DE8613247U1 - Werkzeugmaschine mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Arbeitsspindeln - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Um an einem Werkstück eine sogenannte 5-Seitenbearbeitüng durchführen zu können, sind im aligemeinen zwei um 90° gegeneinander verschwenkte Spindelachsenrichtungen erforderlich. Bei einer allgemein bekannten Bauweise ist z. B. eine einzige Arbeitsspindel in zwei um 90⁶ gegeneinander verschwenkte Achsenrichtungen einstellbar. Die ., Schwenkbewegung erfolgt entweder um eine senkrecht zu |

diesen beiden Achsenrichtungen stehende Schwenkachse (Deckel Prospekt D 1095/9*85) oder um eine um 45° zu diesen beiden Achsenrichtungen stehende Schwenkachse (DECKEL D 1081/1.86, S. 21). Derartige Schwenkspindeln haben den Vorteil, daß sich die Schwenkbewegung gut für eine Automatisierung der Spindeleinstellung eignet. Ein Nachteil wird jedoch in ihrem großen Bauaufwand für die Spindelkopflagerung und die Antriebsübertragung vom Hauptantrieb zur Spindel gesehen. Ein weiterer Nachteil zumindest der ersteren Bauform besteht darin, daß vor allem bei der Horizontalstellung der Schwenkspindel diese | relativ weit in den Bearbeitungsraum ragt und diesen damit einschränkt.

Bei einer anderen allgemein bekannten und deshalb bevorzugten Bauweise sind zwei rechtwinklig zueinander ausgerichtete Arbeitsspindeln vorhanden, die wahlweise zum Einsatz gebracht werden können- Bei einer bekannten Ausführung weist die Werkzeugmaschine einen Maschinenständer, ein im oberen Ständerbereich angeordnetes Horizontalspindelgehäuse mit einer Horizontalspindel und einen auf der Oberseite des Horizontalspindelgehäuses in einer etwa

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entlang der Horizontalspindel verläufenden Längsführung zwischen einer vorderen Arbeitsstellung und einer hinteren Ruhestellung Verschiebbar gelagerten Vertikalspindelkopf »it einer Vertikalspindel auf (Deckel D 1134/3.86, S. 7 ). Derartige Längsführungen sind baulich sehr einfach, die Längsbewegung mit einfachen Mitteln automatisierbar. Ein Kachteil besteht jedoch darin, daß der oberhalb des Horijson ts 1 s^inds l^shävisss än^sordnsts Vsrtikcil spindelkopf in fieiner vorderen Arbeitsstellung sich sehr hoch über dem Arbeitstisch befindet/ so daß ein Teil des senkrechten Arbeitsweges dieses Tisches als Positionierweg verloren geht. Aus diesem Grund ist bei der bekannten Maschine vorgesehen, flaß der eigentliche Spindelkopf zusätzlich um einen bestimmten Betrag manuell nach unten versetzt werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugmaschine der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, die baulich einfach ist, bei der ein ßpindelwechsel mit einfachen Mitteln automatisierbar ist Und bei der die beiden Arbeitsspindeln in ihrer Arbeitsstellung jeweils eine günstige Lage zum Bearbeitungsbereich aufweisen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen fles Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Die zur Spindelnase der ersten Arbeitsspindel hin konvergierende Verschiebebahn ermöglicht es, die zweite Arbeitsspindel mit einer einzigen linearen Verschiebebewegung zwischen einer vorderen, unmittelbar vor der Spindelnase der ersten Arbeitsspindel befindlichen Arbeitsstellung in eine hinter diese Spindelnase zurückgezogene Ruhestellung zu verschieben.

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Bei einer Werkzeugmaschine mit einem Maschinenständer^ einem im oberen Ständerbereich, angeordneten Horizontalspinde1-gehäuse mit einer Hörizontalspindel und einem auf der Oberseite des Horizontalspindelgehäuses in einer etwa entlang der Hörizontalspindel verlaufenden Längsführung zwischen einer vorderen Arbeitsstellung und einer hinteren Ruhestellung verschiebbar gelagerten Vertikalspindelkopf mit einer Vertikals^indel ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Längsführung als aus einer horizontalen Ebene zur Horizontalspindelnase hin geneigte Führung ausgebildet ist und daß der Vertikalspindelkopf eine entsprechend der Längsführung geneigte Gegenführung aufweist. Eine andere Möglichkeit wäre, den Vertikalspindelkopf sozusagen neben der Horizontalspindel anzuordnen und längs einer Führungsbahn zu verschieben, die seitlich zur Spindelnase der ersten Arbeitsspindel hin konvergiert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind im Vertikalspindelkopf mit der Vertikalspindel antriebsverbundene Antriebsmittel angeordnet, welche in der Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes mit im Horizontalspindelgehäuse angeordneten, mit einem Antriebsmotor verbundenen Antriebsmitteln kuppelbar sind. In der Ruhestellung des Vertikalspindelkopfes sind die in diesem angeordneten Antriebsmittel vom Antriebsmotor getrennt.

Für die Verschiebung des Vertikalspindelkopfes zwischen der Arbeitsstellung und der Ruhestellung ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein Verschiebeantrieb vorgesehen, der beispielsweise einen einerseits am Horizontalspindelgehäuse, andererseits am Vertikalspindelkopf angelenkten hydraulischen Zylinder umfaßt. Andere Antriebe, beispielsweise ein Zahnstangenantrieb, ein Kettenantrieb, ein Ge-

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windespindelantrieb usw. sind möglich.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Horizontalspindelgehäuse als horizontal verschiebbarer Spindelbock ausgebildet. In diesem Fall ist die Ausbildung des Vertikal spinde lkopfes und die Anordnung der Schrägführung so ausgelegt, daß die Vertikalspindelnase in Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes sich etwa in Höhe der Horizontalspindelbockführung befindet. Der Horizontalspindelbock steht damit nach unten nicht über das in der Vertikalspindel angeordnete Werkzeug hinaus, so daß insofern die Gefahr einer Kollision zwischen dem Horizontalspindelbock und einem von der Vertikalspindel bearbeiteten Werkstück nicht besteht.

Weitere Einzelheiten, Vorteile ;and Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches in der folgenden Beispielsbeschreibung beschrieben ist. Die Figur zeigt schematisch eine Universalfräs- und Bohrmaschine 2 mit einem Ständer 4, einem Maschinenfuß 6, einem an der Ständerbrust 8 vertikal verschiebbar angeordneten Werkstücktisch 10 und einem auf der Ständeroberseite horizontal verschiebbar angeordneten Vertikal spindelbock Insov/eit entspricht die in der Figur dargestellte Maschine einer herkömmlichen Bauweise, so daß auf weitere Einzelheiten, z. B. hinsichtlich des Antriebes des Werkstücktisches 10 und des Vertikalspindelbockes 12 nicht eingegangen zu werden braucht.

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Auf dem hinteren Bereich des Vertikalspindelbockes 12 ist ein Antriebsmotor 14 für den Hauptantrieb der Maschine angeordnet. Dieser Antriebsmotor 14 ist über eine nur schematisch dargestellte Antriebsverbindung 16 mit einer im Vertikalspindelbock 12 drehbar gelagerten Antriebswelle 18 antriebsverbunden.

Im vorderen Bereich des Vertikalspindelbockes 12 ist die Vertikalspindel 20 drehbar gelagert. Auf der Horizontalspindel ist ein Zahnrad 22 drehfest angeordnet. Mit diesem Zahnrad 22 kann ein auf der Antriebswelle 18 drehfest aber axial verschiebbar gelagertes Antriebsritzel 24 in Eingriff gebracht werden.

Im vorderen, oberen Bereich des Vert-ikalspindelbockes 12 ist eine zur Nase der Horizontalspindel 20 hin konvergierende Längsführung 26 ausgebildet. Auf dieser Längsführung 26 ist ein mit einer entsprechend der Längsführung geneigten Gegenführung 28 versehener Vertikalspindelkopf 30 verschiebbar angeordnet. Dieser Vertikalspindelkopf 30 kann zwischen der in der Figur mit durchgehenden Linien dargestellten vorderen Arbeitsstellung und der strichpunktiert dargestellten hinteren Ruhestellung verschoben werden.

Im Vertikalspindelkopf 30 ist eine Vertikalspindel 32 drehbar gelagert. Diese ist mit Antriebsmitteln antriebsv=;rbunden. Die Antriebsmittel umfassen eine horizontale Verbindungswelle 34 mit einem darauf drehfest angeordneten Zahnrad 36. Wenn der Vertikalspindelkopf 30 seine Arbeitsstellung einnimmt, kann mit dem Zahnrad 36 das Antriebsritzel 24 in Eingriff gebracht werden, wie in der Figur dargestellt ist.

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Als Verschiebeantrieb für den Vertikalspindelkopf 3 0 ist ein hydraulischer Zylinder 38 vorgesehen, welcher einerseits am Vertikalspindelbock 12 bzw. dem damit verbundenen Antriebsmotor 14, andererseits am Vertikalspindelkopf 30 angelenkt ist. Der hydraulische Zylinder 38 ist als doppelt wirkender Zylinder ausgebildet? bei ausgefahrenem Zylinder nimmt der Vertikalspindelkopf 30 seine vordere Arbeitsstellung, bei eingefahrenem Zylinder seine hintere Ruhestellung ein.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist folgende: Wenn Arbeiten mit der Horizontalspindel 20 durchgeführt werden sollen, wird der VertiPalspindelkopf 30 durch Einfahren des hydraulischen Zylinders 38 in seine hintere, strichpunktiert dargestellte Ruhestellung gefahren. In dieser Stellung stehen die Gehäuseteile des Vertikalspindelkopfes 30 im wesentlichen nicht über die Spindelnase der Horizoncalspindel 20 hinaus, so daß eine Kollision des Vertikalspindelkopfes 30 mit dem durch die Horizontalspindel bearbeiteten Werkstück im allgemeinen ausgeschlossen ist.

Wenn mit der Vertikalspindel 32 gearbeitet werden soll, wird der Vertikalspindelkopf 30 durch Ausfahren des hydraulischen Zylinders 38 in seine mit durchgehenden Linien dargestellte vordere Arbeitsstellung verfahren. Wegen der geneigten Längsführung 26 wird die Vertikalspindel 32 gleichzeitig mit ihrer Querbewenung auch nach unten versetzt, so daß ihre Spindelnase bei der Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes sich im wesentlichen auf der Höhe der Horizontalspindelbockführung befindet. Ein in die Vertikalspindel 32 eingesetztes Werkzeug steht damit über diese Führung hinaus nach unten, so daß insofern eine

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KoIlision zwischen dem Horizontalspindelbock und dem Werkstück weitgehend ausgeschlossen ist.

Wie die Figur zeigt, steht das Zahnrad 36 über die untere Kontur des Vertikalspindelkopfes 30 vor, so daß dieses beim Verschieben desselben in seine Arbeitsstellung in die Kontur des Horizontalspindelbockes 12, an welchem geeignete Ausnehmungen ausgebildet sind, eintaucht und bei Erreichen der Arbeitsstellung in eine Stellung gelangt, in der ein Eingriff des Antriebsritzels 24 möglich ist. Das Antriebsritzel 24 kann zwei Schaltstellungen einnehmen; in der ersten, dargestellten Stellung befindet es sich im Eingriff mit dem Zahnrad 36 und treibt über die Verbindungswelle 34 die Vertikalspindel 32 an, wobei die Horizontalspindel 20 in Ruhe bleibt. In der zweiten Schaltstellung befindet es sich mit dem Zahnrad 22 in Eingriff, so daß die Horizontalspindel 20 angetrieben wird, die Vertikalspindel 32 jedoch in Ruhe bleibt.

Eine andere konstruktive Möglichkeit besteht darin, ein gesondertes, fest auf der Antriebswelle 18 angeordnetes Antriebsritzel für die Vertikalspindel 32 vorzusehen, mit der das Zahnrad 36 automatisch in Eingriff gelangt, wenn der Vertikalspindelkopf 32 in seine Arbeitsstellung verschoben wird.

Die Neigung der Längsführung 26 zur Horizontalen kann je nach den konstruktiven Gegebenheiten unterschiedlich sein. Im dargestellten Ausführungsbei£t>iel wurde ein Winkel &= 28° gewählt. Bei diesem Winkel erreicht die Vertikalspindel 32 ihre optimale horizontale und vertikale Position bezüglich der Horizontalspindel 20.

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Die Ansteuerung des Antiiiebsritzels 24 Und des hydraulischen Zylinders 38 erfolgt übeii die zentrale Mäschinensteuerüng > so daß der Vorgang des SpiridelWechseis &ngr;&ogr;&iacgr;&iacgr;-äutömätisch ablaufen kann. Die Justierung des Vertikal^ spindelköpfes 30 in seiner Arbeitsstellung erfolgt durch einen an sich bekannten Anschlag, die Fixierung durch eine Klemmung, wie nicht näher dargestellt zu werden brauchte*

Claims (1)

1. 613 DE

   15. Mai 1986

   Werkzeugmaschine mit zwei rechtwinklig zueinander ausgerichteten Arbeitsspindeln

   nsprüche

   1. Werkzeugmaschine mit einer ersten Arbeitsspindel und einer zur Achsenrichtung der ersten Arbeitsspindel etwa rechtwinklig ausgerichteten zweiten Arbeitsspindel, welche etwa entlang der ersten Arbeitsspindel zwischen einer vorderen, vor der Spindelnase der ersten Arbeitsspindel befindlichen Arbeitsstellung und einer hinteren Ruhestellung verschiebbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Arbeitsspindel (32) längs einer in Richtung 3ur Spindelnase der ersten Arbeitsspindel (20) hin konvergierenden Verschiebebahn (26) verschiebbar ist.

   Bankverbindungen: Öayefischd Vorelnsbank 315, BLZ 700 202 70, S.W.I.F.T.: BVBE DE MM · Commerzbank 2107 878, BLZ 700 4004t. S.W.I.P.T.: COBÄDE FF 7Ö0 · Deutsche Bank 16/38741, Bit 700 V06 10. S.W.I.F.T.: DEUT DE MM ■ Dresdner Bank 3 085 582, BLZ 700 80000, S.W.I.F.T.: DFlES DE FF 700 ■ LSndeszenirnibaiik In Bayern 70 007 4t i, BLZ 71)000000 · Merck, FIfIcJi + Co. 215 651. BLZ 700 30.100. S.W.I.F.T.. MEFl DE MM ■ foslscheckkonto: München 7537<808. BLZ 700 100 80 ■ Bankhaus Rouschel & Cö. 10.049311, BLZ 700 303 00, S.W.I.f-'.T.: REUCDEKM₁ /' ,J "¹J ,'\ ! '"!

   Vorsitzender des Aulsicillsrals: Manlred Emcke · VotSlahel'L'eil G. iundkvfet (Vorsitzender), Ing.'grad. Michael Geiger, Df.-Ing Hannes W. Polilsch. Dr Golllried Theissing SIIz der Gesellschaft: Münchort-Handelsregister· Münihin Hf)B 44680 '· · » >

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   2. Werkzeugmaschine mit einem Maschinenständer, einem im oberen iStänderbereich angeordneten Horizontalspindelgehäuse mit einer Horizontalspindel und einem auf der Oberseite des Horizontalspindelgehäuses in einer etwa entlang der Horizontalspindel verlaufenden Längsführung zwischen einer vorderen Arbeitsstellung und einer hinteren Ruhestellung verschiebbar gelagerten Vertikalspindelkopf mit einer Vertikalspindel, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsführung (26) als aus einer horizontalen Ebene zur Horizontalspmdelnase hin geneigte Führung ausgebildet ist, und daß der Vertikalspindelkopf (30) eine entsprechend der Längsführung (26) geneigte Gegenführung (28) aufweist.

   3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Vertikalspindelkopf (30) mit der Vertikalspindel (32) antriebsverbundene Antriebsmittel (34, 36) angeordnet sind, welche in der Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes (30) mit im Horizontalspindelgehäuse angeordneten, mit einem Antriebsmotor (14) verbundenen Antriebsmitteln (16, 18) kuppelbar sind.

   4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel des Vertikalspindelkopfes (30) eine horizontale Verbindungswelle (34) mit einem darauf drehfest engeordneten ersten Zahnrad (36) umfassen, und daß die Antriebsmittel des Horizontalspindelgehäuses eine horizontale Antriebswelle (18) mit einem darauf drehfest aber verschiebbar angeordneten/bei der Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes (30) mit dem Zahnrad (36) in Eingriff bringbaren Antriebsritzel (24) umfassen.

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   Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Horizontäispiridel (20) ein zweites Zahnrad (22) drehfest angeordnet ist und daß das Äntriebsritzel (24) eine erste, für den Eingriff mit dem ersten Zahnrad (36) bestimmte Schaltstellung Und eine zweite Schaltstellung einnehmen kann, bei welcher es mit dem zweiten Zahnrad (22) in Eingriff

   6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschiebeantrieb (38) für die Verschiebung des Vertikalspindelkopfes (30) vorgesehen ist.

   7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeantrieb einen einerseits am Horizontalspindelgehäuse, andererseits am Vertikalspindelkopf (30) angelenkten hydraulischen Zylinder (38) umfaßt.

   8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkel der Längsführung (26) zur Horizontalen zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 25° und 30° beträgt.

   9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Horizontalspmdelgehäuse als horizontal verschiebbarer Spindelbock (12) ausgebildet ist.

   10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikalspindelnase in Arbeitsstellung des Vertikalspindelkopfes (30) sich etwa in Höhe der Horizontalspindelbockfuhrung befindet.