der Schutzabdeckung zugeordnete Zahnwelle, als innenverzahnte Schiebehülse ausge­ bildet ist, welche die andere Zahnwelle verdrehsteif längsver­ schieblich aufnimmt. Bei dieser Ausbildung ist es beispiels­ weise in Verbindung mit dem bahngesteuerten Abrichten möglich, die Schutzabdeckung auch dann entsprechend nachzuführen, wenn gleichzeitig eine Supportverstellung in Richtung der Z-Achse und eine Stellbewegung des Maschinenelementes bzw. des Schleif­ kopfes in Richtung der Y-Achse vorgenommen werden.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß als bewegbares Maschinenelement ein an einer Maschinen­ säule mittels einer Stellspindel vertikal verfahrbarer Schleif­ kopf mit einer wenigstens eine Schleifscheibe tragenden, dreh­ bar gelagerten Schleifspindel vorgesehen ist, und daß die Schutzabdeckung als die vertikalen Führungsbahnen des Schleif­ kopfes zum Arbeitsraum der Maschine hin verdeckende Abdeck­ platte ausgebildet ist, deren von der Vertikalbewegung des Schleifkopfes abgeleiteten Antriebsmittel im Bereich der Stellspindel am Schleifkopf angreifen.

Eine alternative bzw. zusätzliche Optimierungsmaßnahme für das erfindungsgemäße Antriebskonzept besteht nach einer Weiter­ bildung darin, daß die Antriebsmittel im Bereich der Führungs­ bahn des Maschinenelementes bzw. Schleifkopfes am Schleifkopf angreifen.

Die vorstehend genannten Optimierungsmaßnahmen ergeben eine besonders günstige Krafteinleitung ohne Momente, wodurch ein Verkippen des Maschinenelementes bzw. Schleifkopfes durch evtl. schwergängige Führungen der Schutzabdeckung verhindert wird.

Zweckmäßigerweise besteht die Abdeckplatte aus teleskopartig ineinandergeschachtelten, in der Rückwand einer mit dem Ma­ schinensupport in Richtung der Z-Achse verfahrbaren Arbeits­ raumverkleidung geführten Schiebeblechen.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Bewegung der bewegbaren Maschinenelemente, die für die Genauigkeit der Be­ arbeitung von Werkstücken maßgebend sind, durch die mechani­ sche, momentenfreie Nachführung der Schutzabdeckung nicht mehr beeinflußt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine weitere Erhöhung der Genauigkeit der Werkstückbearbeitung auf Werkzeugmaschinen und Schleifmaschinen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Schleifmaschine nach der Erfindung und

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht des Schleifkopfes einer Schleifmaschine nach der Erfindung.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Schleifmaschine dargestellt. Das Grundge­ stell dieser Schleifmaschine besteht aus einem Maschinenbett 1 und einer Maschinensäule 2. An der Maschinensäule 2 sind verti­ kale Führungsbahnen 3 angebracht, an denen ein Schleifkopf 4 mit einer eine Schleifscheibe 6 tragenden, drehbar gelagerten sowie durch einen Motor 5 (Fig. 2) antreibbaren Schleifspin­ del 7 in Y-Richtung verfahrbar ist. Der Antrieb des Schleif­ kopfes 4 in Y-Richtung erfolgt mittels eines Motors 8 und eines Stellantriebes in Form einer Kugelgewindespindel 9, deren oberes Ende in einem Lagerblock 11 gelagert ist.

Auf dem Maschinenbett 1 sind horizontale Führungsbahnen 12 parallel zur Achse der Schleifspindel 7 ausgerichtet, auf denen ein Support 13 in Z-Richtung verfahrbar ist. Auf dem Support 13 sind quer zur Achse der Schleifspindel 7 horizontal verlaufende Führungsbahnen 14 vorgesehen, auf denen ein Maschinentisch 16 mittels einer Stellspindel 10 in X-Richtung bewegbar ist. Auf dem Maschinentisch 16 ist ein zu bearbeitendes Werkstück 17 festgeklemmt. Auf der Rückseite des Maschinentisches 16 ver­ läuft parallel zu dessen Bewegungsrichtung X eine Kühlmittel­ ablaufrinne 16, die das über den Maschinentisch 16 ablaufende Kühl-Schmiermittel mit den vom Werkstück 17 abgetragenen Materialspänen aufnimmt und ableitet. Mit 19 ist der Antrieb des Supports 13 bezeichnet.

Die vertikalen Führungsbahnen 3 und die Kugelgewindespindel 9 des Schleifkopfes 4 sind gemäß der Erfindung durch eine Schutz­ abdeckung 21 gegen den Arbeitsraum 22 der Maschine abgeschirmt. Die Schutzabdeckung 21 ist gemäß Fig. 2 als Abdeckplatte in Form von teleskopartig ineinandergeschachtelten Schiebeblechen 23 ausgebildet, welche in der Rückwand einer Arbeitsraumver­ kleidung 24 geführt sind, die am Maschinensupport 13 befestigt und mit diesem in Richtung der Z-Achse verfahrbar ist. Die Schutzabdeckung 21 ist derart bewegbar angeordnet, daß sie synchron der Bewegung des Schleifkopfes 4 in Y-Richtung folgt. Dies wird dadurch erreicht, daß für die Schutzabdeckung 21 Antriebsmittel 26 vorgesehen sind, die von der Bewegung des Schleifkopfes 4 abgeleitet sind. Zu diesem Zweck greift ein als Kette, Riemen oder Zahnriemen ausgebildetes Zugmittel 27 im Bereich bzw. in der Wirkungsebene der Stellspindel 9 sowie im Bereich der Führungsbahn 3 des Schleifkopfes 4 an zwei Befestigungspunkten 28 und 29 antriebsseitig am Schleif­ kopf an, so daß unter Einschluß des Schleifkopfes ein Endlos­ zugmittel gebildet wird. Das um Umlenkrollen 31 bis 33 herum­ geführte Endloszugmittel 27 überträgt die Auf- und Abbewegung des Schleifkopfes 4 auf eine Rolle 34 einer als Längenaus­ gleichsmittel 36 ausgebildeten Verbindungswelle, deren entge­ gengesetzte Rolle 37 in ein um Umlenkrollen 38, 39, 41, 42 und 43 herumgeführtes Endloszugmittel 44 eingreift, das an zwei Befestigungspunkten 46 und 47 an der Schutzabdeckung 21 angreift. Damit wird die Auf- und Abbewegung des Schleif­ kopfes 4 synchron in eine entsprechende Auf- und Abbewegung der Schutzabdeckung 21 umgesetzt, wobei durch die Kraftein­ leitung ohne Momente in Höhe der Stellspindel 9 bzw. in Höhe der Führungsbahn 3 ein Verkippen des Schleifkopfes 4 verhin­ dert wird.

Um beispielsweise beim bahngesteuerten Abrichten gleichzeitig bzw. überlagert den Schleifkopf 4 in Y-Richtung und den Sup­ port 13 in Z-Richtung verfahren zu können, ist die Verbindungs­ welle als Längenausgleichsmittel 36 ausgebildet, bestehend aus einer innenverzahnten Schiebehülse 48 und einer in dieser geführten Zahnwelle 49, die sich bei der Bewegung des Suppor­ tes 13 in Z-Richtung relativ zur Schiebehülse 48 hinein oder hinaus bewegen und darüber hinaus bei der Vertikalverstellung des Schleifkopfes 4 in Y-Richtung Torsionskräfte auf die Schiebehülse 48 übertragen kann.

Claims (8)

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Schleifmaschine, mit wenig­ stens einem durch einen Stellantrieb entlang einer Führungs­ bahn bewegbaren Maschinenelement und einer beweglichen Schutz­ abdeckung für die Führungsbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzabdeckung (21) mit von der Bewegung des Maschinen­ elementes (4) abgeleiteten Antriebsmitteln (26) versehen ist.

2. Maschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel (26) der Schutzabdeckung (21) im Bereich einer im wesentlichen parallel zur Bewegungsbahn des Maschinenele­ mentes (4) verlaufenden Wirkungsebene des Stellantriebes (9) angreifend angeordnet sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebsmittel (26) ein senkrecht zu der sich entlang der Bewegungsbahn der Schutzabdeckung (21) erstrecken­ den Ebene angeordnetes bzw. verschiebbares Längenausgleichs­ mittel (36) umfassen.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Längenausgleichsmittel (36) zwei längsaxial relativ zueinander bewegbare, ineinandergreifende Zehnwellen (48; 49) aufweist, die über Endloszugmittel (27; 44) einer­ seits mit dem Maschinenelement (4) und andererseits mit der Schutzabdeckung (21) verbunden sind.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine der Zahnwellen, vorzugsweise die der Schutz­ abdeckung (21) zugeordnete Zahnwelle (48) als innenverzahnte Schiebehülse ausgebildet ist, welche die andere Zahnwelle (49) verdrehsteif längsverschieblich aufnimmt.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als bewegbares Maschinenelement ein an einer Maschinensäule (2) mittels einer Stellspindel (9) vertikal verfahrbarer Schleifkopf (4) mit einer wenigstens eine Schleif­ scheibe (6) tragenden, drehbar gelagerten Schleifspindel (7) vorgesehen ist, und daß die Schutzabdeckung (21) als die ver­ tikalen Führungsbahnen (3) des Schleifkopfes zum Arbeitsraum (22) der Maschine hin verdeckende Abdeckplatte ausgebildet ist, deren von der Vertikalbewegung des Schleifkopfes abge­ leitete Antriebsmittel (26) im Bereich der Stellspindel am Schleifkopf angreifen.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebsmittel (26) im Bereich der Führungs­ bahn (3) des Maschinenelementes bzw. Schleifkopfes (4) am Schleifkopf angreifen.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckplatte (21) aus teleskopartig inein­ andergeschachtelten, in der Rückwand einer mit dem Maschinen­ support (13) in Richtung der Z-Achse verfahrbaren Arbeitsraum­ verkleidung (24) geführten Schiebeblechen (23) besteht.