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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere zum Bearbeiten
von Profilen, die nach dem Zusammenbau Rahmen von Türen und/oder
Fenstern bilden. US-3918145 offenbart eine Werkzeugmaschine entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In US-3918145 ist ein Paar von ringförmigen Arbeitshaltemitteln
vorgesehen, die im Einklang über
jeweilige Zahnräder
gedreht werden können,
die mit einem Rack kämmen.
Eine Werkstückklemme
ist innerhalb jedes Rings befestigt.
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EP-787560
offenbart eine Werkzeugmaschine, bei der eine Welle vorgesehen ist,
die drehbar um ihre eigene Längsachse
gehalten ist, wobei eine Vielzahl von Klemmen bzw. Klammern daran
befestigt sind, die aufeinanderfolgende Abschnitte der Welle belegen
und entsprechende Paare von Klauen haben, die geschlossen und geöffnet werden
können, um
ein Profil jeweils zu greifen, das zu bearbeiten ist, und um am
Ende eines Bearbeitungszyklus zu öffnen.
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Um
die Welle ist ein Spindellagerungs-Kopf gehalten, der in drei Achsen
steuerbar ist, die in einem rechten Winkel zueinander stehen, wodurch
ein oder mehrere Werkzeuge mit diesen Zonen des Profils interagieren
können,
die zu bearbeiten sind.
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Bei
dieser Werkzeugmaschine ist, wenn eine Seite des Profils zu bearbeiten
ist, die nicht ursprünglich
dem Spindellagerungs-Kopf zugewandt ist, vorgesehen, dass die Welle,
die die Klemmen lagert, um einen passenden Winkel gedreht wird,
bis die zu bearbeitende Seite in einer Position liegt, die in rechten Winkeln
zu der Spindelachse ist.
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Zu
diesem Zweck, wenn die Profile bearbeitet werden müssen, die
eine Form haben, die im Wesentlichen innerhalb eines Parallelepipeds
gehalten ist, bei dem drei seitliche Flächen zu bearbeiten sind, muss
die Welle drei Drehungen um 90° ausführen, um
die Seitenflächen
des Profils dem Spindellagerungs-Kopf nacheinander zu präsentieren.
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Ein
erster Nachteil dieser Maschine besteht darin, dass es ziemlich
problematisch ist, alle Seiten eines Profils zu bearbeiten, da die
Seite, die in Richtung der Welle gedreht wird, die die Klemmen lagert, nicht
in Richtung des Spindellagerungs-Kopfs gedreht werden kann. Tatsächlich ist
die Welle immer zwischen dem Letztgenannten und dem Profil, so dass
ein Werkzeug, das auf den Spindellagerungs-Kopf gesetzt ist, nicht
in der Lage ist, einfach die Seitenfläche zu erreichen, aufgrund
des Platzes, den die Welle einnimmt.
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Ein
zweiter Nachteil dieser Maschine besteht darin, dass, wenn die Welle
gedreht wird, nachdem die Bearbeitung einer vorgegebenen Seitenfläche abgeschlossen
wurde derart, dass eine benachbarte Seitenfläche bearbeitet werden kann,
die Letztgenannte in einem Abstand von dem Spindellagerungs-Kopf
ist, der sich von dem Abstand zu der vorgegebenen Seitenfläche unterscheidet.
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Dies
ergibt sich aus der eigentlichen Konstruktion der gesamten Welle
und der Klemmen, die darauf angebracht sind, soweit als die Klemmen
radial von der Welle um einen Betrag hervorstehen, der zumindest
gleich ist der maximalen Abmessung des Profils, an das sie angepasst
sind. Deshalb ist in einer ersten Konfiguration, bei der die Klemmen
in Richtung des Spindellagerungs-Kopfs positioniert sind, der Abstand
zwischen dem Werkzeug und der Fläche
des Profils, die ihm gegenüberliegt,
kleiner als der Abstand, der zwischen einer zweiten Konfiguration
erfasst wird, bei der die Klemmen gedreht werden, bspw. um 90° in Bezug
auf die erste Konfiguration.
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Dies
verursacht eine ungleichmäßige Bearbeitungszeit
zwischen den unterschiedlichen Konfigurationen, insoweit als das
Werkzeug einen Hub ausführen
muss, um es zu der zu bearbeitenden Seite zu bringen, der in der
zweiten Konfiguration größer ist
als in der ersten Konfiguration, was die Produktivität der Maschine
negativ beeinflusst.
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Eine
Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bekannten Werkzeugmaschinen
zu verbessern.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, es möglich zu machen, dass alle
Seiten eines Profils bearbeitet werden.
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Eine
weitere Aufgabe besteht darin, den Hub eines zu bearbeitenden Werkzeugs,
das bis zu den unterschiedlichen Seiten eines Profils gebracht wird, im
Wesentlichen gleichzumachen.
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Entsprechend
der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs
1 vorgesehen.
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Wenn
die Längsachse
des Profils mit der Rotationsachse des Trägermittels der Klemmen zusammenfällt oder
nahezu zusammenfällt,
bleibt der Hub, der das Werkzeug zu der zu bearbeitenden Fläche führt, eigentlich
in den unterschiedlichen Winkelpositionen gleich, die von dem Trägermittel
angenommen werden.
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Ferner
ist es durch geeignetes Anpassen der Trägermittel ebenfalls möglich, die
Seite eines Profils zu bearbeiten, die in Richtung des Trägermittels
gedreht wird.
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Die
Erfindung kann mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen besser verstanden
und umgesetzt werden, die einige nicht einschränkende Beispiele von Ausführungsformen
zeigen, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Maschine entsprechend der Erfindung
ist;
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2 eine
schematische perspektivische Ansicht einer Variation des Trägermittels
ist;
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3 eine
vergrößerte und
unterbrochene perspektivische Ansicht eines der Köpfe der
Maschine in 1, betrachtet von einer Seite,
ist;
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4 eine
Ansicht ähnlich
der in 3 ist, aber von der gegenüberliegenden Seite;
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5 eine
erhöhte
Vorderansicht von 1 ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht nur der Köpfe einer Maschine, ähnlich der
in 1 gezeigten, aber in einer weiteren Variation
ist;
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7 eine
Seitenansicht von 6 ist;
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8 eine
Seitenansicht von der rechten Seite von 7 ist;
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9 eine
teilweise geschnittene Ansicht der Antriebszone der Bewegung zwischen
jedem Kopf und dem jeweiligen inneren Ring ist, der damit verknüpft ist;
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10 ein
Längsschnitt
eines Antriebs der Drehbewegung zwischen zwei Köpfen der Maschine ist;
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11 eine
Querschnittansicht ist, wobei der Schnitt längs der Ebene XI-XI von 10 ist;
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12 eine
Querschnittansicht längs
der Ebene XII-XII von 10 ist.
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1 zeigt
eine Werkzeugmaschine 1, die ein Bett 3 aufweist,
das von einem Paar von Endrahmen 2 gebildet wird, die über einen
unteren Träger 4 und
ein Paar von oberen Trägern 6 verbunden
sind.
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Einer
der oberen Träger
bzw. Holme 6 ist in dem Teil der Maschine 1 platziert,
der für
einen Benutzer erreichbar ist, während
der andere Längsträger 6 mit
einem Längsführungskörper 8 verbunden ist,
der oberhalb mit einem Paar von Längsführungselementen 10 vorgesehen
ist, die eine X-Achse definieren, auf dem ein erster Schlitten 12 in
gesteuerter Weise läuft.
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Auf
dem ersten Schlitten 12 ist ein Paar von Querführungselementen 11 angebracht,
die eine quer verlaufende Y-Achse definieren, die im rechten Winkel
zu der X-Achse ist.
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Auf
dem Paar von Querführungselementen 11 ist
ein Trägerelement 14 in
gesteuerter Weise bewegbar, das mit einer Basisplatte 16 und
einer aufrechten Platte 18 versehen ist, auf der ein Paar
von vertikalen Führungen 20 befestigt
sind, wobei auf dem Paar von vertikalen Führungen 20 ein vertikaler Schlitten 22 entlang
einer Z-Achse in gesteuerter Weise bewegbar ist. Der vertikale Schlitten 22 trägt eine
motorbetriebene Spindel 23, auf der ein Werkzeug 24 angebracht
ist, bspw. ein Endfräser.
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Auf
der Seite des Längsführungskörpers 8, der
in Richtung der Innenseite des Betts 3 gedreht ist, ist
ein Paar von Längspositionierungsführungen 26 angebracht,
die auf einer vertikalen Ebene liegen, mit der ein erster Kopf 28A und
ein zweiter Kopf 28B über
bewegbare Verbindungsteile angebracht sind.
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Der
erste Kopf 28A umfasst ein erstes Ringmittel und der zweite
Kopf 28B umfasst ein zweites Ringmittel.
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Wie 3 und 4 zeigen,
ist jeder Kopf 28A, 28B mit einem Koppelelement 30 ausgestattet, mit
dem ein nicht drehender äußerer Ring 32A, 32B jedes
Kopfs 28A, 28B stabil verbunden werden kann mit
einem vorgegebenen Querschnitt des Paars von Positionierungsführungen 26 über eine
Schnellgreifvorrichtung 29 mit einem Exzenter.
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Innerhalb
des ersten und des zweiten äußeren Rings 32A, 32B ist
ein entsprechender innerer Ring 34A, 34B drehbar
getragen, der winkelpositioniert relativ zu dem äußeren stationären Ring 32A, 32B positioniert
werden kann mittels eines geeigneten Getriebemotors 36,
der auf dem externen stationären
Ring 32A, 32B getragen ist.
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Wie
in 9 gezeigt, ist der Getriebemotor 36 an
dem äußeren Ring 32A, 32B über eine
Platte 37 angebracht und besitzt eine Ausgangswelle 41, auf
der ein Zahnrad 47 kerbverzahnt ist, das mit einem Zahnriemen 49 zusammenwirkt,
der um eine mit Zähnen
versehene Krone (nicht gezeigt) gewunden ist, die integraler Teil
des inneren Rings 34A, 34B ist.
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Die
inneren Ringe 34A, 34B der Köpfe 28A, 28B sind
miteinander über
eine Verbindungsstruktur 38 verbunden, die ein Paar von
profilierten Elementen 39 mit einer U-Form aufweist, zwischen
denen sich ein Verbindungsträger 40 erstreckt.
Auf dem Verbindungsträger 40 sind
eine Vielzahl von Klemmen 42 angebracht, die aufeinanderfolgende
Abschnitte des Verbindungsträgers 40 besetzen
und deren jede mit einem Begrenzerelement 44 und einem
Druckelement 46 versehen ist, wobei das Letztgenannte von einem
pneumatisch betriebenen Zylinder 48 betätigt wird, der über ein
Solenoidventil 50 gesteuert wird. Auf diese Weise kann
ein zu bearbeitendes Profil 52 zu einem Teil des Verbindungsträgers 40 gemacht werden
und durch den Letztgenannten mit dem inneren Ring 34 für die gesamte
Dauer eines Bearbeitungszyklus, und kann nach Beendigung des Zyklus entfernt
werden.
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Die
Klemmen 42 sind entlang des Verbindungsträgers 40 derart
positioniert, dass es möglich ist,
die Abschnitte des Profils 52, das bearbeitet werden soll,
auszuwählen,
die von den Klemmen 42 belegt werden müssen und auf denen eine Werkzeugmaschinenbearbeitung
deshalb nicht ausgeführt wird.
Um die Position der Klemmen 42 entlang des Verbindungsträgers 40 einzustellen,
wird der Letztgenannte mit einem Paar von Einstellungsführungen 56 ausgestattet,
auf denen bewegliche Verbindungselemente 54 in Eingriff
gebracht sind, bspw. ein Schnellklemmelement, das als Hauptkörper jeder Klemme 42 wirkt.
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Wie
in 5 gezeigt, ermöglicht
die Position der Klemmen 42 und des Verbindungsträgers 40,
der das Profil 52 in Richtung der Mitte der inneren Ringe 34A, 34B hält, jeder
Seite des Profils 52, durch eine Drehung, die durch den
Pfeil R gekennzeichnet ist, in Richtung des Werkzeugs 24 gebracht
zu werden, ohne eine bemerkbare Variation des Abstands H, der durch
das Maschinenende des Werkzeugs 24 und die Seite des Profils 52 definiert
wird, die in Richtung des Werkzeugs gedreht ist.
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Mit
anderen Worten erfährt
der Abstand H keine wesentlichen Veränderungen, falls eine Fläche A oder
eine Fläche
B neben der Fläche
A bearbeitet werden muss, nachdem eine Drehung R1 von 90° im Gegenuhrzeigersinn
des Profils 52 erfolgte.
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Auf
den Einstellführungen 56 ist
ein Anschlag 58 einstellbar getragen, der für eine Längspositionierung
des Profils 52 angeordnet ist, bevor es von den Klemmen 42 gegriffen
wird.
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Ebenfalls
ist der Anschlag 58 an den Einstellführungen 56 über Schnellklemmen 60 angebracht
in der gleichen Weise wie die Klemmen 42.
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Außerhalb
einer der Köpfe 28 ist
ein Walzenelement 62 an dem Führungskörper 8 angebracht, das
ein Verschieben des Profils 52 von dem Bett 3 in eine
axiale Richtung entlang der durch den Pfeil X1 gekennzeichneten
Richtung ermöglicht.
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Somit
kann in der zuvor offenbarten Maschine sowohl das Einführen eines
Profils 52 in Richtung der Bearbeitungs-Konfiguration,
die durch die Klemmen 42 und den Anschlag 58 gekennzeichnet
ist als auch das Entfernen des Profils 52 aus der Bearbeitungskonfiguration über das
zentrale Teil des inneren Rings 34 erfolgen, der als ein
Durchgangstunnel für das
Profil 52 wirkt.
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Wie
in 2 gezeigt, kann der Verbindungsträger 40 ein
Paar von Längs-Tragstangenelementen 64 aufweisen,
die beabstandet zueinander sind, um ausreichend Platz S zu lassen,
um es dem Werkzeug 24 zu ermöglichen, hindurchzugelangen,
wenn der innere Ring 24 gedreht wird, bis die Seite des
Profils 24 in Richtung des Verbindungsträgers 40 in
eine Position gedreht ist, die dem Werkzeug 24 zugewandt ist.
Auf diese Weise ist es möglich,
alle Seiten des Profils 52 zu bearbeiten.
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Es
sei angemerkt, dass der Abstand zwischen den Köpfen 28A, 28B eingestellt
werden kann durch manuelles Einstellen der Positionierungselemente 30,
nachdem die Schnellgreifvorrichtungen 29 gelöst und die
Köpfe 28A, 28B in
die durch die X-Achse gekennzeichnete Richtung verschoben sind.
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Bei
einer Ausführungsform,
die nicht gezeigt ist, können
die Köpfe 28A, 28B mit
linearen Verschiebungsteilen ausgestattet sein, die parallel zu
der X-Achse sind, bspw. gebildet durch ein Rack, das an dem Führungskörper 8 befestigt
ist, auf dem eine motorbetriebene Spule auf jedem Kopf 28 platziert
ist.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
die Köpfe 28A, 28B nahe
zueinander zu bringen oder sie weiter voneinander zu entfernen,
bis der Abstand A automatisch erreicht ist, der für die Längsabmessungen
des zu bearbeitenden Profils 52 benötigt wird.
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In
der in 6 bis 8 dargestellten Ausführungsform
ist der Verbindungsträger
nicht notwendig, aber in diesem Fall muss jede Getriebemotoreinheit 36,
die den ersten Ring 34A betätigt, mit der Getriebemotoreinheit 36 synchronisiert
werden, die den zweiten inneren Ring 34B betätigt. Klemmen 43 werden
dann vorgesehen, die an den inneren Ringen 34A, 34B mittels
einer Verbindungsplatte 45 angebracht sind, um das Profil 52 mit
den inneren Ringen 34A, 34B in jeder Winkelkonfiguration
zu halten.
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Da
der Verbindungsträger
beseitigt ist, lässt sich
jede Seite des Profils 52 sehr leicht durch das Werkzeug 24 erreichen.
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Das
Fehlen des Verbindungsträgers
ermöglicht,
einen Kopf 28A, 28B zu benutzen, der axial in einer
Richtung sich verschiebt, die parallel zu der X-Achse ist, als eine
Zu führvorrichtung
eines Profils 52, das zu bearbeiten ist, oder als eine
Auswurfvorrichtung eines Profils 52, das bereits bearbeitet
ist.
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In
dem Bearbeitungsmodus wird der erste Kopf 28A, bspw. der
in 2 rechts gezeigte oder in 7, nachdem
er verschoben wurde, um ein Ende eines Profils 52 nahe
seiner Klemmen 43 aufzunehmen und nachdem diese geschlossen
sind, um das Ende zu greifen, verschoben um eine Länge A, um das
Ende in eine Zone zu bringen, in der es über die Klemmen 43 des
anderen Kopfs geladen werden kann und dann hinausbewegt werden kann,
um eine Bearbeitungskonfiguration einzunehmen.
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Selbstverständlich können in
einer Maschine, ähnlich
der zuvor offenbarten, mehr als zwei Köpfe 28A, 28B vorgesehen
sein.
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10 bis 12 zeigen
einen mechanischen Antrieb 66, der die Bewegung zwischen
einer Vielzahl von Köpfen 28 durch
Ausnutzung der Drehung von gerade einer Getriebemotoreinheit 36 überträgt.
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In
diesem Fall ist die Ausgangswelle 41 über ein Gelenk 67 mit
einer Antriebswelle 68 gekoppelt, die eine äußere Form
besitzt, die Drehmoment auf eine Buchse 71 überträgt, die
frei ist, längs
der Welle zu laufen. Insbesondere hat die Antriebswelle 68 ein quadratisches
oder im Allgemeinen genutetes Profil. Die Buchse 71 ist über Lager
dem äußeren Ring 32A, 32B des
Kopfs 28A, 28B eingepasst und besitzt einen Abschnitt 70,
der damit integraler Bestandteil ist, d.h. außen verzahnt, um eine Drehbewegung
auf den Riemen 47 zu übertragen.