DE10101038A1 - Werkzeugmaschine zur spanenden Werkstückbearbeitung - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine zur spanenden Werkstückbearbeitung, mit einem in einer horizontalen Koordinatenachse an einem Maschinenständer (1) verfahrbaren Spindelkopf (3) mit vertikaler Spindeleinheit, einem vor dem Maschinenständer angeordneten Werkstücktisch (4), mindestens einem seitlich neben dem Werkstücktisch angeordneten Werkzeugmagazin (6, 7), in dem die Werkzeuge hängend mit nach oben weisenden Spannkegeln angeordnet sind, und mit einer den Arbeitsraum und das Werkzeugmagazin umgebenden Schutzkabine (8). Zwischen dem Werkstücktisch (4) und dem Werkzeugmagazin (6, 7) ist ein bogenförmiges Abdeckelement (10) angeordnet, das aus einer das Magazin (6, 7) überdeckenden oberen Betriebsstellung in eine die Werkzeuge im Magazin für einen Wechsel freigebende abgesenkte Stellung - und umgekehrt - bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanenden Werkstückbearbei­ tung mit einem in einer horizontalen Koordinatenachse an einem Maschinenständer verfahrbaren Spindelkopf mit vertikaler Arbeitsspindel, einem vor dem Maschinen­ ständer angeordneten Werkstücktisch, mindestens einem seitlich neben dem Werk­ stücktisch angeordneten Werkzeugmagazin, in dem die Werkzeuge hängend mit nach oben weisenden Spannkegeln angeordnet sind, und mit einer den Arbeitsraum und das Werkzeugmagazin umgebenden Schutzkabine.

Bei derartigen z. B. aus der DE 44 46 963 C bekannten Werkzeugmaschinen erfolgt der Werkzeugwechsel vorzugsweise nach dem Pick-up-Prinzip, wobei der vertikale Spindelkopf am Ständer aus dem Arbeitsbereich bis über die Wechselposition des seitlich neben dem Werkstücktisch angeordneten Magazins fährt. Daraufhin erfolgt dann die Übergabe des in der Arbeitsspindel befindlichen Werkzeuges in die vorgewählte Werkzeugaufnahme des Magazins und nach dessen Weiterdrehung der Einbau eines neuen Werkzeuges in die Arbeitsspindel. Wenn zwei hintereinander neben dem Werkstücktisch angeordnete Teller- oder Kettenmagazine verwendet werden, ist es zur Verkürzung von Wechselzeiten vorteilhaft, wenn das gebrauchte Werkzeug an eines der Magazine übergeben und das bereits in der Wechselposition befindliche neue Werkzeug aus dem anderen Magazin entnommen wird. Die An­ ordnung der Werkzeugmagazine seitlich neben dem Werkstücktisch innerhalb einer Schutzkabine ist zwar für die Wechselvorgänge zweckmäßig, hat jedoch den Nach­ teil, daß die Werkzeugmagazine während des Bearbeitungsbetriebes vor Ablagerun­ gen von Spänen und Spülflüssigkeit geschützt werden müssen. Zu diesem Zweck wurden bisher jalousieartige Abdeckungen für die Werkzeugmagazine eingesetzt, die sich allerdings als störanfällig erwiesen haben und die ihnen zufallenden Schutz­ funktionen nicht ausreichend erfüllen konnten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der die Werkzeugmagazine incl. ihrer Werkzeuge und ihrer Einzelteile auf einfache Weise wirksam gegenüber dem Arbeitsraum abgetrennt und vor Abla­ gerungen von Spänen, Flüssigkeiten od. dgl. geschützt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Werk­ stücktisch und dem Werkzeugmagazin ein im wesentlichen bogenförmiges Abdeck­ element angeordnet ist, das aus einer das Magazin überdeckenden oberen Betriebs­ stellung in eine die Werkzeuge für einen Wechsel freigebende abgesenkte Stellung - und umgekehrt - bewegbar ist.

Um eine ausreichende Freiheit für die Bewegungen des Spindelkopfes beizubehal­ ten, sind das eine oder auch mehrere Magazine zwischen einer unteren Ruhestellung und einer oberen Wechselstellung einzeln oder auch gemeinsam heb- und senkbar. Durch eine geeignete Folgesteuerung der verschiedenen Bewegungsabläufe kann si­ chergestellt werden, daß das bogenförmige Abdeckelement erst dann in seine obere Abdeckposition bewegt wird, wenn sich das jeweilige Magazin in einer ausreichend abgesenkten Stellung befindet. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung liegt einmal in der relativ geringen Bauhöhe der gesamten Abdeckung und zum anderen in ihrer wir­ samen maschinenseitigen Abdichtung mittels eines am Maschinenständer befestig­ ten bogenförmigen Führungs- und Dichtungsstegs.

Die Bogenform des vorzugsweise in mindestens einer seitlichen bogenförmigen Schiene geführten Abdeckelements gewährleistet eine vollständige Abdeckung des ein oder auch mehrere Magazine enthaltenden Raumes innerhalb der Schutzkabine seitlich und nach oben, so daß sich während des Spanbetriebes weder Späne noch Flüssigkeiten auf den Einzelteilen der Magazine und Werkzeuge ablagern können. Da der Schließ- und Öffnungsvorgang durch die Bewegung nur eines einzigen Bauteils erfolgt, wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht, weil keine Spalträume vorhanden sind, in denen sich Späne od. dgl. ablagern könnten, wie dies bei jalou­ sieartigen Abdeckungen der Fall ist.

Wenn die Werkzeugmaschine zwei seitlich neben dem Werkstücktisch hintereinan­ der angeordnete Tellermagazine aufweist, ist vorteilhaft jedes dieser Magazine ge­ sondert heb- und senkbar an einer Tragkonstruktion angeordnet, wobei die Abmes­ sungen des Schutzbleches so gewählt sind, daß beide Magazine gemeinsam in ihrer abgesenkten Position von dem Schutzblech überdeckt werden.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung weist das Schutzblech einen geradlinigen oberen Endabschnitt auf, der in geschlossener Stel­ lung mit seinem abgebogenen Rand an der Kabinenwand dicht anliegt und in der Offenstellung etwa vertikal nach oben ragt und damit den Zugriff zu den in der Wechselposition des angehobenen Magazins befindlichen Werkzeugs erleichtert.

Um ein selbsttätiges unerwünschtes Öffnen des Schutzbleches zu verhindern, kann dieses in seiner oberen Betriebsstellung durch geeignete Mittel, z. B. Sperren, Rasten oder Verriegelungen, gesichert sein.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind die Werkzeugmagazine innerhalb der Schutzkabine in einem gesonderten Käfig mit zumindest einer vorderen Seiten­ wand angeordnet, dessen sich über die gesamte Breite erstreckende Zugriffsöffnung durch das Schutzblech verschließbar ist. Dieser Käfig kann als vorgefertigte Bau­ gruppe ausgeführt werden und erhöht die Schutzwirkung, da er die abgesenkten Magazine incl. ihrer gegen äußere Einflüsse empfindlichen Tragkonstruktion nahe­ zu vollständig umgibt.

Die Formhaltigkeit und damit auch die Betriebssicherheit der Schutzblech-Ab­ deckung wird weiterhin dadurch verbessert, daß am Schutzblech nach innen ragende Streben befestigt sind, die in Stützgliedern der Tragkonstruktion schwenkbar gela­ gert sind. An diesen Streben können Antriebe, z. B. hydraulische Stellzylinder, an­ greifen, um einen in den automatischen Ablauf der Bearbeitungszyklen integrierten Öffnungs- und Schließvorgang der Abdeckung durchzuführen.

Eine andere Lösung der Erfindungsaufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem Werkstücktisch und dem Werkzeugmagazin ein Käfig angeordnet ist, der im unteren Teil ein bogenförmiges Schutzblech mit vertikalem oberem Abschnitt sowie eine obere Fensteröffnung aufweist, und daß jedes Werkzeugmagazin durch einen Deckel mit je einem vorderseitigen Ausschnitt abgedeckt ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1, 2 eine Werkzeugmaschine in perspektivischer Darstellung bei geöffneter und geschlossener Abdeckung der Werkzeugmagazine durch ein Schutzblech;

Fig. 3 die beiden Werkzeugmagazine mit ihrer Tragkonstruktion und abgesenkter Schutz­ blech-Abdeckung in perspektivischer Rück­ ansicht;

Fig. 4 die als Käfig ausgeführte Abdeckung mit vor­ derseitigem abgesenktem Schutzblech.

Die in den Fig. 1 und 2 perspektivisch dargestellte Werkzeugmaschine enthält einen Maschinenständer 1, an dem ein Spindelstock 2 mit stirnseitig fest oder ver­ schwenkbar angeordnetem Spindelkopf 3 in zwei horizontalen Koordinatenachsen verfahrbar angeordnet ist. Stirnseitig vor dem Ständer befindet sich ein ggf. in Ver­ tikalführungen bewegbarer Werkstücktisch 4 über einer Auffangwanne 5 für Späne und Flüssigkeiten. Seitlich in einem vorgegebenen Abstand neben dem Werkstücktisch 4 sind zwei Werkzeugmagazine 6, 7 angeordnet, die hier als Tellermagazine ausgeführt sind. Für einen Werkzeugwechsel nach dem Pick-up-Prinzip können die Werkzeugmagazine 6, 7 einzeln oder auch gemeinsam in eine obere Wechselpositi­ on angehoben werden, wie dies in Fig. 1 für das Magazin 6 gezeigt ist. Die beiden Magazine 6, 7 und der gesamte Arbeitsbereich der Maschine sind innerhalb einer Schutzkabine 8 angeordnet, die eine großflächige auf kreisbogenförmigen unteren Führungsschienen 9 leichtgängig abgestützte Rund-Schiebetür (nicht dargestellt) aufweist. Innerhalb dieser Schutzkabine in dem Bereich zwischen dem Werkstück­ tisch 4 und dem Aufnahmeraum für die Werkzeugmagazine 6, 7 ist eine als Schutz­ blech 10 ausgeführte Abdeckung angeordnet, die in einer bogenförmig verlaufenden maschinenseitigen Führungsschiene 11 aus der in Fig. 1 gezeigten unteren Stellung in die Schließposition nach Fig. 2 bewegt werden kann. Das Schutzblech weist bei dieser dargestellten Ausführung einen oberen geradlinig verlaufenden Abschnitt 12 auf, der in abgesenkter Stellung etwa vertikal nach oben ragt und damit den Zugriff zu den einzelnen Werkzeugen bei einem Wechselvorgang erleichtert. In der in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Stellung können Verriegelungselemente wirksam sein, die einerseits einen dichten Abschluß des Innenraumes gewährleisten und anderer­ seits ein unbeabsichtigtes Öffnen verhindern. Zweckmäßig werden diese Verriege­ lungen vor dem Beginn einer Öffnungsbewegung automatisch gelöst. Wie insbe­ sondere aus Fig. 2 ersichtlich, wird der Aufnahmeraum für die Magazine 6, 7 in sei­ nem unteren Bereich durch stationäre Wände 13 gegen den restlichen Kabinen- Innenraum abgetrennt.

Die in Fig. 3 in perspektivischer Rückansicht dargestellte Abdeckung weist ein bo­ genförmiges Schutzblech 10 mit oberem geradlinigem Abschnitt 12 sowie zwei rückseitige Streben 15, 16 auf, die endseitig in zwei winkelförmigen Haltern 17, 18 gelagert sind. Die Strebe 15 ist plattenförmig zu einer Seitenwand verbreitert ausge­ führt. Die Tragkonstruktion 20 für die beiden Werkzeugmagazine 6, 7 besteht im wesentlichen aus einem formsteifen Profilrahmen 21, in welchem je ein Linearan­ trieb 22, 23 für die Anhebe- und Absenkbewegungen jedes Werkzeugmagazins 6 bzw. 7 befestigt sind. Zusätzlich ist im Rahmen 21 ein weiterer Stellantrieb 24 montiert, der zweckmäßig als Druckmittel-Stellzylinder ausgeführt ist und dessen Kolbenstange 25 endseitig an dem mittleren Teil der Strebe 16 angelenkt ist. Durch Beaufschlagen dieses Druckmittelzylinders 24 wird das Schutzblech über eine Schwenkbewegung der Streben 15, 16 angehoben und durch Druckentlastung abge­ senkt.

Die in Fig. 4 perspektivisch dargestellte Abdeckung kann statt der Schutzblech- Abdeckung gemäß Fig. 1 bis 3 in der in Fig. 1 dargestellten Werkzeugmaschine verwendet werden. Diese Abdeckung weist einen zwischen den beiden Werkzeug­ magazinen 6, 7 und dem Werkstücktisch 4 fest eingebauten bogenförmig ausgeführ­ ten Käfig 30 auf, dessen Stirnwand 31 in ihrem unteren Teil 32 bogenförmig und in ihrem oberen Teil vertikal geradlinig ausgeführt ist. Eine vordere Seitenwand 34 bildet den Teil eines Rahmens 35, der durch eine von der Oberkante des geradlini­ gen Teils 33, der Oberkante der Seitenwand 34, einer geradlinigen profilierten End­ strebe 36 zur Befestigung an der Kabinenwand und einem maschinenseitigen gebo­ genen Befestigungsholm 37 gebildet wird. Eine von diesem Rahmen umgebene Fensteröffnung 38 erlaubt den Zugriff der Arbeitsspindel zu den Werkzeugen in dem einen oder anderen Magazin 6, 7. Auf jedem dieser Magazine 6, 7 ist ein Dec­ kel 39, 40 drehfest montiert, welche die Heb- und Senk-Bewegungen des zugehöri­ gen Magazins mitmachen. Jeder dieser Deckel 39, 40 hat einen erhöhten hinteren Teil 41, der über eine Stufe 42 in einen flacheren Vorderteil 43 übergeht, in dem ein etwa halbrunder Ausschnitt 46 oberhalb der Wechselposition des Magazins ausge­ bildet ist. Dieser Ausschnitt 46 ermöglicht den Zugriff zu dem jeweils in seiner Wechselposition befindlichen Werkzeughalter des Magazins. Ein umlaufender Sei­ tenrand 48 jedes Deckels begrenzt einen Innenraum, in welchem zumindest die Spannzapfen der Werkzeugkegel geschützt aufgenommen sind. Vorteilhaft bei die­ ser Ausführung ist das Fehlen von beweglichen Teilen, wodurch sich durch den Wegfall von gesteuerten Antriebseinheiten und Lagerungen der technisch-kon­ struktive Aufwand gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 bis 3 vermindert.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und darge­ stellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise einzelne Kon­ struktions- und Funktions-Merkmale der beschriebenen Ausführungsbeispiele in anderer Weise miteinander kombiniert werden, so daß auch bei der Ausführung nach Fig. 4 die Fensteröffnung während des Spanbetriebes ganz oder teilweise durch ein verschiebbares Schutzblech oder aber eine beispielsweise am hinteren Tragholm 36 angelenkte Klappe abgedeckt werden kann, die lediglich beim Beset­ zen der beiden Magazine 6, 7 mit Werkzeugen geöffnet wird.

Claims (9)

1. Werkzeugmaschine zur spanenden Werkstückbearbeitung, mit
einem in einer horizontalen Koordinatenachse an einem Maschinenständer ver­ fahrbaren Spindelkopf mit vertikaler Spindeleinheit,
einem vor dem Maschinenständer angeordneten Werkstücktisch,
mindestens einem seitlich neben dem Werkstücktisch angeordneten Werkzeug­ magazin, in dem die Werkzeuge hängend mit nach oben weisenden Spannke­ geln angeordnet sind, und
mit einer den Arbeitsraum und das Werkzeugmagazin umgebenden Schutzkabi­ ne,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Werkstücktisch (4) und dem Werkzeugmagazin (6, 7) ein bogen­ förmiges Abdeckelement (10) angeordnet ist, das aus einer das Magazin (6, 7) überdeckenden oberen Betriebsstellung in eine die Werkzeuge im Magazin für einen Wechsel freigebende abgesenkte Stellung - und umgekehrt - bewegbar ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Werkstücktisch (4) zwei Tellermagazine (6, 7) hintereinander und einzeln heb- und senkbar angeordnet sind.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzblech (10) einen geradlinigen oberen Endabschnitt (11) aufweist.

4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzblech (10) in seiner oberen Betriebsstel­ lung gesichert ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Schutzblech (10) nach innen ragende Streben (15, 16) befestigt sind, die in Stützgliedern (17, 18) der Tragkonstruktion (20) schwenkbar gelagert sind.

6. Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Werkzeugmagazin (6, 7) heb- und senkbar an einer Tragkonstruktion (20) montiert ist,
zwischen dem Werkstücktisch (4) und dem Werkzeugmagazin (6, 7) eine Ab­ deckung angeordnet ist, die in ihrem unteren Teil ein bogenförmig verlaufen­ des Schutzblech (32) und in ihrem oberen Teil eine Fensteröffnung (38) auf­ weist, und daß
jedes Magazin (6, 7) von je einem Deckel (39, 40) abgedeckt ist, die je einen vorderseitigen Ausschnitt (46) aufweisen.

7. Abdeckung für mindestens ein seitlich neben dem Werkstücktisch einer Werk­ zeugmaschine innerhalb deren Schutzkabine angeordnetes Werkzeugmagazin, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Werkstücktisch (4) und dem Werkzeugmagazin (6, 7) ange­ ordnetes bogenförmiges Schutzblech (10), das an mindestens einer Bogenschie­ ne (11) aus einer unteren Offenstellung, in welcher das Werkzeugmagazin (6, 7) für einen Werkzeugwechsel zugänglich ist, in eine obere geschlossene Be­ triebsstellung bewegbar ist.

8. Abdeckung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des bogenförmigen Schutzblechs (10) Streben (15, 16) befestigt sind, die in einer endseitigen ortsfesten Lagerung mittels eines Stellantriebs (24) verschwenkbar sind.

9. Abdeckung für mindestens ein seitlich neben dem Werkstücktisch einer Werk­ zeugmaschine innerhalb deren Schutzkabine angeordnetes Werkzeugmagazin, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Werkstücktisch (4) und dem Werk­ zeugmagazin (6, 7) ein Käfig angeordnet ist, der im unteren Teil ein bogenför­ miges Schutzblech (31) mit vertikalem oberem Abschnitt (33) sowie eine obere Fensteröffnung (38) aufweist, und daß jedes Werkzeugmagazin (6, 7) durch ei­ nen Deckel (39, 40) mit je einem vorderseitigen Ausschnitt (46) abgedeckt ist.