DE602004012164T2

DE602004012164T2 - Horizontale fräsbohrmaschine mit mobiler säule

Info

Publication number: DE602004012164T2
Application number: DE602004012164T
Authority: DE
Inventors: Francesco Gueli; Gabriele Piccolo
Original assignee: HPT Sinergy SRL
Current assignee: HPT Sinergy SRL
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-04-08
Also published as: US7527460B2; JP4480040B2; US20080044246A1; WO2005097402A1; JP2007532325A; DE602004012164D1; EP1750899B1; ES2300759T3; CN1925949A; EP1750899A1; CN1925949B; ATE387282T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine horizontale Fräs-Bohrmaschine mit beweglicher Säule (siehe z. B. das Dokument EP-1 362 664-A ).
Von Fräsmaschinen des Typs mit beweglicher Säule ist bekannt, dass sie ein horizontales Bett, das im Boden verankert ist, einen Säulenschlitten, der entlang des Bettes horizontal verschiebbar ist, eine Säulenstruktur, die durch den Schlitten getragen wird, einen Gleitschlitten, der horizontal entlang des Schlittens in einer Richtung senkrecht zur Längsachse des Bettes verschiebbar ist, und einen Spindelkopf, der am Ende des Schraubrings angebracht ist und einem Werktisch zugewandt ist, an dem das zu bearbeitende Werkstück befestigt ist, umfassen.
Ein wiederkehrendes Problem besteht bei diesen Fräsmaschinen in der Tatsache, dass das Bett und der Säulenschlitten folglich eine übermäßige Höhe der Spindelachse ausgehend vom Werktisch haben, wobei das eine ernsthafte Behinderung sowohl in Bezug auf die Zugänglichkeit als auch die Sichtbarkeit des Werkstücks, das bearbeitet wird, insbesondere an oberen Bereichen des Werkstücks darstellt.
Um diesen Nachteil zu überwinden, ist bereits vorgeschlagen worden, das Bett an der Unterseite einer Grube zu verankern, die zuvor im Boden des Raums, in dem die Maschine installiert werden soll, hergestellt wurde, und den Werktisch parallel zu der Grube an dem Boden zu verankern.
Durch diese Lösung ist es möglich gewesen, die Spindelachse in einer tieferen vertikalen Position sehr nahe am Werktisch und in bestimmten Fällen sogar darunter einzustellen. Diese bekannte Lösung hatte jedoch ebenfalls gleichzeitig bestimmte Nachteile zur Folge und zwar im Einzelnen:

– Kosten: Wenn berücksichtigt wird, dass eine Grube eine Tiefe von 2 Metern, eine Breite von 4 Metern und eine Länge von 15 Metern haben kann, wird sofort offensichtlich, dass eine Grube Folgendes erforderlich macht: Schachtarbeiten von mehr als Hundert Kubikmetern, für die Boden- und Seitenwände der Grube eine Auskleidung, die für Kühl- und Schmierflüssigkeiten, die normalerweise bei der Bearbeitung verwendet werden, undurchlässig ist, Laufgänge für die Bewegung von Bedienpersonen nahe an der Maschine und/oder des Werkstücks, eine Beförderungseinrichtung für Bearbeitungsabrieb und Späne, die im Boden der Grube angeordnet ist, einen Schacht, der im Boden der Grube vorgesehen ist, um die Kühl- und Schmierflüssigkeiten zu sammeln, und eine Lenzpumpe zum Befördern der Flüssigkeiten von dem Schacht zum Hauptmaschinenbehälter;
– eingeschränkte Sicherheit wegen des Vorhandenseins der Grube: Dieser Nachteil bedeutet, dass feststehende oder bewegliche Sperren verwendet werden müssen, die nicht nur vorbeigehendes Personal, das nicht mit der Bearbeitung beschäftigt ist, schützen können, sondern auch für die Bedienpersonen wirksam sind, die auf Grund des Vorhandenseins von Steuerelementen in der Maschine innerhalb des durch die Sperren geschützten Bereichs arbeiten müssen.
– die Tatsache, dass der Installationsbereich nur für diesen ausschließlichen Verwendungszweck geeignet ist: Die Grube könnte tatsächlich jederzeit aufgefüllt und der Boden in dem Raum, in dem die Maschine installiert war, wiederhergestellt werden, das würde jedoch beträchtliche Schwierigkeiten und hohe Kosten für die Wiederherstellung des Bodens sowie zum Wiederholen der betreffenden Operationen für das Bilden einer neuen Grube in einem anderen Bereich beinhalten.

Das Dokument EP-1 362 664 beschreibt eine Maschine des Typs mit einer beweglichen Säule entlang einer Bank in einer horizontalen Achse X. Die Säule besitzt zwei Hälften, die sich von ihrem oberen Teil in Richtung zur Basis vergrößern, wobei sie eine große Basis bildet, wobei die erste der Hälften einen linearen Synchronmotor aufweist und die zweite in Längsrichtung auf die Bank ausgerichtet ist, diese Bank drei lineare Führungen aufweist, wobei die Schienen, die in der Basis der Säulenhälften angeordnet sind, eine rasche Verlagerung der Säule entlang der Achse X ermöglichen, ohne dass obere Führung der Säule erforderlich ist.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu lösen, indem es ermöglicht wird, insbesondere eine horizontale Fräs-Bohrmaschine ohne die Ausführung von Schachtarbeiten, jedoch gleichzeitig in der Weise zu installieren, dass die Spindelachse sehr nahe am Maschinenwerktisch liegt.
Diese sowie weitere Aufgaben werden, wie aus der folgenden Beschreibung offensichtlich ist, gemäß der Erfindung durch eine horizontale Fräs-Bohrmaschine mit beweglicher Säule gelöst, die im Anspruch 1 beansprucht ist.
Zwei bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben:
1 ist eine schematische perspektivische Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fräs-Bohrmaschine;
2 zeigt sie in der Seitenansicht II-II von 1;
3 zeigt sie in der Ansicht III-III von 2;
4 zeigt sie in einer Draufsicht;
5 zeigt eine zweite Ausführungsform hiervon in der gleichen perspektivischen Ansicht wie 1;
6 zeigt sie in der Seitenansicht VI-VI von 5;
7 zeigt sie in der Ansicht VII-VII von 6; und
8 zeigt sie in einer Draufsicht.
Wie aus den 1 bis 4 ersichtlich ist, ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fräs-Bohrmaschine im Wesentlichen eine Maschine des bekannten Typs mit beweglicher Säule, d. h. mit einem horizontalen Schraubring 2, der axial beweglich ist und außerdem entlang einer Säulenstruktur 4 vertikal beweglich ist, die selbst in einer Richtung senkrecht zur Achse des Schraubrings 2 entlang eines Bettes 6, das im Boden 8 verankert ist, horizontal beweglich ist.
Insbesondere ist nicht nur das Bett 6 im Boden 2 verankert, sondern ebenfalls ein Werktisch 10, der vom Bett getrennt ist und mit Nuten 12 versehen ist, an denen das Werkstück 14, das bearbeitet werden soll, in herkömmlicher Weise befestigt werden kann.
Die Säulenstruktur 4 ist vom Typ mit symmetrischem Portal und umfasst ein Paar Säulen 16, die am oberen Ende durch einen Querträger 18 miteinander verbunden sind und am unteren Ende zu einem Paar Abschnitte 19 verlängert sind, deren Funktion darin besteht, die Säulenstruktur 4 an dem Bett 6 stabil zu unterstützen.
Ein Schlitten 22, der den Schraubring 2 unterstützt und axial führt, ist vertikal entlang der nach innen zeigenden Wänden der Säulen 16 verschiebbar. Da die Systeme zum vertikalen Antrieb des Schlittens 22 herkömmlich sind, ist keine genauere Beschreibung erforderlich.
Wie festgestellt wurde, unterstützt der Schlitten 22 den Schraubring 2 und ist mit herkömmlichen Elementen zum Führen und Antreiben des zuletzt genannten Schraubrings 2 in einer axialen Richtung, d. h. in einer horizontalen Richtung senkrecht zur Achse des Bettes 6 versehen.
Die vertikale Bewegung des Schlittens 22 entlang der Säulenstruktur 4 schließt die gesamte innere Öffnung der Säulenstruktur ein, die am oberen Ende durch den Querträger 18 und am unteren Ende durch die obere Oberfläche des Bettes 6 oder eine nicht tragende dünne Konstruktion zwischen den beiden Säulen 16 begrenzt ist.
Die Säulenstruktur 4 gleitet entlang des Bettes 6 auf Führungen 26, die zwischen der oberen Oberfläche des Bettes 6 und der unteren Oberfläche der Säulenstruktur 4 positioniert sein können (siehe 2).
In ähnlicher Weise können die herkömmlichen Elemente zum Antreiben der Säulenstruktur entlang des Bettes 6 eine vorstehende-aufnehmende Schraubenkombination 28, die an der oberen Oberfläche des Bettes 6 positioniert ist, oder einen linearen Elektromotor enthalten.
Das Bett 8 umfasst eine breite längsverlaufende Aussparung 36, die zwei längsverlaufende Vorsprünge 38 an der oberen Oberfläche, an der die Führungen 26 vorgesehen sind, definieren. Dementsprechend ist jeder der beiden unteren Abschnitte 19 der Säulen 16 mit einem unteren Verlängerungsstück 40 versehen, das vorgesehen ist, um entlang der längsverlaufenden Aussparung 36 des Bettes 6 verschoben zu werden. Die beiden Verlängerungsstücke sind vorteilhaft durch einen Verbindungs- und Versteifungsabschnitt miteinander verbunden, der ebenfalls in der längsverlaufenden Aussparung 36 verschiebbar aufgenommen ist.
Die oben beschriebene Maschine ist mit herkömmlichen Steuersystemen versehen, die ermöglichen, dass der Werkzeugkopf 34, der an dem Ende des Schraubrings 2 angebracht ist, der dem Werktisch 10 zugewandt ist, eine Bewegung in Übereinstimmung mit dem gewünschten Bearbeitungsprogramm ausführt, das die Maschine an dem auf dem Werktisch positionierten Werkstück 14 ausführen muss.
Aus dem Vorhergehenden wird deutlich, dass die erfindungsgemäße Fräs-Bohrmaschine im Vergleich mit herkömmlichen Maschinen besonders vorteilhaft ist und insbesondere ermöglicht, dass die Spindelachse eine Position, die dem Werktisch 10 sehr nahe ist, erreicht, ohne dass das Bett 6 in einer Grube installiert werden muss und somit arbeitsintensive und teure Schachtarbeiten erforderlich sind.
Sie ermöglicht außerdem eine weitere Verringerung der Säulenabmessungen und eine Positionierung der Schienen 26 zwischen den seitlichen Stirnflächen der längsverlaufenden Aussparung 36 und den Verlängerungsstücken 40.
In der Ausführungsform, die in den 5 bis 8 gezeigt ist und in der entsprechende Teile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben sind, sind die beiden Säulen 16 der Portal-Säulenstruktur 4 durch ein Paar untere Querträger 20 miteinander verbunden, die sich nach unten erstrecken, um die beiden Seiten des Bettes 6 außen zu umschließen. Diese beiden unteren Querträger 20 definieren einen Abschnitt, der außerhalb der entsprechenden Seite des Bettes positioniert ist und sich am oberen Ende erstreckt, um die beiden Säulen 16 zu verbinden.
Bei dieser Ausführungsform können die Antriebselemente der Säulenstruktur 4 entlang des Bettes 6 eine Kombination aus Ritzel 30 und Zahnstange 32 enthalten, die an der oberen Oberfläche des Bettes 6 oder an einer seitlichen Oberfläche des Bettes 6 positioniert ist.
Diese Ausführungsform fügt den vorhergehenden Vorteilen eine größere Robustheit und eine leichtere Konstruktion hinzu, während sie wie bei der zweiten Ausführungsform ermöglicht, dass die Führungsschiene 26 zwischen äußeren seitlichen Oberflächen des Bettes 6 und den zur Seite zeigenden Oberflächen der unteren Querträger 20 eingeschoben wird.

Claims

Horizontale Fräs-Bohrmaschine, umfassend: – ein monolithisches horizontales Bett (6), das im Boden (8) verankert und vom Werktisch (10) getrennt ist, – eine portalförmige Säulenstruktur (4), die vom Bett (6) getragen und daran entlang verschiebbar ist, wobei das Portal zwei Säulen (16) aufweist, die durch einen oberen Querträger (18) miteinander verbunden sind, wobei die zwei Säulen (16) des Portals am unteren Ende durch mindestens einen Querträger (20) verbunden sind, – einen entlang der Stirnseite der Innenwände der Säulen (16) vertikal verschiebbaren Gleitschlitten (22), – einen Schraubring (2), der einen Werkzeugkopf (34) hält und axial zum Schlitten (22) in eine Richtung senkrecht zur Achse des Bettes (6) bewegbar ist, – eine Führungseinrichtung (26) und Antriebseinrichtungen (28, 30, 32), die zwischen der Säulenstruktur (4) und dem Bett (6) eingeschoben sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (20) in einer Höhe platziert wird, die mindestens teilweise geringer als die Oberseite des Bettes (6).
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (26) aus Schienen besteht, die auf der Oberseite des Bettes (6) positioniert sind.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (26) aus Schienen besteht, die an den Seitenflächen des Bettes (6) positioniert sind.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen aus mindestens einer Schraube und mindestens einem Gewindestück bestehen, die sich miteinander verbinden.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung aus einer Zahnstange (32) besteht, die fest mit dem Bett (6) verbunden ist und mindestens einem Ritzel (30), das fest mit dem Portal (4) verbunden ist.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung aus einem linearen Elektromotor besteht.
Fräs-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (28, 30, 32) an der Oberseite des Bettes (6) positioniert sind.
Fräs-Bohrmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen (28, 30, 32) an mindestens einer Seitenfläche des Bettes (6) positioniert sind.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Säulen (16) der portalförmigen Struktur (4) am unteren Ende durch ein paar untere Querträger (20) verbunden sind, welche das Bett (6) seitlich umspannen.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (26) zwischen den äußeren Seitenflächen des Bettes (6) und den inneren Seitenflächen der unteren Querträger (20) eingeschoben sind.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bett (6) eine längslaufende Aussparung (36) umfasst, innerhalb der die entsprechenden unteren Verlängerungsstücke (40) jeder Säule (16) sowie ein Verbindungsteil davon verschiebbar aufgenommen wird, wobei der Verbindungsteil ebenfalls entlang der längslaufenden Aussparung (36) verschiebbar ist.
Fräs-Bohrmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (26) zwischen den inneren Seitenflächen der Aussparung (36) und den nach außen zeigenden Seitenflächen der Verlängerungsstücke (40) eingeschoben sind.